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。