关于锚杆挡土墙的知识点
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2022年09月20日 15:01:39
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锚杆挡土墙是由钢筋混凝土肋柱、墙面板和水平(或倾斜)的锚杆联合组成的轻型支档结构物。 简述 锚杆挡土墙是指利用锚杆技术建筑的挡土墙,由钢筋混凝土墙面和锚杆组成,依靠锚固在岩层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力。按墙面构造的不同,分为柱板式和壁板式两种。所谓柱板式是指挡土墙的墙面由肋柱和挡土板组成,挡土板直接承受墙面后填料产生的土压力,挡土板支承于肋柱,肋柱与锚杆相连;而壁板式则不设立柱,墙面仅由墙面板构成,墙面板直接与锚杆连接。

锚杆挡土墙是由钢筋混凝土肋柱、墙面板和水平(或倾斜)的锚杆联合组成的轻型支档结构物。

简述

锚杆挡土墙是指利用锚杆技术建筑的挡土墙,由钢筋混凝土墙面和锚杆组成,依靠锚固在岩层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力。按墙面构造的不同,分为柱板式和壁板式两种。所谓柱板式是指挡土墙的墙面由肋柱和挡土板组成,挡土板直接承受墙面后填料产生的土压力,挡土板支承于肋柱,肋柱与锚杆相连;而壁板式则不设立柱,墙面仅由墙面板构成,墙面板直接与锚杆连接。


锚杆挡土墙结构形式主要有柱板式和板壁式两种。柱板式一般由肋柱、挡土板及灌浆锚杆组成,具有较大的抗拔力,可用于路堑或路堤挡土墙;板壁式一般由钢筋混凝土板和楔缝式锚杆组成,多用于边坡防护。锚杆是锚杆挡土墙的主要受力构件,可为普通钢筋、预应力锚杆或预应力锚索等,锚孔直径100~150mm,一般向下倾斜10°~15°,间距不小于2m。锚孔内放置钢筋或钢束后,灌注水泥砂浆使其锚固于稳定地层,具有足够的抗拔力。肋柱截面多为矩形,也有设计为T形,底端一般做成自由端或铰接,如基础埋置深,且为坚硬岩石,也可作为固定端。挡土板可采用柄形板、矩形板和空心板。

锚杆挡土墙适用于边坡高度较大,石料缺乏,挖基困难,且具备锚固条件的地区,多用于路堑墙。


锚杆

锚杆的主要类型

锚杆按孔径大小可分为锚索(大锚杆)和小锚杆。锚索所需锚孔孔径较大,采用钻机或锚杆钻机钻孔,钻孔深度可达50m或更长。锚索由数根钢筋或钢丝束或钢绞线组成。小锚杆锚孔直径为38~50mm,可用普通风钻钻孔,钻孔深度3~5m,小锚杆一般为一根钢筋。

按地层中的锚固方法可分为楔缝式锚杆和灌浆锚杆。楔缝式锚杆一般用在锚固岩层较为坚硬的地区,小锚杆楔缝较为简单,锚杆插入钻孔后,施加压力,使楔子挤入锚杆端部楔缝,迫使杆端张开嵌固在岩层上。大锚杆的固定较为复杂,一般要加工特殊锚固装置,使锚杆头上的外夹片嵌固在岩层上。灌浆锚杆分为普通灌浆锚杆、扩孔锚杆、预压锚杆、预应力锚杆。预压锚杆是在灌浆时对水泥砂浆施加一定的压力,预应力锚杆是对锚杆施加张拉应力。

此外,法国曾采用一种I·R·P型锚杆,杆心设有孔道,杆壁有阀门,可以通过锚杆于肋柱的接头处,重复灌入砂浆,以控制灌注的深度,从而使锚杆本身在锚固的同时对土层进行加固。在灌浆材料上,除常用的水泥砂浆外,美国、法国曾用过树脂材料,日本还用了化学液体灌浆,利用化学液体的膨胀性来提高锚杆的抗拔能力。



锚杆的布置

锚杆可按照弯矩相等(锚杆层数是两层时)或支点反力相等(锚杆层数大于两层)的原则布置,向下倾斜,锚杆的倾斜度是为保证灌浆的密实,有时也为了避开邻近的地下管道或浅层不良土质等。每层锚杆与水平面的夹角不应大于45°,宜为15°~25°,布设时要求考虑墙面构件的预制、运输、吊装和构件受力的合理性,同时要考虑锚杆施工条件、受力条件等。每级肋柱上视肋柱高度可设为两层或多层锚杆,一般布置2~3层。若锚杆布置太疏,则肋柱截面尺寸大,锚杆粗而长,但若布置过密,锚杆之间受力的相互影响使锚杆抗拔力受到影响,此时锚杆抗拔力就变的比单根锚杆设计拉力低。为防止出现群锚现象,锚杆间距不应小于2.0m。多层锚杆挡土墙为了减少墙的位移量,应使中层和低层锚杆缓于上层锚杆的倾斜度。


锚杆截面

锚杆钢筋采用带肋钢筋或高强精轧螺纹钢筋,不宜采用镀锌钢筋,直径一般为18~32mm,锚孔直径应与锚杆直径相配合,一般为锚杆直径的3倍。锚杆应尽量采用单根钢筋,如果单根不能满足拉力需要,也可采用两根钢筋共同组成一根锚杆,但每孔钢筋数不宜多于3根。


锚杆的长度

锚杆由非锚固段(即自由段)和有效锚固段组成。非锚同段不提供抗拔力,其长度 图片 

应根据肋柱与主动破裂面或滑动面的实际距离确定。如果地质条件较好,不太可能形成主动破裂面,则非锚同段长度可以短于到理论破裂丽的距离。有效锚同段提供锚固力,其长度应根据锚杆的拉力计算。岩层中的有效锚固长度不宜小于4.0m,且不宜大于10m。


锚杆与肋柱的连接

当肋柱为就地灌注时,必须将锚杆钢筋伸入肋柱内,其锚固长度应满足钢筋混凝土结构规范的要求。当采用预制的肋柱时,锚杆与肋柱的连接可采用螺母锚固、弯钩锚固和焊短钢筋锚固等形式。外露金属部分用砂浆包裹加以保护。螺丝端杆应采用延伸性能和可焊性良好的钢材。


锚杆防锈措施

钢筋锚杆的防锈措施应选用柔性材料,而不宜采用包混凝土等刚性防护。锚杆未锚入地层部分,必须作好防锈处理。一般在钢筋表面涂两层防锈漆,并缠裹用热沥青浸透的玻璃纤维布两层,以完全隔绝钢筋与土中水及空气的接触。腐蚀环境下,钢筋表面可采用环氧涂层等处理措施。锚杆螺栓与肋柱连接部位无法包裹,是防锈的薄弱环节,应压注水泥砂浆或用沥青水泥砂浆充填其周围并用沥青麻布塞缝,此处应慎重处理。



特点与适用范围

锚杆挡土墙具有以下优点:结构轻型化,可以节约大量的圬工和节省工程投资;利于机械化、装配化施工,可以提高劳动生产率;不需要开挖大量基坑,能克服不良地基挖基的困难,并利于施工安全。但是锚杆挡土墙也有一些不足之处,使设计和施工受到一定的限制,如施工工艺要求较高,要有钻孔、灌浆等配套的专用机械设备,且要耗用一定的钢材。

锚杆挡土墙适用于一般地区岩质路堑地段。但其他具有锚固条件的路堑墙也可使用,还可应用于陡坡路堤。在不良地质地段使用时,必须采取相应措施。



施工工序

施工准备→基坑开挖→基础浇(砌)筑→锚杆制作→钻孔→锚杆安放与注浆锚固→柱和挡土板预制→肋柱安装→挡土板安装→墙后填料填筑与压实→竣工交验等。

施工要求

(1)按照设计要求,在施工前作锚杆抗拔力验证试验。

(2)钻孔后应将孔内粉尘,石渣清理干净。孔轴应保持直线,孔位允许偏差为50mm,深度允许偏差为-10~+50mm。

(3)锚杆应安装在孔位中心。

(4)锚杆未插入岩层部分,必须按设计要求作防锈处理。

(5)有水地段安装锚杆,应将孔内的水排出或采用早强速凝药包式锚杆。

(6)宜先插入锚杆然后灌浆,灌浆应采用孔底注浆法,灌浆管应插至距孔底50~100mm,并随水泥砂浆的注入逐渐拔出,灌浆压强宜不小于0.2MPa。

(7)砂浆锚杆安装后,不得敲击、摇动。普通砂浆锚杆在3天内,早强砂浆锚杆在12小时内,不得在杆体上悬挂重物。必须待砂浆达到设计强度的75%后方可安装肋柱、墙板。

(8)安装墙板时,应边安装墙板边进行墙背回填及墙背排水系统施工  。

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知识点:锚杆挡土墙

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