土层锚杆施工工

外部稳定是指锚杆围护系统和土体全部合在一起的整体稳定。由于边坡本身失稳或受荷载作用，从支护墙基础底部产生滑动而向外推移，整个体系沿滑缝向下滑动，整个土锚均在土体深滑裂面范围之内，造成整体失稳，一般采用圆弧法

验算其稳定性。

内部稳定计算是指土锚与支护墙基础假想支点之间深滑动面的稳定验算，对于内部稳定的验算，可以采用图解法来进行分析，现以在均质土中的单排锚杆护壁为例(如图1-a)说明内部稳定计算。

图1 锚杆内部稳定分析法［2］

Fig.1 Analysis of internal stability of anchorage

a—代替墙法；b—力的几何关系

锚杆极限抗力的水平分力（max Rh）可以从图1-b中的平衡图得出：

Egh=［G-（Eah-E1h）tgδ］tg（-θ)

max Rh=fA（Eah-Elh+Erh）；fA=1/(1+tgα．tg（-θ))

1.3 土层锚杆的布置要求

（1）锚杆的水平和垂直间距，一般不宜于大于4.0m，以避免单根锚杆承载力过大而应力集中，但也不得小于 1.5m，以免

群锚效应而降低锚固力。

（2）锚杆锚固体上覆土层厚度不应小于4.0m，以避免上部地表荷载对锚杆的影响，同时也是为了防止高压注浆时上覆土隆起。

（3）倾斜锚杆的倾角不应小于10°，并不得大于45°，以15°～35°为宜。倾角过小，不宜于保证锚杆施工质量，倾角过大，则不利于锚杆锚固力的发挥。

（4）锚杆自由长度不宜小于5.0m，应根据锚杆与滑裂面和边坡坡面的交点的距离而定，其自由段长度应超过破裂面1.0m。

（5）锚杆数量n应根据锚固工程所需加固力T和设计锚固力Nt确定，即：

n=T/Nt。

1.4 土层锚杆施工、质量监控要点及检验

1.4.1 土层锚杆施工流程图2为土层锚杆施工流程。

图2 土层锚杆施工程序

Fig.2 Working program of unchorage

1.4.2 土层锚杆施工、质量监控要点（1）施工前的准备：

①要认真检查原材料、机具的型号、品种、规格及锚杆各部件的质量、主要技术性能是否符合设计和规范要求；②平整好场地道路，搭设好钻机平台，作好锚杆技术交底；③作好锚杆所用砂浆的配合比及强度试验，锚杆焊接的强度试验，验证能否满足设计

要求。（2）钻孔：①根据不同的土质情况采用不同的成孔作业法进行施工，掌握好钻机钻进速度，保证孔内干净、圆直，孔径符合设计要求；②严格控制钻孔的偏差。保证钻孔的水平方向孔距误差、垂直方向孔距误差、钻孔底部的偏斜误差、钻孔深度误土层锚杆施工工艺差在规范和设计要求允许范围以内。(3）锚杆的安放：①锚杆要求顺直，应除油、除锈并作好防腐处理，按要求设置好对中支架；②杆体插入时，应防止杆体扭压、弯曲，杆体插入孔内深度不应小于锚杆长度的95%，杆体安放后不得随意敲击和悬挂重物。（4）灌浆：①水泥浆水灰比控制在0.4～0.5，砂浆灰砂比采用1∶1或1∶0.5，应采用水泥标号不低于425号普通硅酸水泥配制；②应采用机械均匀拌制浆体，要随搅随用，禁止人工搅浆，浆液应在初凝前用完，并严防石、杂物混入浆液；

③常压注浆压力控制在0.3～1.0 MPa，二次高压注浆压力控制在

2.0～4.0 MPa，浆液在灌注过程中应严格遵守《土层锚杆设计与施工规范》中的有关规定，并作好记录。（5）锚杆张拉与锁定：①张拉前严格检查锚头、锚具质量和张拉设备是否符合设计要求；②锚杆张拉应在浆体强度达到80%以后进行；③锚杆张拉应力控制，对于永久性锚杆σcon≤0.60 fptk；对于临时性锚杆σcon ≤0.65fptk；④锚杆张拉应按规范要求逐级加荷，并按规定的锁

定荷载进行锚杆锁定。

1.4.3 土层锚杆的检验（1）基本试验。基本试验目的是确定所设计的锚杆在设计位置的极限抗拔力，了解锚杆抵抗破坏时和承受荷载后的力学性状，为锚固工程设计提供可靠的依据。基本试验数量不应少于3根，其锚杆参数、材料、施工工艺、地质条件和拟设计的锚杆相同。（2）验收试验。验收试验目的是为了

检验锚杆在超过设计拉力并接近极限拉力条件下的工作性能，及时发现锚杆设计施工中的缺陷，并判定工程锚杆是否符合设计要求。验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的5%，且不得少于最初施作的3根。（3）试验结果的分析曲线。施工完成后待砂浆达到70%以上的强度后才能进行拉拔试验，试验开始时每级荷载按事先预计极限荷载的1/10施工，同时按有关规程读数，最终绘制成荷载-变位曲线图和变位量-稳定时间曲线，以明显的转折点作为屈服拉力。

2 应用实例——以南宁某工程为例

2.1 基坑概况

基坑周边范围为66.5m×30.8m，拟建二层地下室，开挖深度为12.0m。场地的土层情况是：表层1～2m为素填土；其下为粘土、粉质粘土和粉土层；10.0～11.0m以下为圆砾层，圆砾层顶部有一层厚0.5～1.0m的粉砂层；22.0m以下为泥岩。粘土、粉质粘土层的天然含水量WL=24%～27%，天然容重γ=20.3kN/m3，

液性指数IL=0.2～0.5，塑性指数Ip=17～24，内摩擦角=18°，粘聚力c=45 kPa；

粉土层的天然含水量WL=27.7%，天然容重γ=19.5kN/ m3，液性指数IL=1.18，塑性指数Ip=8.3，内摩擦角=15°，粘聚力c=5.0kPa。基坑周边为居住楼和道路，

南侧有一建筑物距坑边不到10m。

2.2 原支护情况

由于开挖较深，场地较窄，无法放坡开挖，原支护设计采用钻孔灌注桩护壁，桩间采用素砼桩作为止水防渗，并进行试挖，当挖至-7.0m左右时，由于止水帷幕工程未能起到完全止水的作用，同时护壁桩的抗弯强度不够，导致护壁桩的位移，开挖和降水导致周边建筑物的地基土变形而产生附加沿降，从而引起周边建筑物变形和开裂，因此，在继续开挖之前必须做好护壁桩的加固和止水帷幕的处理。

2.3 护壁设计

在护壁桩上-7.5m深度先安装1根腰梁，在腰梁上设置1排土层锚杆，间距为 1.7m。通过计算，每根锚杆承受的水平力为425kN，锚杆向下倾斜15°，其锚固段长度为16cm，自由段长度为8m。

2.4 锚杆施工

锚杆钻孔使用外径为127mm的环形钻头，钻进时使用清水作冲洗液。锚杆采用6根Φ12mm钢索绞成的钢绞线，灌浆使用425号普通硅酸盐水泥与中砂配合成砂浆，灰砂比1∶0.5，水灰比1∶0.5，掺用一定比例的早强剂。施工中检查砂浆的平均强度为4.8kN/m2，锚杆锚固段的平均极限锚固力为100kN/m2。

2.5 实测结果

对基础从开挖至竣工进行长达一年监测，在基坑开挖达到坑底并经过半年以后，通过检查，锚杆拉力并未增加，坑壁的侧向位移只有1cm，其周边建筑物不再出现变形和其他异常现象。

3 结论