8.2 设计计算
8.2.1 锚杆(索)轴向拉力标准值应按下式计算:
式中:Nak——相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力(kN);
Htk——锚杆水平拉力标准值(kN);
α——锚杆倾角(°)。
8.2.2 锚杆(索)钢筋截面面积应满足下列公式的要求:
普通钢筋锚杆:
预应力锚索锚杆:
式中:As——锚杆钢筋或预应力锚索截面面积(m2);
ƒy,ƒpy——普通钢筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa);
Kb——锚杆杆体抗拉安全系数,应按表8.2.2取值。
表8.2.2 锚杆杆体抗拉安全系数
边坡工程安全等级
安全系数
临时性锚杆
永久性锚杆
一级
1.8
2.2
二级
1.6
2.0
三级
1.4
1.8
8.2.3 锚杆(索)锚固体与岩土层间的长度应满足下式的要求:
式中:K——锚杆锚固体抗拔安全系数,按表8.2.3-1取值;
la——锚杆锚固段长度(m),尚应满足本规范第8.4.1条的规定;
ƒrbk——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值(kPa),应通过试验确定;当无试验资料时可按表8.2.3-2和表8.2.3-3取值;
D——锚杆锚固段钻孔直径(mm)。
表8.2.3-1 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数
边坡工程安全等级
安全系数
临时性锚杆
永久性锚杆
一级
2.0
2.6
二级
1.8
2.4
三级
1.6
2.2
表8.2.3-2 岩石与锚固体极限粘结强度标准值
岩石类别
ƒrbk值(kPa)
极软岩
270~360
软岩
360~760
较软岩
760~1200
较硬岩
1200~1800
坚硬岩
1800~2600
注:1 适用于注浆强度等级为M30;
2 仅适用于初步设计,施工时应通过试验检验;
3 岩体结构面发育时,取表中下限值;
4 岩石类别根据天然单轴抗压强度ƒr划分:ƒr<5MPa为极软岩,5MPa≤ƒr<15MPa为软岩,15MPa≤ƒr<30MPa为较软岩,30MPa≤ƒr<60MPa为较硬岩,ƒr≥60MPa为坚硬岩。
表8.2.3-3 土体与锚固体极限粘结强度标准值
注:1 适用于注浆强度等级为M30;
2 仅适用于初步设计,施工时应通过试验检验。
8.2.4 锚杆(索)杆体与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式的要求:
式中:la——锚筋与砂浆间的锚固长度(m);
d——锚筋直径(m);
n——杆体(钢筋、钢绞线)根数(根);
ƒb——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值(kPa),应由试验确定,当缺乏试验资料时可按表8.2.4取值。
表8.2.4 钢筋、钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值ƒb
锚杆类型
水泥浆或水泥砂浆强度等级
M25
M30
M35
水泥砂浆与螺纹钢筋间的粘结强度设计值ƒb
2.10
2.40
2.70
水泥砂浆与钢绞线、高强钢丝间的粘结强度设计值ƒb
2.75
2.95
3.40
注:1 当采用二根钢筋点焊成束的做法时,粘结强度应乘0.85折减系数;
2 当采用三根钢筋点焊成束的做法时,粘结强度应乘0.7折减系数;
3 成束钢筋的根数不应超过三根,钢筋截面总面积不应超过锚孔面积的20%。当锚固段钢筋和注浆材料采用特殊设计,并经试验验证锚固效果良好时,可适当增加锚筋用量。
8.2.5 永久性锚杆抗震验算时,其安全系数应按0.8折减。
8.2.6 锚杆(索)的弹性变形和水平刚度系数应由锚杆抗拔试验确定。当无试验资料时,自由段无粘结的岩石锚杆水平刚度系数Kh及自由段无粘结的土层锚杆水平刚度系数Kt可按下列公式进行估算:
式中:Kh——自由段无粘结的岩石锚杆水平刚度系数(kN/m);
Kt——自由段无粘结的土层锚杆水平刚度系数(kN/m);
lf——锚杆无粘结自由段长度(m);
la——锚杆锚固段长度,特指锚杆杆体与锚固体粘结的长度(m);
Es——杆体弹性模量(kN/m2);
Em——注浆体弹性模量(kN/m2);
Ec——锚固体组合弹性模量,
A——杆体截面面积(m2);
Ac——锚固体截面面积(m2);
α——锚杆倾角(°)。
8.2.7 预应力岩石锚杆和全粘结岩石锚杆可按刚性拉杆考虑。