GB50086-2015 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范.pdf

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GB50086-2015 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范.pdf

8.1.1自然界的岩土体是十分复杂的地质体,边坡开挖前的勘探 不可能完全准确地揭示其地质特征;此外,在边坡开挖锚固过程 中,人为因素和自然因素对边坡的扰动也是不可避免的。因此,在 边坡锚固全过程贯彻动态设计的理念是完全必要的,这是岩土工 程的一条基本原则

定性设计尤为重要,这是因为:①可降低地下水位,减小滑面的孔 隙水压力,增大滑面的有效应力,从而可有效地提高边坡的抗滑能 力;②阻止雨水的冲刷和人渗,有利于保持滑面的固有力学强度, 防止坡体及锚固结构外露部分遭受冲刷破坏,并提高岩土锚固体 系的耐久性;③工程实践表明,边坡的失稳大多是由于无及时施作 或缺乏完善的防排水系统导致雨水侵蚀引起的;④对锚杆有腐蚀 作用的物质一般以离子形式存在于地下水中,采用完善的截、防水 系统,降低边坡地下水位可提高锚固系统的耐久性,减少边坡积水 对锚头的冲刷破坏。对于地下水位较高的边坡,若在锚杆施工前 采取预降水措施,可保证锚杆灌浆的密实度,同样可增加锚杆的而耐 久性。

1.4对于岩土边坡,开挖后及时锚固JGJ/T 439-2018 碱矿渣混凝土应用技术标准,有利于保护潜在滑裂面

的固有强度及充分利用边坡自稳能力,提高边坡的安全度。对土 质边坡,开挖后暴露过久,极易遭受冲刷破坏。

认为是一种更为成熟的方法,因此,本规范将极限平衡法规定为 本计算方法。对于破坏机制复杂的边坡,难以采用传统方法计 自前国外和国内水利水电部门已广泛采用数值极限分析方法。 直极限分析方法与传统极限平衡分析方法求解原理相同,只是 解方法不同,两种方法得到的计算结果是一致的。因此,对重要 复杂的边坡宜同时采用极限平衡法与数值极限分析法进行分机

认为是一种更为成熟的方法,因此,本规范将极限平衡法规定为基 本计算方法。对于破坏机制复杂的边坡,难以采用传统方法计算, 自前国外和国内水利水电部门已广泛采用数值极限分析方法。数 值极限分析方法与传统极限平衡分析方法求解原理相同,只是求 解方法不同,两种方法得到的计算结果是一致的。因此,对重要或 复杂的边坡宜同时采用极限平衡法与数值极限分析法进行分析。 8.2.2对可能产生圆弧滑动的锚固边坡,一般均采用垂直条分法 计算,本规范推荐简化毕肖普法、摩根斯坦一一普赖斯法等能同时 满足力和力矩平衡条件的条分法。这类计算方法,计算精度高,已 得到国内外公认。瑞典法计算简单,曾广为采用,在孔隙水压力较 高和圆弧中心角较天时采用此法可能引起大的误差,但在垂直开 挖高度小于30m,滑面上不存在软弱夹层条件下,还是可以采用 的。 对可能产生折线滑动的锚固边坡,本规范推荐传递系数隐式 解法、摩根斯坦一普赖斯法或萨玛法计算。传递系数法以往在国 内应用普遍,特别是采用传递系数隐式解法且两滑面间夹角不大, 用该法计算也有相当高的精度。摩根斯坦一普赖斯法是一种严格 的条分法,计算精度很高,也是国外和国内水利、水电系统推荐采 用的方法。 8.2.3关于确定锚固边坡安全系数的计算公式中,预应力锚杆作 用于边坡的切向分力 >,Tdi·cos(日十β),本条是将其放人分母项 1 内的,即作为减小的下滑力处理的,其理由是:该切向分力是锚杆 预应力所产生的一个分量,是主动地通过预张拉锁定方式而无须 依赖边坡岩土体发生位移来实现的。它并不随岩土体滑面的抗剪 强度的变化而变化,是一个基本确定的力。该确定的力是有严格 的锚杆验收试验得以保证的。 这样处理,不会影响锚固边坡工程的安全性。预应力锚杆作 用王边坡的九是一种主动的支护抗力它胚能有效地利用深部稳

8.2.2对可能产生圆弧滑动的锚固边坡,一般均采用垂直

后的岩土体;它能在开挖后迅速安设,及时抑制开挖弓引起的地层扰 动和变形,改善地层的应力状态,提高地层软弱结构面和潜在滑移 面的抗剪强度。·总体来说,与传统的被动的支挡结构相比,采用预 应力锚固的边坡是更为安全的。 在国外,岩土工程界的许多著名学者及有关岩土锚杆规范是 主张将锚杆预应力的切向分量作为减小的下滑力考虑的。如英国 著名岩土锚固工程专家T.汉纳教授《岩土边坡工程》一书作者E。 hoke&J.wBray以及国际岩土工程丛书之一《AnchoringinRock andSoil》的作者L.Hobst和J.zajie均认为应将预应力锚杆作用 于边坡上的锚固力的切向分量放在计算边坡的稳定安全系数公式 的分母项内。1989年颁发的英国岩土锚固规范BS8081中,对采 用极限平衡法计算锚固边坡的安全系数时,也是将预应力锚杆作 用于滑面上的锚固力的切向分量置于分母项上的。 8.2.5本规范表8.2.5根据不同的边坡安全等级和边坡工况规 定的锚固边坡稳定安全系数基本上包容了国内相关标准所规定的 岩土边坡的稳定安全系数。由于主要采用预应力锚杆锚固边坡, 能主动地提供支护抗力,改善边坡岩土体应力状态,提高边坡结 构面和潜移面的抗剪强度,能最大限度地缩短开挖面的裸露时 旬和缩小开挖面的裸露面积,有利于抑制边坡岩土体松动变形 的发展。与其他传统的被动的支挡结构相比,锚固后边坡的稳 定性可显著提高,因此本规范规定的锚固边坡的稳定安全系数 是偏王安全的

结构面两侧岩石强度、起伏差、粗糙度以及充填物性状(矿物成分、 颗粒成分、含水状态等),目前多根据现场直接抗剪试验,工程类比 及反算分析等相结合方法综合分析确定

8.2.7对具备放坡条件的边坡采用多级台阶放坡开挖,不仅有利

8.2.7对具备放坡条件的边坡采用多

于边坡的稳定,也有利于坡体的排水、安全监测和维护管理

也为边坡开挖后紧随的锚固作业提供了方便条件。

8.2.9对不同性状的地层选择适宜的传力结构形式与尺寸,其目 的是能将锚固力均匀地作用边坡坡体,并能满足在持续的恒定的 锚固力作用下,不致出现传力结构的破损及地层的明显变形。传 力结构应与坡面结合紧密,在传力结构上方与坡面结合处,应设置 顺畅的防排水设施,严防雨水积聚导致传力结构底部出现掏空现 象。 设置预制式传力结构可最大限度地缩小开挖面的裸露面积与 裸露时间,有利于保护开挖后岩土体的固有强度和自稳能力,增强 边坡的整体稳定性,并可显著缩短边坡的建设周期。 8.2.10本条推荐的锚固间距是根据工程经验确定的,在此情况 下基本上可以忽略群锚效应的影响。当因边坡安全需要布置较密 的预应力锚杆时,应根据试验测算群锚效应,以确保总的锚固力满 足边坡稳定的要求。 对于滑动型破坏的边坡,本条建议的锚杆安设角度是一种较 理想化的角度,受施工条件限制,往往难以完全满足这一要求。在 计算锚固边坡稳定性时,应取实际的锚杆安装角度。 8.2.11采用预应力锚杆背拉排桩支护结构时,可按本规范第9 音有关条款规定设计让管

8.2.9对不同性状的地层选择适宜的传力结构形式与尺寸,其目 的是能将锚固力均匀地作用边坡坡体,并能满足在持续的恒定的 锚固力作用下,不致出现传力结构的破损及地层的明显变形。传 力结构应与坡面结合紧密,在传力结构上方与坡面结合处,应设置 顺畅的防排水设施,严防雨水积聚导致传力结构底部出现掏空现 象。 设置预制式传力结构可最大限度地缩小开挖面的裸露面积与 裸露时间,有利于保护开挖后岩土体的固有强度和自稳能力,增强 边坡的整体稳定性,并可显著缩短边坡的建设周期。

3.3边坡浅层加固与面层防护

8.3.1~8.3.4边坡浅表层常存在不利的层理、片理、节理、裂隙 和断层等结构面,组成分布较普遍的不稳定块体和楔形体,另发生 局部浅表层的塌滑,应对浅表层进行加固,加固措施一般采用非预 应力的全长粘结型锚杆和喷射混凝土支护。锚喷支护的作用主要 是增加浅表层岩体的整体性、维护和提高岩块间的镶嵌、咬合效 应,阻止局部岩块滑落,防止坡面受雨水冲刷和人渗,以维护边坡 浅表层岩土体的稳定性。用于表层防护的非预应力锚杆一般不参 与边坡整体稳定性计算。

8.4.4新开挖边坡,坡顶或分级开挖的马道口一般是开挖年

8.4.4新开挖边坡,坡顶或分级开挖的马道口一般是开挖 严重的区域,受爆破的影响,易与临空面构成小的危石,产生 塌滑;坡脚一般是应力集中部位,也易出现压裂或膨胀破坏 此,坡顶和坡底分别采用系统锚杆锁口和固脚是土分必要的

8.4.4新开挖边坡,坡顶或分级开挖的马道口一般是开挖卸荷较 严重的区域,受爆破的影响,易与临空面构成小的危石,产生局部 塌滑;坡脚一般是应力集中部位,也易出现压裂或膨胀破坏。因 此,坡顶和坡底分别采用系统锚杆锁口和固脚是十分必要的。 8.4.5岩石边坡开挖采用预裂爆破、光面爆破等控制爆破方法: 可显著减小爆破震动对岩体的扰动与破坏,有利于保持岩体的自 稳能力,并可大大改善坡面的平整度,有利于坡面喷射混凝土防 护

8.4.9锚杆钻进过程遇到地质缺陷应做好预固结灌浆处理后再 行扫孔。地质缺陷不处理可能引起插杆困难也会造成灌浆料大量 流失或灌浆不密实,进而显著影响锚杆的抗拔承载力和耐久性。 国内通常的做法是在预灌浆和扫孔后进行简易压水检查。若在 0.1MPa压力下,全孔段透水率不大于5Lu,则为合格,否侧,应重 新灌浆处理,

9.1.5:本规范对基坑安全等级的规定可按本规范4.6.11条的规 定划分。具体而言,基坑周边受开挖影响的范围内存在既有建 (构)筑物、重要的道路或地下管线时,或场地的地质条件复杂、缺 少同类地质条件下的类似工程经验时,支护结构破坏、基坑失稳或 变形过大对人的生命、经济损失、社会或环境影响很大,安全等级 定为一级。当支护结构破坏、基坑失稳或变形过大不会危及人的 生命、经济损失、社会或环境影响不大时,安全等级可定为三级。 其他情况,安全等级宜定为二级,

9.1.5本规范对基坑安全等级的规定可按本规范4.6.11

9.1.6不同地区、不同行业对变形允许值的要求有所不同,故建

议参照相关规范及当地经验值确定。当无经验时,可按以下原 确定变形允许值,一是场地周围邻近建(构)筑物及管线对变形 要求,二是场地支护桩范围内的地层情况

议参照相关规范及当地经验值确定。当无经验时,可按以下原则 确定变形允许值,一是场地周围邻近建(构)筑物及管线对变形的 要求,二是场地支护桩范围内的地层情况。 9.1.7在施工过程中进行监测,并据监测结果对设计进行必要的 调整,这是各类岩土工程施工均需遵循的原则,对于风险较大的基 坑工程更需如此。因为锚杆及土钉是从上到下逐层开挖并施作, 所以更便于通过监测结果在施工过程中修改设计。

9.1.7在施工过程中进行监测,并据监测结果对设计进行

调整,这是各类岩土工程施工均需遵循的原则,对于风险较大的 坑工程更需如此。因为锚杆及土钉是从上到下逐层开挖并施 所以更便于通过监测结果在施工过程中修改设计。

9.2锚拉桩(墙)支护设计

9.2.1锚拉桩(墙)结构的设计计算主要包含嵌固深度、锚杆拉 力、桩(墙)的弯矩、剪力以及基坑周边的地层变形等。嵌固深度一一 般是采用经典理论的抗倾覆平衡公式计算,常采用的是浅埋方式 的静力平衡公式和深埋方式的等值梁法公式计算。浅埋方式求得 的嵌固深度是唯一的,嵌固深度值为最小而上部的锚杆拉力则为

最大。与浅理对应的悬臂方式求得的嵌固深度值为最大(也是唯 一解),上部锚杆拉力为零,但桩(墙)内弯矩值则为最大。浅埋与 悬臂之间的均为深埋方式,故按深埋方式求得的嵌固深度有多解, 任何一个大于由浅埋方式求出的嵌固深度、小于由悬臂方式求出 的嵌固深度都可以作为深埋方式的嵌固深度解,每一嵌固深度对 应一组锚杆拉力和桩(墙)内力。因此采用深埋方式计算桩(墙)锚 拉结构可以进行多种优化组合设计,而不必拘泥于等值梁法的一 组解。 锚杆拉力和桩(墙)内力可用经典理论计算也可用弹性理论计 算,有时两种计算结构差别较大,采用较大值比较安全但有时偏于 保守。有经验的设计者可折中选用。 经典法不能计算变形,所以有变形控制要求的一、二级基坑应 采用弹性法计算。 嵌固深度求出后还应进行以下儿方面的验算: (1)当基坑底为软土时,应验算坑底土涌起的稳定性; (2)当上部为不透水层,基坑底以下某深度处有承压水层或上 部为透水层,基坑设置了止(隔)水雌幕时,应验算渗流稳定; (3)当基坑面以下为疏松砂土层,且又作用着向上的渗透水压 时,应验算基坑底的管(突)涌稳定性; (4)验算桩(墙)锚拉结构的整体稳定性: (5)如采用可拆芯式锚拉结构,应进行拆锚阶段的桩(墙)身强 度和变形验算。 若上述验算的安全度不能满足要求,则应增大嵌固深度,直至 满足安全要求为止,并根据最终的嵌固深度值重新进行结构内力 计算。 设计者可按上述方法按国家现行有关规范(程)进行计算 设计。

9.2.2锚杆刚度系数宜由锚杆基本试验确定。设计时,若没

锚杆,锚杆非粘结长度的弹性变形计算值可按本规范9.2.2条规 定取1/3锚固段长度与自由段长度之和计算拉力型锚杆的刚度系 数;对于荷载分散型锚杆,因各单元锚杆长度不一,锁定前应按本 规范4.7.14条进行张拉,取上端的单元锚杆的非粘结长度计算锚 杆的刚度系数

9.2.4支护结构的内力包括桩(墙)弯矩、剪力、轴力以及锚杆 拉力等。因基坑工程为临时工程,正常施工条件下最长使用期 般不会超过两年,故基本组合综合分项系数取1.25,本规范 内力标准值乘以综合分项系数定义为内力设计值

9.2.4支护结构的内力包括桩(墙)弯矩、剪力、轴力以及锚杆的

9.2.7锚杆的自由段是锚杆杆体不受注浆体约束、可自由

部分,也就是杆体用套管与锚固体隔离的部分。锚杆的非锚固段 指的是滑动面以内的部分,也就是锚杆不参与提供锚固力的部分。 拉力型锚杆的非锚固段与自由段是等同的,而压力型锚杆的非锚 固段与锚杆自由段区别很大。严格来讲,由公式(9.2.7)计算出的 1是锚杆的非锚固段,锚杆总长等于非锚固段长度与锚固段长度 之和。 因普通的张拉锁定工艺为限位板锁定,在锁定过程中预应力 筋必定有一定的回锁量,其量值约为3mm5mm。回缩量占张拉 锁定锚筋总的弹性伸长量的比例越大,预应力损失就越大,为减少 预应力损失,锚杆自由段长度不能太短。所以,对于拉力型锚杆, 按公式(9.2.7)计算出的l还应满足本规范4.6.16条的要求,不

9.2.8本规范桩(墙)锚拉支护结构整体稳定性验

(9.2.8),在普通瑞典条分法边坡稳定性计算公式的基础上,补充 了锚杆拉力和地下水压力的作用。其中锚杆拉力在圆弧滑动面上 产生的切向抗滑力一项,与本规范附录F.0.1式一样,是作为减 小的下滑力处理的,即将其放在基坑稳定性安全系数计算公式的 分母项中,其理由可参见本规范条文说明8.2.3条。

9.2.14腰梁是锚杆与挡土结构之间的传力构件,钢筋混凝士

梁一般是整体现浇,梁的长度较长,应按连续梁设计。组合型钢腰 梁多为现场安装拼接,宜按简支梁设计,若每节之间能按型钢截面 等强焊接,则可按连续梁设计。

9.3.2土钉墙支护形式除普通土钉墙支护外,还考虑了土钉墙与 预应力锚杆、超前微型桩或水泥搅拌桩(墙)相结合的复合支护,以 及上部为土钉墙或土钉墙与预应力锚杆复合支护、下部为桩(墙) 锚的联合支护。预应力锚杆同土钉相比,具有较强的锚固作用,能 更好控制地层变形。超前微型桩在开挖前沿坑边设置,对于自立 性较差的松散土层或直立边坡可起到超前支护作用,避免土钉施 工过程中的边坡局部失稳和塌,并在开挖过程中起到控制基坑 变形的作用。故对深度较大或周边环境对变形限制较为严格的基 坑,建议增设预应力锚杆或超前微型桩与土钉相结合形成复合土 钉支护。在高水位、软土地层中,即使一次开挖深度仅相当于一般 土钉支护的排距,在开挖过程中也会发生较大的变形。对这种地 层,建议在开挖前先沿拟开挖基坑的边沿施作水泥搅拌桩,相邻桩 与桩相割,形成连续的水泥搅拌墙。之后再逐层开挖,并施作土 钉,形成水泥搅拌墙与土钉相结合的复合支护。这单的水泥搅拌 墙,具有超前支护的作用,同时又有止水幕的作用。但是,无论 土钉墙还是复合土钉墙支护,同桩(墙)一锚(撑)支护相比,仍属于 柔性支护。因此,对变形限制很严格或深度很大的基坑不应采用。 本条文根据近年来的工程经验及教训做出了相应的规定。 9.3.3土钉和锚杆对水的作用甚为敏感。坑深范围内地层中地 下水的存在,除增加支护体系所受荷载之外,还会显著降低土与士 钉或锚杆锚固段间的摩阻力,从而大幅度降低支护体系的安全性。 土钉墙支护中的喷射混凝土面层,其止水效果一般较差。当面层 后面土体中水量较大时,会发生渗漏,影响施工,且水的渗流还因 其对土体的渗透力而降低坑壁的稳定性。基于这些考虑,当坑深

9.3.3土钉和锚杆对水的作用甚为敏感。坑深范围内地层

下水的存在,除增加支护体系所受荷载之外,还会显著降低土与土 钉或锚杆锚固段间的摩阻力,从而大幅度降低支护体系的安全性。 土钉墙支护中的喷射混凝土面层,其止水效果一般较差。当面层 后面土体中水量较大时,会发生渗漏,影响施工,且水的渗流还因 其对土体的渗透力而降低坑壁的稳定性。基于这些考虑,当坑深

9.3.4计算分析及工程经验均表明,对基坑坑壁稍许放坡会有

9.3.4计算分析及工程经验均表明,对基坑坑壁稍许放坡会有很 好的效果。因此,在场地条件许可的情况下宜适当放坡,这也是土 钉墙支护同桩锚支护相比一个突出的优点

这种作用的实现显然需要一定的土钉密度,因此土钉的间距不 过大。土质越差,土钉的间距应越小。为便于保证钉孔注浆的 量,一般要求钻孔向下倾斜一定的角度。并且由于较深处的土 有较高的强度,这也有利于提高土钉的抗拉拔力。

9.3.6目前施作土钉的方法有两种,对于成孔稳定性尚

层,尽量采用凿孔法施工,凿孔可以是人工(较浅孔)和机械两禾 直径80mm~120mm,有条件时干出土。泥浆出土时,泥浆注, 吸出都应缓慢进行,速度过快容易引起孔壁塌。注浆过程应 孔底开始,有一定纯水泥浆溢出时停止。为了提高浆液的握裹 宜进行二次压力注浆。

9.3.7对于不能维持孔壁稳定的地层,如淤泥质地层等,一般

用直接击入式土钉。采用击入钢管时,被击入的钢管既是土 又是注浆通道。击入前设置出浆孔,并用倒刺保护,注浆量 30kg/m~50kg/m水泥用量所配制的浆液。需要指出的是:浅 土钉注浆量较多,深部土钉注浆量较少,上文所说每延米注浆的 泥用量为平均值。另外,注浆量多少还与地层分布及土钉间距 有关。

9.3.9进行土钉或复合土钉支护的设计时,对整体稳定、

锚杆本身的强度、锚固段长度等均应进行验算,而支护面层的强度 等一般可依据以往工程经验来确定。对于支护体系的变形,目前 尚无较为简便而可靠的计算方法,所以一般依据工程类比进行估 计。但是对地层及周边环境较复杂、变形控制严格的工程,应采用 数值方法对基坑体系的稳定及变形进行细致的计算分析。应用最 为广泛的数值方法是有限元法,在采用有限元法进行计算时,应注

意采用能够反映土体在开挖条件下变形特点的本构模型,采用 理可靠的模型参数,大体模拟施工的顺序进行计算。对计算结 要结合概念分析及工程经验综合进行判断

然已满足前面的整体稳定验算,但还有可能出现坑底土体被坑 土体压挤隆起,坑边土体严重下沉的情况。为此规定在整体稳 验算之外,还要进行坑底地层的承载力验算

然已满足前面的整体稳定验算,但还有可能出现坑底土体

9.3.11一般来说,土钉支护最不利的工况是开挖到坑底

一排土钉尚未施做的情况。但对于坑深范围有软夹层或其他 复杂的情况,最不利工况也可能发生在开挖到中间某一深度时 因此建议对各个不同施工阶段进行验算

加入土钉、锚杆、超前微型桩及水泥搅拌桩(墙)的作用来计算整体 稳定安全系数,计算时要假定多个可能的不同滑移面进行计算,最 后取最小的一个作为支护体系最可能的安全系数值。对于一般较 陡的坑壁,滑移面一般过坑壁坡脚。但当坑底存在较软土层时,滑 移面也可能穿过坡脚下方。安全系数需满足的值与这里所采用的 计算方法是对应的,如采用其他计算方法,则安全系数应满足的值 应根据所采用的计算方法有所调整。这里的破坏滑移面假定为圆 形。但在复杂地层条件下,滑移面可能与圆形差异较大,计算给出 的安全系数会有较大误差。此时采用数值方法进行更为细致的计 算分析,并结合工程经验对支护体系的稳定性作出判断。考虑到 土钉的被动受力特征,只有当土体变形土钉力才发挥作用,这个力 随变形的增加而增大,作用于滑移面处的力是不确定的。因而,在 进行土钉或其与预应力锚杆复合的支护整体稳定验算时,土钉拉 力的法相分量应作折减处理,土钉拉力的切向分量也不能作为减 小的下滑力处理。

9.3.16当复合土钉支护采用水泥搅拌桩(墙)及超前微型桩时

以下超前微桩的抗力作用。对水泥搅拌桩(墙)考虑其抗剪强度。 超前微桩考虑其在开挖面以下的水平抗力, 单根超前微桩的等效抗力标准值Q。可采用如下方法计算:

(1) (2) (3)

Q,=min(Qp,Qsa) Q,=tpAp Qsa =(epeb,Eaed)le le=min(2lc,lo) l.=~mbo 'EI b,=min(d+2le/3,S,)

中:Q 微桩断面抗剪强度标准值; Qsa 滑移面以下微桩等效嵌固段土体抗力标准值; Tp 超前微桩材料抗剪强度标准值; A, 微桩截面面积; le 滑移面以下微桩的等效嵌深; l。 滑移面以下微桩的实际嵌深; 微桩的特征长度; d 微桩直径; epe 滑移面下L。深度范围内被动土压均值; eae 滑移面下1。深度范围内主动土压均值; EI 微桩的截面抗弯刚度; 6。 微桩桩身截面计算宽度,取0.9(1.5d十0.5)m与实 际桩距中较小者; m~ 滑移面以下微桩等效嵌深范围内土体水平抗力系数 的比例系数均值。

这里超前微桩对复合土钉支护整体稳定的作用是用其等效抗 力来考虑。等效抗力取单位长度基坑上微桩抗剪强度与滑移面以 下微桩嵌固段所受土体抗力这二者中的较小者,一般都是取后者 当所考虑的工况中微桩嵌深较大时(比如在基坑开挖到坑底之

前),由于微桩的截面刚度较小,较大长度的嵌固段并不能全部发 挥作用,这里经计算对比建议取2倍微桩特征长度范围内的土体 抗力。如此计算给出的微桩等效抗力与微桩截面抗剪强度之比大 致在0.1~0.4的范围内,这与现行国家标准《复合土钉墙基坑支 护技术规范》GB50739中根据大量实际工程反算的折减系数接 近,但这里的方法对给定参数都可以由计算给出确定的值,而不需 要在所建议范围内凭经验取值,

18水泥搅拌桩(墙)应有足够的嵌深以满足坑底抗隆起与抗

.3.20、9.3.21喷射混凝土面层是将土钉拉力传给附近坡面, 上雨水侵入土体、防止坡面局部脱落从而保证坡面稳定的重要 件,因此保证面层的强度、厚度以及面层与土钉端头的可靠连接 很重要的

9.3.22土钉支护基坑的排水系统,顶部可设置排水沟或普

如设置排水沟宜用混凝土浇筑,以防基坑变形引起开裂产生渗透。 底部排水沟宜离开坡脚一定距离,以免冲刷、浸泡坡脚,危及边坡 的稳定性

9.4.1土钉及复合土钉支护是土层边坡的原位加固技术,加固过 程与边坡形成过程同步进行。地层开挖以后,破坏了原来的三维 受力状态,由于没有或仅有柔性超前支护(复合土钉支护),应力很 快释放,位移持续发展,土体的原始强度逐步降低,及时封闭、及时 限制土体变形自由发展,对于维持土体的强度、减小边坡位移是十 分重要的。.因此本条规定:每开挖一层施作一层土钉,禁止超挖。 还对及时封闭做出了时间限制。为了使施作的土钉发挥限制位 移,增加稳定性的作用,对于上一层土钉施工完成到下一层土体开 挖的间隔时间也做出了限制。

9.4.8对于土钉、复合土钉支护边坡的质量检验,分为

部分作为施工期间的质量监督,另一部分作为施工成果的质量验 收检验,即土钉支护和喷混凝土强度、厚度等检验。土钉拉拔试验 的目的是对注浆质量及效果进行检验,拉拨试验值由设计单位根 据地层情况和施工工艺提出。

10基础与混凝土坝的锚固

10.1.4、10.1.5承受倾覆力矩的高箕结构的基础锚固,锚杆在水 平荷载作用主要承受拨力,本条对锚杆拨力的计算公式与高箕结 构设计规范及地基基础设计规范是相同的,本条规定与上述规范 规定的不同点,是基础锚杆采用预应力锚杆,因为只有这样,才能 将锚杆应承受的拔力传递给地基深部的稳定地层,才能显著改善 锚杆灌浆体的抗裂性,并实现良好的杆体防护措施,提高锚杆的耐 久性,才能有效地检验锚杆的质量和承载力,从而保证基础锚固工 程的长期稳定性。同时基础锚固地层并非一定要是岩层,非软土 地层也可用于基础锚固地层。

10.2混凝土坝的锚固

10.2.1早在1934年,阿尔及利亚的舍尔法重力坝加高3.0m的 工程中,就成功地采用承载力为10MN的预应力锚杆,使用至今 未见大坝锚固失败的记录。对于重力坝或连拱坝,无论是新坝建 造或旧坝加固加高,采用预应力锚杆将坝与基岩紧紧地锚固在 起,就可以显著减少坝体重量,从而大大降低工程费用。例如苏格 兰一座高22m的Allt一na一Lairige重力坝上由于使用了锚固技 术,使混凝土用量减少了50%,施工费用降低17%。法国在 St.Michel地区新建的连拱坝工程中,使用了锚固技术,结果平均 每吨锚固材料(钢材)能节省340m3混凝土,使总工程费用降低了 20%左右。我国石家庄市石沟高32m的混凝土重力坝使用锚 固技术节省混凝士量37%,节约工程造价30%。

坡,出现了多处垮塌。意大利瓦伊昂(Vajont)拱坝坝高262m, 1962年建成,坝肩采用预应力锚索加固。1963年10月9日晚,当 水库蓄水至254m时,由地震引发大规模库岸滑坡。滑坡体积约 2.7亿m²~3.0亿m²,速度为28m/s,历时仅20s。水库中有 5000万m²的水被挤出,激起250m高的巨大水浪,高150m的洪 波溢过坝顶。大坝本身承受了大约8倍的超载而安然无恙,坝肩 岩体也没有发生破坏。事后经检查,有92%的预应力锚杆处于正 常工作状态,其余8%的锚杆,在略加处理后仍可继续使用,在采 用预应力锚固后具有良好的抗震性能。总之,地震烈度在7度或 7度以上,采用在坝肩抗力体上设置预应力锚杆对提高拱坝的抗 震性是十分有效的。 10.2.10位于坝基岩体中的预应力锚杆的锚固段在垂直方向错 开1/2锚固段长度布设,有利于缓减锚固段周边岩体的应力集中 现象,减少锚杆的蠕变变形,也有利于避免因群锚效应引起的锚杆 预应力损失。国外大量的大坝锚固工程均采用这种方式布设预应 力锚杆,获得良好效果

础与混凝土坝锚杆的施工、试验

10.3.1基础与混凝土坝工程属于重要的永久性工程,其基础与 混凝土坝使用的预应力锚杆,通常都有承载力高的特点,若采用一 次到位的张拉加荷方式,由于锚固段周边岩体应力高度集中,会引 起较大蠕变,此外,预应力筋处于高应力水平状态也会引起明显的 应力松弛,往往导致锚杆锁定后初期预应力值的急剧下降。为此, 国外对设计承载力大于3000kN的锚杆,多采用在锚杆张拉至 75%~80%的锚杆拉力设计值时,暂时锁定停放5天~10天后, 再加荷至锚杆拉力设计值,这样可将大部分预应力损失在最终加 荷阶段前得以消除,效果颇佳。

10.3.3采用预应力锚杆锚固的混凝土坝,在其使用过程中,增

顶应力锚杆是否处于安全状态,若发现锚杆预应力损失量已达 本规范13.5.1条的规定时,应及时采取补偿张拉方式,使锚杆 应力值变化保持在规范规定的范围内,

11.1.1、11.1.2随着城市建设的发展,地下空间的开发越来越得 到重视,包括地下车库、地下商城等;大跨度空间结构,如大型公共 建筑及体育场馆等,存在大面积区域与地下水浮力的平衡问题;特 别是高层群体建筑普遍采用整体裙房或纯地下结构,地下室埋深 也越来越深。区域地下水的变化也是重要的影响因素,如南水北 调、三峡水库等大型水利工程的建设将改变地下水分布形态,在地 下水作用下,地下结构的抗浮问题越来越突出。自前存在的问题 是,地下水浮力的确定以及地下结构的抗浮计算缺乏统一的认识, 现有的规范也不够明确,给抗浮设计带来一定的困难。也有一些 工程出现了地下室上浮等事故。在抗浮方法上主要以压重法为 主,近年来抗浮桩的应用也越来越多,但抗浮桩的裂缝控制及耐久 性设计,抗浮桩与基础的协调变形等问题并没有得到应有的重视。 采用抗浮锚杆是一种有效的技术手段,抗浮锚杆具有良好的地层 适应性,易于施工,锚杆布置非常灵活,锚固效率高,由于其单向受 力特点,抗拨力及预应力易于控制,有利于建筑结构的应力与变形 协调,减少结构造价,在许多条件下优于压重和抗浮桩方案。但 是,由于抗浮锚杆的工作环境和受力特点,全长粘结型锚杆受拉后 杆体周围的灌浆体开裂,使钢筋或钢绞线筋体极易受到地下水侵 蚀,直接影响其耐久性;同时抗浮锚杆与底板的节点对防水体系也 可能成为薄弱环节。

形的能力较强,特别是压力型或压力分散型锚杆,杆体采用无粘结 钢绞线,有油脂、聚氯乙烯护套保护,浆体受压,不易开裂,可形成

多层防腐保护,有效解决了锚杆的耐久性问题,作为抗浮锚杆是非 常适宜的。压力分散型锚杆摩阻应力峰值较低,荷载分布较均匀, 能有效发挥锚固长度范围内的地层强度,从而使单位长度锚固段 的抗拨力得以显著提高。国内已有大量工程应用,如首都机场停 车楼和厦门碧湖花园抗浮等工程。压力或压力分散型抗浮锚杆的 计算方法和结构构造具有特殊性,张拉、试验及检测方法有别于拉 力型锚杆,其张拉锁定可按本规范附录C推荐的张拉方法进行张 拉锁定。 北京新保利大厦工程采用压力分散型抗浮锚杆技术,并首次 在国内采用等荷载同步张拉的试验检测技术。 非预应力型抗浮锚杆由于不能施加预应力,是一种被动抗力 型锚杆,控制变形能力和防腐性能差。一般可用于岩石中及对抗 浮承载力要求不高的情况。但非预应力抗浮锚杆杆体宜采用锚杆 底端有承载体、筋体外包防护层的锚杆结构。锚杆头部直接浇筑 在混凝土底板内,防水较为简单

11.2.1对稳定水位作用下的透水性地层,地下水浮力无疑应按 理论静水压力计算;但由于地下水的补给和地层渗透性的不同,实 际地下水压力一般不同于静水压力,可能会低于静水压力值。因 此对基底具有一定厚度的弱透水性地层,以及采用排水抗浮方式 时,可根据渗流计算确定,或根据当地经验,对水压力值作适当折 减。对建筑物地基而言,分层地下水情况比较常见,如北京地区一 般对分层水采用等效设防水位的概念,即首先应对建筑物使用期 内,各层地下水的最高水位进行预测,通过渗流分析得到水压力分 布形态,得到基底深度处的上浮力,将基底的上浮力等效为静水压 力时的水位值,即得到等效设防水位。因此等效设防水位不是定 值,而是随基底埋深的不同而改变。设计水压力值能否折减还有 一个重要前提条件,即地下室外墙回填土的透水性,如回填土的透 一

水性高,将形成上下土层的连通水路,从而改变地下水的分布规 律,这时地下水浮力采用静水压力计算是比较合理的。 地下水浮力是一种特殊的荷载,简单地套用永久荷载(恒荷), 或可变荷载和偶然荷载的分项系数均比较困难。《建筑结构荷载 规范》GB50009一2012未给出地下水的荷载分项系数,规定永久 荷载当其效应对结构有利时,其分项系数取1.0,对结构的倾覆、 滑移或漂浮验算,应按有关结构设计规范采用。表11为国内外几 个规范的分项系数的取值

由于抗浮计算采用静水压力,参考国内外规范,地下水荷载分 项系数采用1.0比较适宜。抗浮验算的永久荷载分项系数,不同 的规范一般规定为0.91.0(表11)。 地下水浮力可抵消部分上部荷载,但考虑到地下水位及水压 力的不稳定,地基承载力验算时一般不考虑水浮力的作用。对片 筏基础,基础底板的受力计算若采用倒楼盖法,地基反力均匀布 置,由于地基反力与水浮力之和与结构荷载的平衡关系,水浮力的 取值对底板受力计算的影响不大,仅与结构柱荷载和底板自重有 关。但采用弹性地基计算时,水浮力的影响较大,不考虑水浮力作 用是偏于安全的

11.2.3锚杆自由段长度的要求,一方面是为了保证整体稳定

11.2.4国内有关规范中,抗浮稳定验算一般采用单一安全系数,

安全系数一般取 1. 0~1. 2 。

1.2.6·锁定工作宜在主体结构施加一定荷载后进行,以减少

物荷载作用下基础沉降变形对抗浮锚杆拉力的松弛效应,如少 应根据实测进行补张拉。

12.1预应力锚杆试验

1.2锚杆试验的最大试验荷载应按杆体的最大容许拉力值进 空制,一是不允许杆体出现破坏而危及试验人员安全,二是防止 验结果中混人杆体自身的非线性变形量。

12.1.7本条所指的地层条件是指整个工程的地层条件基本相同 或相似的情况,基本试验可只做不少于3根的一组试验,若地层性 态相差较大,则应根据情况,增做一组或多组基本试验。为了明确 地获得锚杆注浆体与地层间的极限粘结强度数据,可适当增加试 验锚杆的杆体的截面积。

12.1.9荷载分散型锚杆基本试验推荐采用并联干斤顶组加布

荷载分散型镭杆包括压力分散型镭杆和拉力分散型杆,由 于其良好的工作特性,是近年来应用日益广泛的锚杆类型。但由 于其单元锚杆的长度不等,若采用常规的整体张拉加荷方法进行 基本试验势必造成每个单元锚杆受力不等,为此,为使其在拉力设 计值或预计最大的试验荷载条件下,各单元锚杆受力相等,必须改 变锚杆的张拉方式。目前,该类型锚杆的张拉有三种方法:一种是 采用多个干斤项并联或干斤顶组完成锚杆张拉试验;另一种方式 是对每个单元锚杆单独进行常规锚杆张拉,锚杆的试验成果由若 干个单元锚杆的试验资料组成;第三种方式是采用补偿张拉方式: 该方式是按预计最大拉力值(基本试验)或拉力设计值(验收试验)

下各单元锚杆受力相等的原则,确定各单元锚杆的起始荷载,依次 对单元锚杆(由锚杆底端的单元锚杆开始)预张拉,然后按常规试 验方法进行试验(详见本规范附录C)。当其中某个单元锚杆破坏 即视为锚杆破坏。

12.1.14、12.1.18蠕变率是反映锚杆端变特性的一个主要参数, 它表明蠕变的变化趋势,由此可判断锚杆的长期工作性能。据资 料推算,最大试验荷载作用下的锚杆蠕变率不大于2.0mm/对数 周期,则意味着在30分钟至50年内,锚杆蠕变量约为12mm。

12.1.19本条为强制性条文。预应力锚杆的验收试验是检验锚 杆的抗拉承载力,筋体受拉自由段长度和蠕变率能否满足设计与 规范要求,判别锚杆质量是否合格的唯一科学而可靠的方法。若 不对每根工程锚杆严格地按规范规定要求进行验收试验,势必会 在锚固工程中或多或少地混有一些不合格锚杆,大大增加锚固工 程的安全风险。对国内一些发生事故的锚固工程的分析表明,没 有按规范要求对锚杆进行严格地验收试验,是锚固工程滋生严重 病害与破坏事故的主要原因之一。因此,必须对每根工程锚杆进 行验收试验。

12.1.19本条为强制性条文。预应力锚杆的验收试验是检验锚 杆的抗拉承载力,筋体受拉自由段长度和蠕变率能否满足设计与 规范要求,判别锚杆质量是否合格的唯一科学而可靠的方法。若 不对每根工程镭杆严格地按规范规定要求进行验收试验,势必会 在锚固工程中或多或少地混有一些不合格锚杆,大大增加锚固工 程的安全风险。对国内一些发生事故的锚固工程的分析表明,没 有按规范要求对锚杆进行严格地验收试验,是锚固工程滋生严重 病害与破坏事故的主要原因之一。因此,必须对每根工程锚杆进 行验收试验。 12.1.22.本次规范修订进一步明确了拉力型和压力型锚杆的验 收合格标准,将原规范《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 GB50086一2001规定的拉力型锚杆的实测弹性变形不得超过自 由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长,修改为不得超 过自由段长度与1/3锚固段长度之和的理论弹性伸长。目的是限 制锚杆锚固段前端筋体与注浆体的粘结失效长度,避免性能不良 锚杆对工程的危险性,也能有效地控制锚固结构物的变形。关于 压力型锚杆受力后的实测弹性变形的控制范围,考虑锚杆筋体的 非粘结隔离层是在工广加工的,通常采用无粘结钢绞线,摩擦损失 较小,参照BSI和DIN锚杆标准的规定,将上下限值定为杆体非

12.1.22本次规范修订进步明确了拉力型和压力型锚杆

收合格标准,将原规范《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 GB50086一2001规定的拉力型锚杆的实测弹性变形不得超过自 由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长,修改为不得超 过自由段长度与1/3锚固段长度之和的理论弹性伸长。目的是限 制锚杆锚固段前端筋体与注浆体的粘结失效长度,避免性能不良 锚杆对工程的危险性,也能有效地控制锚固结构物的变形。关于 压力型锚杆受力后的实测弹性变形的控制范围,考虑锚杆筋体的 非粘结隔离层是在工广加工的,通常采用无粘结钢绞线,摩擦损失 较小,参照BSI和DIN锚杆标准的规定,将上下限值定为杆体非

粘结长度理论弹性长度伸长值的110%和90%。 根据预应力锚杆实测的弹性变形与理论计算的弹性变形进行 比较可以评价工程锚杆的质量和性能。当实测的锚杆弹性伸长偏 离本条规定的上限值,并远大于自由段长度理论计算的弹性变形 时,表明锚固体产生了明显的塑性变形或拉力型锚杆预应力筋与 灌浆体之间的粘结破坏或压力型锚杆承压板(承载体)附近的灌浆 体被压坏;当实测的锚杆弹性变形偏离本条规定的下限值,并远小 于自由段长度理论计算的弹性变形时,表明自由段预应力筋的非 粘结长度不符合设计要求,这就意味着部分锚固段长度位于滑移 区或破坏区内,实测得到的有效抗拨力是不真实的,其后期预应力 损失也会较大,锚固效果较差。

12.2喷射混凝士试验

12.2.1在岩土体中开挖的隧道与洞室等地下工程,在开挖后,即 会发生变形,尤其在土层和软弱破碎的岩体中开挖的地下工程,开 挖初期的变形往往是十分显著的。因此,为了检验喷射混凝十支 护在开挖早期控制围岩或土体变形的能力,有必要测定喷射混凝 土1d龄期抗压强度,可在现场工作面施作喷射混凝土大板上,用 钻芯法制取试件,喷射混凝土1d龄期强度应符合本规范6.3.1条 的规定。

的规定。 12.2.3在隧洞、洞室、边坡等岩石开挖工程中,喷射混凝土支护 的主要作用是依靠喷射混凝土与岩石紧密粘结,浑然一体,保持岩 块的镶嵌咬合效应,阻止岩块的松动,保护和提高围岩的自支承能 力,从而满足工程稳定的要求。因此,凡承担结构作用的喷射混凝 土支护,均应在工程现场进行喷射混凝土一一岩石间的粘结强度 试验,所测得的粘结强度值,应符合本规范6.3.3条的规定。

DB14/T 715-2018 高速公路隧道工程施工指南12.2.3在隧洞、洞室、边坡等岩石开挖工程中

12.2.4喷射混凝土强度试验的试件,若采用浇筑混凝土记

型内,不能真实地反映工程现场喷射混凝土的密实状况。因此本 条规定喷射混凝土强度试验应采取在喷射混凝土试验板上切割或 钻芯成型的试件。 关于喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法在附录K中已 乍出详细的规定,其中规定喷射混凝土板件周边120mm范围内 的混凝土不得用作试件,就是针对受到模型周边的约束,致使回弹 物无法溢出而被裹人硬化混凝土中的那部分质地疏松的混凝土必 须被舍弃而提出的

13.1.1本条为强制性条文。在岩土锚固与喷射混凝土支护工程 施工过程与使用阶段,坚持工程安全状态监测和维护,是保证锚固 工程长期稳定的有效手段之一。根据工程监测结果,可对锚固工 程的安全状态作出科学的判断,一且发现锚固结构物变形或锚杆 拉力值等监测数据出现异常,存在安全隐惠,可尽快实施补救措 施,规避工程安全风险。 一些岩土锚固工程出现过度变形或发生珊塌、跨落事故往往 是由于没有坚持对锚固工程的长期监测和适时地采取加强措施造 成的。因此,必须对永久性锚固工程及安全等级为工级的临时性 锚固工程进行长期监测。

13.1.3工程监测方案的制定很重要,尤其监测部面和监测月

(1)岩土体或被锚固构筑物的应力集中区; (2)高挤压膨胀性围岩区: (3)采动、冲击、震动作用影响区; (4)冻融、干湿交替作用影响区; (5)地层中含有严重腐蚀介质的区域; (6)长边坡中央区和基坑埋深突变区; (7)工程周边条件可能发生较大变化区

14工程质量检验与验收

14.2质量检验与验收标准

14.2.2预应力锚杆的受拉承载力检验由锚杆的验收试验确定结 果,喷射混凝土的强度检验按本规范13章进行。 14.2.3·当对锚杆或喷射混凝土的性能有特殊要求时DBJ/T15-166-2019 广东省绿色校园评价标准,可增加质 量检验项目及其验收标准。

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