锚杆与土钉的区别

锚杆与土钉

按李广信教授的话，土钉是树上的鸟巢，锚杆是树上一根线挂着一个鸟巢，以下我们来具体讨论两者的区别，首先先认清楚以下几个概念。

第一章锚杆和土钉的概念

第一节锚杆

将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作为杆体材料时，也可称为锚索。

是一种设置于钻孔内，端部伸入土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成受拉杆体，它一端与工程构筑物相连，另一端锚入土层中，通常对其施加预应力，以承受由土压力、水压力、或风荷载等所产生的拉力，用以维护构筑物的稳定，一般由锚头段和锚固段三部分组成，其中锚固段用水泥浆或水泥砂浆将杆体与土层粘结在一起形成锚杆的锚固体，根据土体类型、工程特性与使用要求，土层锚杆锚固体结构可设计成圆形、端部扩大头型或连续球体型三类。

第二节土钉

用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。通常采取土中钻孔、植入变形钢筋及带肋钢筋并沿孔全长注浆的方法做成。土钉依靠于土体之间的界面粘结力或摩擦力，在土体发生变形条件下被动受力，并主要承受拉力作用。土钉也可以用钢管、角钢等作为钉体，采用直接击入的方法置入土中。土钉墙支护适用于下列土体：可塑、硬塑或坚硬的粘性土，胶结或弱胶结（包括毛细水粘结）的粉土、砂土或角砾，填土、风化岩层等。

第二章锚杆与土钉的区别

第一节土钉与锚杆不同之处

一、受力机理

（1）土钉是被动受力，即土体发生一定变形后，土钉才受力，从而阻止土体的继续变形；

（3）锚杆是主动受力，即通过对锚杆时间预应力，在基坑未开挖前就限制土体发生过大变形。

二、受力范围

（1）土钉是全长受力，不过受力方向分为两部分，潜在滑裂面把土钉分为两部分，前半部分受力方向指向潜在滑裂面方向，后半部分受力方向背向潜在滑裂面方向；

（2）锚杆则是前半部分为自由端，后半部分为受力段，所以有时候在锚杆的前半部分不充填砂浆。

三、二者的本质区别在于工作机理的不同：

土钉是一种土体加筋技术，以密集排列的加筋体作为土体补强手段，被动受力，提高被加固土体的强度与自稳能力；

锚杆是一种锚固技术，通过拉力杆将表层不稳定岩层土体的荷载传递至岩土体深部稳定位置，从而实现被加固岩土体的稳定。

当土体发生一定变形后，土钉随着这个变形而提供抗力，这时受力特性和锚杆一样，只是土钉为全长受力，滑裂面所分成的两段受力方向是一样的，均指向坡内，而锚杆在预应力的作用下，主动受力，始终是对坡体提供指向坡内的抗力，随着预应力的损失和坡体变形的停止，退化成土钉。

四、其他的一些区别

1、是否加预应力？锚杆：是；土钉：否。

2、是否有专门的锚固机构？锚杆：是；土钉：否。

3、是否通长注浆？锚杆：否；土钉：是。

4、是否用在土体中？锚杆：否；土钉：是。

注：土体中用叫“土钉”，岩体中用叫“岩钉”，但一般“岩”和“土”本来就没有本质的差别。锚杆当然有“土层锚杆”和“岩体锚杆”。边坡支护一般用钢绞线代替钢筋，应该叫预应力锚索。

五、土钉和锚杆在做法上有很大不同：

土钉一般间距为1.0-1.6m。长度则为边坡或基坑高度的1.1-1.3倍。

锚杆一般间距为2.5-3米。且设有立柱，压顶梁等，长度则为锚固段大于等于3m。六、施加预应力的锚索，有多股钢绞线组成，岩质边坡中很多锚杆是不加预应力的，这和土钉没有什么区别，很多计算软件中也没有区分开，以规范作为标准，土钉可被视为小尺寸的被动锚杆（全长粘结型），因此可以说土钉属于锚杆的一种，都是通过杆件的拉力加强土体的整体稳定性。

第三章知识延伸

第一节喷锚支护

1、喷锚支护：指的是用锚杆与喷射混凝土面层共同支挡岩土使其保持稳定的一种支护体系。喷锚支护的面层结构，一般是由钢丝网外加喷射混凝土组成的具有一定强度的柔性保护层。在基坑支护中锚杆的一端锚拉与稳定的土体上，另一端锚固于喷射混凝土面层结构上，一般分为预应力锚杆（索）和非预应力锚杆两类。

2、土钉墙是指以短而密的土钉设置入坑壁土体中，将土体加固成为一种自稳定挡土的支护体系。土钉墙往往也外加钢丝网并喷射混凝土保护层。土钉一般可以分为打入式和钻孔注浆式两类。

土钉墙与喷锚支护有很多相似之处，特别是以喷射混凝土面层作为保护层的钻孔注浆式土钉墙，施工工艺上与喷锚支护也很相似。如均有喷射混凝土面层，均为钻孔注浆式，均属于柔性支护，都是边开挖边支护等。从表面看土钉和非预应力锚杆好像只有长短和疏密之分，但其构造与作用机理完全不同，因此，两种支护形式的设计方法也不相同。

第二节锚杆和锚索的区别

1、锚杆主要是采用钢筋制作，锚索采用钢绞线；

2、锚杆一般都是全断面注浆，全断面受力，锚索则是由自由端和锚固段，只有锚固段受力；

3、锚杆是被动的受力体系（也有预应力锚杆列外），锚索是主动受力体系；

4、锚杆吨位一般比较小，而锚索的吨位则比较大；

5、锚杆主要用于浅层加固，锚索则用于深层加固；

6、二者的共同特点都是柔性防护。

国内，一般情况下，锚索都是需要施加预应力的，因此它是主动受力，多应用于已出现变形或对变形要求严格的工程部；锚杆则一般不施加预应力（有时施加很小的预应力），因此它是被动受力，只有当被锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固力。此外，锚索长度一般在20-50米，锚杆则不到20米。在国际上，锚索只是锚杆的一种类型。

预应力锚索框格梁支护体系作用机理：

通过框格梁传递给土体，从而在岩土体中产生附加应力，调整岩土体内应力环境，起到加固边坡的目的。

框架梁除表层固坡作用外，还有传力作用。如果单独使用预应力锚索进行边坡加固，锚索拉力过大会引起表层坡体的变形，甚至破坏，而坡体过大的变形又会导致锚索预应力的损失。将预应力锚索与框格梁结合，框格梁起到锚墩的作用，由于框格梁与坡面的有效接触面积大，坡体在锚索作用下的变形能得到限制。

一般情况下，锚杆或土钉用于加固深度较小的情况，而锚索加固深度可以很大。

第四章重要认知