锚杆地锚使用

岩石锚筋地锚的布置及计算

岩石锚筋地锚是指把圆钢（既锚筋）直接锚固于灌注混凝土浆的岩石孔内用以作为地锚。它是借岩石本身、岩石与细石混凝土间与锚筋间的黏结力来抵抗外部绳索传来的拉力。

1岩石锚筋地锚的适用条件

岩石锚筋地锚主要用于未风化或微风化的硬质岩石（如花岗岩、石灰岩等），且岩石整体性较好、地表覆盖层较薄（约0.5m以内）。如果用于中等风化或强风化岩石地区，因要求锚孔较深，成本较高。

2岩石锚筋地锚的布置及构造

本标段部分放线区段，在张场、牵引场、耐张紧线处由于岩石地质较硬，地锚开挖难度大。项目部选择使用岩石锚筋地锚地锚方式锚固张牵机及对导地线及光缆进行临锚。

锚筋的布置方式采用锚筋延拉绳方向斜向布置。如图1所示：

图1 岩石锚筋布置示意图

岩石锚筋地锚包括钢筋和细石混凝土两部分。钢筋分为光圆钢和螺纹钢两种，若采用光圆钢筋，圆钢尾部应设置锚头，锚头形状如图2所示。圆钢顶部应焊接成环形，以便与拉绳连接。细石混凝土采用流态水泥细石混凝土，流态水泥

细石混凝土是水泥细石混凝土中掺入具有一定膨胀性能的膨胀外加剂，使细石混凝土具有大流动性、微膨胀性及较高的强度等级。

图2 钢筋锚头形状示意图

3岩石锚筋地锚的使用要求

（1）岩石地锚的使用范围应以硬质岩石未风化或微风化地质条件为主。现场应对地锚毛孔位置的岩石情况探明再确定锚孔深度。

（2）岩石锚筋宜使用带螺纹的钢筋。

（3）在锚筋锚头已扩大的条件下，锚筋的锚固深度推荐值为：硬质微风化岩石，锚固深度≥25d；硬质中等风化岩石，锚固深度≥30d

（4）锚孔的直径（D）应为锚筋直径（d）的2.5-3倍，且不小于50mm。

（5）岩石地锚的锚筋应与拉绳方向一致，不宜承受水平拉力。

3岩石锚筋地锚的强度验算

3.1锚筋的强度验算

单根锚筋的强度应满足公式要求，σ=4P/πd²≤[σ]

式中σ——锚筋的计算拉应力，N/mm²；P——钢筋承受的顺向拉力，N；d——锚筋的直径，mm；[σ]——锚筋的容许应力，N/mm²（取安全系数K=1.5）。我标段最大牵引力98.9kN，张牵引机最大受力为130kN。P=130kN=130000N。

根据锚筋轴向的容许拉力表，我标段选用Q345材质，Φ25钢筋容许拉力为184.98kN。故此种规格钢筋作为锚筋满足施工要求。

3.2锚筋与水泥细石混凝土的黏结力

锚筋与水泥细石混凝土的黏结力应满足公式要求，πdh

a t

a

≥KP

式中h

a --锚筋的有效锚固长度；t

a

--锚筋与水泥细石混凝土的粘结强度（经验取

值为：C30细石混凝土， ta=3N/mm²）；K--岩石地锚的抗拔安全系数，取值为2.0。

根据上式取K=2.0,Ta=3N/mm²；地锚埋设钢筋深度ha取3m。

[P]=(πdha/K）*ta=353.25kN

计算可得Φ32锚筋埋深3000mm情况下与细石混凝土间的容许黏结力为353.25kN。

3.3细石混凝土柱体与岩壁的黏结力

细石混凝土柱体与岩壁的黏结力应满足公式要求，πDh

b t

b

≥KP

式中D--锚孔的直径；h

b --锚孔的有效深度；t

b

--细石混凝土与岩壁的黏结强度，

根据我标段牵张场位置岩石风化程度为中等风化程度。t

b 取0.5；K取2；h

b

取

2500mm；D取150mm。

P=πDh

b t

b

/K=176.6kN。经过计算Φ32锚筋细石混凝土柱体与岩壁的黏结力为

176.6kN。

3.4岩石的抗拔力

岩体的抗拔力以抗剪状态计算，抗剪应满足公式要求πh

b （D+h

b

）t

s

≥KP。

式中t

s --岩体的抗剪强度，根据不同岩石状态，t

s

取0.2。

P=πh

b （D+h

b

）t

s

/K=1899kN。经过计算中等风化岩石抗拔力为1899kN。

结论：

经过计算我标段4处，张力机锚固及导地线光缆临时锚固。采用Q345材质，Φ32钢筋做岩石锚筋地锚，埋设3m，最小承受力为176.6kN。

具体设置按单处策划、细石混凝土配比试验及现场岩石锚筋地锚拉力试验，确定后设置。并上报监理部进行审核。

3.4设备地锚布置示意图

3岩石锚筋地锚试验方法

一般的圆柱体的截面面积是这么算的:3.14乘以半径的平方。

但是，这个计算方法为通用的计算圆柱体的方式。而对于一根长度为3米的圆柱体形状的精轧螺纹钢，就得这么算精轧螺纹钢的截面面积:V＝πr^2*h

V:圆柱体体积

π：圆周率

r：底面半径

^2:平方的意思

h：圆柱体高度而且，对于精轧螺纹钢筋截面面积应满足下式的要求：

式中As——锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积(m2)；

ε2——锚筋抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；

γ0——边坡工程重要性系数；

fy，fpy——锚筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa)。

4岩石锚筋地锚应用位置