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1、主要内容主要内容 第一节第一节 土层锚杆构造与设计土层锚杆构造与设计 第二节第二节 土层锚杆施工土层锚杆施工 第三节第三节 土钉支护施工土钉支护施工教学要求教学要求教学要求教学要求 土层锚杆（亦称土锚）是一种新型的受拉杆件，土层锚杆（亦称土锚）是一种新型的受拉杆件，土层锚杆（亦称土锚）是一种新型的受拉杆件，土层锚杆（亦称土锚）是一种新型的受拉杆件，它是在岩石锚杆的基础上发展起来的，它是在岩石锚杆的基础上发展起来的，它是在岩石锚杆的基础上发展起来的，它是在岩石锚杆的基础上发展起来的，1958195819581958年原联邦年原联邦年原联邦年原联邦德国在深基坑开挖中首次运用。土层锚杆技术近三十德国
2、在深基坑开挖中首次运用。土层锚杆技术近三十德国在深基坑开挖中首次运用。土层锚杆技术近三十德国在深基坑开挖中首次运用。土层锚杆技术近三十年来得到迅猛的发展，目前它已成为现代建筑技术的年来得到迅猛的发展，目前它已成为现代建筑技术的年来得到迅猛的发展，目前它已成为现代建筑技术的年来得到迅猛的发展，目前它已成为现代建筑技术的重要组成部分。随着我国工程建设的不断发展，土层重要组成部分。随着我国工程建设的不断发展，土层重要组成部分。随着我国工程建设的不断发展，土层重要组成部分。随着我国工程建设的不断发展，土层锚杆在高层建筑深基坑施工中的应用日渐增多，取得锚杆在高层建筑深基坑施工中的应用日渐增多，取得锚杆在
3、高层建筑深基坑施工中的应用日渐增多，取得锚杆在高层建筑深基坑施工中的应用日渐增多，取得了较好的效果。尤其是当深基坑邻近已有建筑物和构了较好的效果。尤其是当深基坑邻近已有建筑物和构了较好的效果。尤其是当深基坑邻近已有建筑物和构了较好的效果。尤其是当深基坑邻近已有建筑物和构筑物、交通干线或地下管线时，深基坑难以放坡开挖，筑物、交通干线或地下管线时，深基坑难以放坡开挖，筑物、交通干线或地下管线时，深基坑难以放坡开挖，筑物、交通干线或地下管线时，深基坑难以放坡开挖，或基坑宽度较大、较深，对支护结构采用内支撑的方或基坑宽度较大、较深，对支护结构采用内支撑的方或基坑宽度较大、较深，对支护结构采用内支撑的方
4、或基坑宽度较大、较深，对支护结构采用内支撑的方法不经济或不可能，在这种情况下采用土层锚杆支承法不经济或不可能，在这种情况下采用土层锚杆支承法不经济或不可能，在这种情况下采用土层锚杆支承法不经济或不可能，在这种情况下采用土层锚杆支承支护结构，维护深基坑的稳定，对简化支撑、改善施支护结构，维护深基坑的稳定，对简化支撑、改善施支护结构，维护深基坑的稳定，对简化支撑、改善施支护结构，维护深基坑的稳定，对简化支撑、改善施工条件和加快施工进度能起很大的作用。工条件和加快施工进度能起很大的作用。工条件和加快施工进度能起很大的作用。工条件和加快施工进度能起很大的作用。一、土层锚杆的发展与应用一、土层锚杆的发展
5、与应用土土 层层 锚锚 杆杆土层锚杆简称土锚杆。土层锚杆简称土锚杆。是在深基础土壁未开挖的土层内钻孔，达到一是在深基础土壁未开挖的土层内钻孔，达到一定深度后，在孔内放入钢筋、钢管、钢丝束、定深度后，在孔内放入钢筋、钢管、钢丝束、钢绞线等材料，灌入泥浆或化学浆液，使其与钢绞线等材料，灌入泥浆或化学浆液，使其与土层结合成为抗拉（拔）力强的锚杆。土层结合成为抗拉（拔）力强的锚杆。锚杆端部与护壁桩联结，防止土壁坍塌或滑坡。锚杆端部与护壁桩联结，防止土壁坍塌或滑坡。由于坑内不设支撑，所以施工条件较好。由于坑内不设支撑，所以施工条件较好。一一、土土层层锚锚杆杆的的应应用用 二、土层锚杆的构造和工作特性二、
6、土层锚杆的构造和工作特性 1.1.普通锚杆普通锚杆:如如图图(a(a)所示所示,由钻机钻孔由钻机钻孔,埋入拉杆后孔内注水泥浆或水埋入拉杆后孔内注水泥浆或水泥砂浆形成的圆柱体。适用于拉力不高的临时性土层锚杆。泥砂浆形成的圆柱体。适用于拉力不高的临时性土层锚杆。2.2.扩大头锚杆扩大头锚杆:如如图图(b)b)所示所示,由旋转式或回转式钻机成孔后由旋转式或回转式钻机成孔后,注入压力注入压力灌浆液灌浆液,在土层中形成扩大头的圆柱体在土层中形成扩大头的圆柱体,适用于抗拔力要求较大工程。适用于抗拔力要求较大工程。3.3.齿形锚杆齿形锚杆:如如图图(c(c)所示，采用特制扩孔机械所示，采用特制扩孔机械,通过
7、中心杆压力将扩张通过中心杆压力将扩张式刀具缓缓张开刮土式刀具缓缓张开刮土,在孔眼内长度方向扩在孔眼内长度方向扩1 1个或几个扩孔圆柱体，然后个或几个扩孔圆柱体，然后注浆形成的锚杆。在粘性土和砂土中都适用，可以达到较高的拉拢力。注浆形成的锚杆。在粘性土和砂土中都适用，可以达到较高的拉拢力。三、土层锚杆支护结构的设计与分析三、土层锚杆支护结构的设计与分析 土层锚杆所以能锚固在土层中作为一种受拉杆件土层锚杆所以能锚固在土层中作为一种受拉杆件,主主要是由于锚杆在土层中具有一定的抗拔力。当锚固段锚要是由于锚杆在土层中具有一定的抗拔力。当锚固段锚杆受力杆受力,首先通过拉杆与周边水泥砂浆握裹力传到砂浆中首先
8、通过拉杆与周边水泥砂浆握裹力传到砂浆中,然后通过砂浆传到周围土体。传递过程中随着荷载增加，然后通过砂浆传到周围土体。传递过程中随着荷载增加，拉杆与水泥砂浆粘结力逐渐发展到锚杆的下端，待锚固拉杆与水泥砂浆粘结力逐渐发展到锚杆的下端，待锚固段内发挥最大粘结力时，就发生与土体的相对位移，随段内发挥最大粘结力时，就发生与土体的相对位移，随即发生土与锚杆的摩阻力，直到极限摩阻力。即发生土与锚杆的摩阻力，直到极限摩阻力。抗拔试验表明，拉力小时锚杆位移量极小，拉力增抗拔试验表明，拉力小时锚杆位移量极小，拉力增大，位移增大，当拉力达到一定时，位移不稳定，甚至大，位移增大，当拉力达到一定时，位移不稳定，甚至不加
9、力时位移仍不停止，此时可认为锚杆已经进入破坏不加力时位移仍不停止，此时可认为锚杆已经进入破坏阶段。阶段。四、土层锚杆的特点四、土层锚杆的特点 1、土层锚杆系统位于坑外,基坑挖土方便。2、可施加预应力，对挡墙位移有一定控制作用。4、适用范围广。6、无坑内立柱与支撑，地下结构施工方便，还可省却拆撑、换撑等工序。3、基坑周边地层需有足够空间，以利锚杆施工。5、首层土锚要有一定的覆土厚度，以保证一定的抗拔力，不能直接布于浅层。五、土层锚杆的构造五、土层锚杆的构造 土层锚杆一般由锚头、锚头垫座、钻孔、防护套管、拉土层锚杆一般由锚头、锚头垫座、钻孔、防护套管、拉杆（钢索）、锚固体、锚底板等组成。与支护结构
10、共同形成杆（钢索）、锚固体、锚底板等组成。与支护结构共同形成拉锚体系。拉锚体系。土层锚杆的构造土层锚杆的构造土层锚杆的构造土层锚杆的构造1.1.土层锚杆的组成土层锚杆的组成土土层层锚锚杆杆是是由由锚锚头头钢钢拉拉杆杆（钢钢索索）、塑塑料料套套管管、定定位位分分割割器和水泥砂浆器和水泥砂浆组成。组成。2.2.锚杆的锚头、钢材及附件锚杆的锚头、钢材及附件锚锚杆杆的的钢钢材材分分粗粗钢钢筋筋、钢钢管管及及钢钢绞绞线线，通通称称钢钢索索，一一般般要要求求材料强度高。材料强度高。沿钢索全长分自由段和锚固段。沿钢索全长分自由段和锚固段。自自由由段段的的钢钢索索塑塑料料套套管管保保证证张张拉拉时时自自由由伸
11、伸长长；锚锚固固段段内内要要求求灌浆或压力灌浆密实，与钢索有足够的握裹力。灌浆或压力灌浆密实，与钢索有足够的握裹力。混凝土墙承载板垫圈螺母钢筋钢筋锚杆头装置土层锚杆的类型土层锚杆的类型 锚固体n土层锚杆的锚固体可有土层锚杆的锚固体可有圆柱型、扩大圆柱型或圆锥形扩大类圆柱型、扩大圆柱型或圆锥形扩大类三三种基本类型种基本类型。n圆柱体类型锚杆由圆柱形注浆体和钢筋或钢索构成。圆柱体类型锚杆由圆柱形注浆体和钢筋或钢索构成。n扩大圆柱型锚杆经注入压力浆液而形成，适用于粘性土或无粘扩大圆柱型锚杆经注入压力浆液而形成，适用于粘性土或无粘性土。性土。n圆锥形扩大型是采用特殊的扩孔装置在孔长度方向扩圆锥形扩大型
12、是采用特殊的扩孔装置在孔长度方向扩1个或数个个或数个括孔圆柱体。粘性土和砂土均适用。括孔圆柱体。粘性土和砂土均适用。lAlf锚具台座承压板支护结构拉杆圆柱型lflA锚具承压板台座支护结构端部扩大体锚固体扩大圆柱型土层锚杆施工顺序土层锚杆施工顺序土层土层锚杆的构造及类型锚杆的构造及类型锚杆由锚头、锚锚杆由锚头、锚筋和锚固体三部筋和锚固体三部分组成。分组成。锚头是锚杆体的锚头是锚杆体的外露部分。外露部分。锚固体通常位于锚固体通常位于钻孔的深部。钻孔的深部。锚头与锚固体间锚头与锚固体间一般还有一段自一般还有一段自由段。由段。锚筋是锚杆的主锚筋是锚杆的主要部分。贯穿锚要部分。贯穿锚杆全长。杆全长。图
13、锚杆联结挡土桩、墙并锚固于土中的示意图图 钢筋锚杆锚头装置图 多根钢束锚杆锚头装置 图 钢绞线及钢丝索锚夹具示意图 定位分隔器图 腰 梁图 锚固体的基本类型土层锚杆（索）的结构与分类土层锚杆（索）的结构与分类1.锚杆（索）的结构 锚（索）杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成。锚杆结构示意图1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔离层；7-钢筋；8-注浆体；Lf-自由段长度；La-锚固段长度单体锚杆组成单体锚杆组成单体锚索组成单体锚索组成 单体锚索组成单体锚索组成 单体锚索组成单体锚索组成 单体锚索组成单体锚索组成 锚索结构示意图1
14、-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-自由隔离层；6-钻孔；7-对中支架；8-隔离架；9-钢绞线；10-架线环；11-注浆体；12-到向槽；Lf-自由段长度；La-锚固段长度（一）锚（一）锚 头头:锚头的作用是将拉杆与支护结构连接起来，锚头的作用是将拉杆与支护结构连接起来，使墙体所受荷载可靠的传到拉杆上去使墙体所受荷载可靠的传到拉杆上去。有如下几种形式。有如下几种形式粗钢筋锚头钢铰线锚头钢铰线定位分隔器（二）拉（二）拉 杆杆:拉杆的作用是将锚杆头部的荷载传给锚固拉杆的作用是将锚杆头部的荷载传给锚固 体。全长分为自由段和锚固段两部分。体。全长分为自由段和锚固段两部分。（三）锚固体（三）
15、锚固体:锚固体是锚杆尾部的锚固部分锚固体是锚杆尾部的锚固部分。通过锚通过锚固体与土体之间的磨擦力作用，将力传至地层。固体与土体之间的磨擦力作用，将力传至地层。圆柱形锚杆端部扩大头锚杆连续球形锚杆六、土层锚杆的设计规定六、土层锚杆的设计规定 1、锚杆自由段长度不宜小于5m,并应超过潜在滑裂面1.5m2、锚杆锚固段长度不宜小于4m5、锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于4m,8、锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆,强度等级不宜低于M107、沿锚杆轴线方向每隔1.52m宜设置一个定位支架3、锚杆下料长度应为自由段、锚固段及外露长度之和6、锚杆倾角宜为150250,且不应大于4504、锚杆上下排垂直间距不宜小于
16、2m,水平间距不宜小于1.5m 土层锚杆一端与支护结构相连，另一端锚固于土层锚杆一端与支护结构相连，另一端锚固于土层锚杆一端与支护结构相连，另一端锚固于土层锚杆一端与支护结构相连，另一端锚固于土体中，将支护结构荷载通过拉杆传递到周围稳定的土体中，将支护结构荷载通过拉杆传递到周围稳定的土体中，将支护结构荷载通过拉杆传递到周围稳定的土体中，将支护结构荷载通过拉杆传递到周围稳定的土层中去，常被用作为临时拉锚，但它在永久性工程土层中去，常被用作为临时拉锚，但它在永久性工程土层中去，常被用作为临时拉锚，但它在永久性工程土层中去，常被用作为临时拉锚，但它在永久性工程中也得到了广泛的应用。用于基坑支护的土层
17、锚杆可中也得到了广泛的应用。用于基坑支护的土层锚杆可中也得到了广泛的应用。用于基坑支护的土层锚杆可中也得到了广泛的应用。用于基坑支护的土层锚杆可与钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等支护墙体联合与钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等支护墙体联合与钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等支护墙体联合与钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等支护墙体联合使用，在我国已经有不少的成功经验。工程实践证明，使用，在我国已经有不少的成功经验。工程实践证明，使用，在我国已经有不少的成功经验。工程实践证明，使用，在我国已经有不少的成功经验。工程实践证明，土层锚杆的锚固力较大，在粘土层中可达土层锚杆的锚固力较大，在粘土层中可达土层锚杆
18、的锚固力较大，在粘土层中可达土层锚杆的锚固力较大，在粘土层中可达1000KN1000KN1000KN1000KN，在在在在非粘土层中可达非粘土层中可达非粘土层中可达非粘土层中可达2500KN2500KN2500KN2500KN，被支护结构深度可达被支护结构深度可达被支护结构深度可达被支护结构深度可达40m40m40m40m，且施工方便，造价较低。但它在有机质土、液限大于且施工方便，造价较低。但它在有机质土、液限大于且施工方便，造价较低。但它在有机质土、液限大于且施工方便，造价较低。但它在有机质土、液限大于50%50%50%50%的粘土及相对密度小于的粘土及相对密度小于的粘土及相对密度小于的粘土
19、及相对密度小于0.30.30.30.3的砂土层中不宜采用的砂土层中不宜采用的砂土层中不宜采用的砂土层中不宜采用,周围有障碍物时无法施工。周围有障碍物时无法施工。周围有障碍物时无法施工。周围有障碍物时无法施工。土层锚杆施工土层锚杆施工 （1 1）土层锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物）土层锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特性（天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、理力学特性（天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角等）。这对于确定土层锚杆的布置和选择钻孔方凝聚力、内摩擦角等）。这对于确定土层锚杆的布置和选择钻孔方法等都十分重要。还需了
20、解地下水位及其随时间的变化情况，以及法等都十分重要。还需了解地下水位及其随时间的变化情况，以及地下水中化学物质的成分和含量，以便研究对土层锚杆腐蚀的可能地下水中化学物质的成分和含量，以便研究对土层锚杆腐蚀的可能性和应采取的防腐措施。性和应采取的防腐措施。（2 2）查明土层锚杆施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情）查明土层锚杆施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情况，慎重研究土层锚杆施工对它们产生的影响。况，慎重研究土层锚杆施工对它们产生的影响。（3 3）研究土层锚杆施工对邻近建筑物等的影响，如土层锚杆的）研究土层锚杆施工对邻近建筑物等的影响，如土层锚杆的长度超出建筑红线、还应得到有关部门和单
21、位的批准或许可。长度超出建筑红线、还应得到有关部门和单位的批准或许可。（4 4）编制土层锚杆施工组织设计，确定土层锚杆的施工顺序，）编制土层锚杆施工组织设计，确定土层锚杆的施工顺序，保证供水、排水和动力的需要，制订钻孔机械的进场、正常使用和保证供水、排水和动力的需要，制订钻孔机械的进场、正常使用和保养维修制度，安排好施工进度和劳动组织；在施工之前还应安排保养维修制度，安排好施工进度和劳动组织；在施工之前还应安排设计单位进行技术交底，以全面了解设计的意图。设计单位进行技术交底，以全面了解设计的意图。一、施工准备工作一、施工准备工作 钻(扩)孔养护安放拉杆灌浆安装锚头张拉锚固下层挖土二、工程实例二
22、、工程实例 1.1.上海商城采用钢板桩加上海商城采用钢板桩加1 1层锚杆层锚杆,挖深为挖深为7m7m。2.2.北京新世纪大厦采用灌注桩加北京新世纪大厦采用灌注桩加1 1层锚杆层锚杆,开挖深度达开挖深度达12m12m。3.3.北京王府井宾馆采用地下连续墙加北京王府井宾馆采用地下连续墙加4 4层锚杆层锚杆,挖深达挖深达14m14m。4.4.北京京城大厦采用北京京城大厦采用H H型钢加型钢加3 3层锚杆，开挖深度达层锚杆，开挖深度达24m24m。三、施工工艺流程三、施工工艺流程(一一一一)、钻（扩）孔、钻（扩）孔、钻（扩）孔、钻（扩）孔 土层锚杆的钻孔工艺，直接影响土层锚杆的承载能力、施工效率和整个
23、支护工程的成本。钻孔的费用一般占成本的30以上，有时甚至超过50。钻孔时注意尽量不要扰动土体，尽量减少土的液化，要减少原来应力场的变化，尽量不使自重应力释放。土层锚杆的成孔设备，国外一般采用履带行走全液压万能钻孔机，孔径范围50320mm，具有体积小，使用方便，适应多种土层，成孔效率高等优点。国内使用的有螺旋式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机。在黄土地区亦可采用洛阳铲形成锚杆孔穴，孔径7080mm。1.1.成孔设备成孔设备 （1 1）孔壁要求平直，以便安放钢拉杆和灌注水泥浆。）孔壁要求平直，以便安放钢拉杆和灌注水泥浆。（2 2）孔壁不得坍陷和松动，否则影响钢拉杆安放和土层锚杆）孔壁不得坍
24、陷和松动，否则影响钢拉杆安放和土层锚杆的承载能力。的承载能力。（3 3）钻孔时不得使用膨润土循环泥浆护壁，以免在孔壁上形）钻孔时不得使用膨润土循环泥浆护壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低锚固体与土壁间的摩阻力。成泥皮，降低锚固体与土壁间的摩阻力。（4 4）土层锚杆的钻孔多数有一定的倾角，因此孔壁的稳定性）土层锚杆的钻孔多数有一定的倾角，因此孔壁的稳定性较差。较差。（5 5）由于土层锚杆的长细比很大，孔洞很长，保证钻孔的准）由于土层锚杆的长细比很大，孔洞很长，保证钻孔的准确方向和直线性较困难，容易偏斜和弯曲。确方向和直线性较困难，容易偏斜和弯曲。（6 6）土层锚杆的水平误差不得大于）土层锚杆的水平误
25、差不得大于25cm25cm，标高误差不得大于，标高误差不得大于10cm10cm。（7 7）扩孔的方法通常有四种：机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩）扩孔的方法通常有四种：机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩孔和压浆扩孔。孔和压浆扩孔。2.2.施工要点施工要点(二二)、安放拉杆、安放拉杆 土层锚杆用的拉杆，常用的有粗钢筋、钢丝束和土层锚杆用的拉杆，常用的有粗钢筋、钢丝束和钢绞线。当承载能力较小时，多用粗钢筋；承载能力较钢绞线。当承载能力较小时，多用粗钢筋；承载能力较大时，多用钢绞线。大时，多用钢绞线。拉杆使用前要除锈。成孔后即可将制作好的通长、拉杆使用前要除锈。成孔后即可将制作好的通长、中间无节点的钢拉杆插入管尖
26、的锥形孔内。为将拉杆安中间无节点的钢拉杆插入管尖的锥形孔内。为将拉杆安置于钻孔的中心，防止非锚固段产生过大的挠度和插入置于钻孔的中心，防止非锚固段产生过大的挠度和插入孔时不搅动孔壁，和保证拉杆有足够厚度的水泥浆保护孔时不搅动孔壁，和保证拉杆有足够厚度的水泥浆保护层，通常在拉杆表面上设置定位器层，通常在拉杆表面上设置定位器（见图）（见图）。定位器的。定位器的间距，在锚固段为间距，在锚固段为2m2m左右，在非锚固段多为左右，在非锚固段多为4 45m5m。在灌。在灌浆前将钻管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注浆前将钻管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体。锚固体。(三三)、压力灌浆、压力
27、灌浆 灌浆的浆液为水泥砂浆（细砂）或水泥浆。水泥一灌浆的浆液为水泥砂浆（细砂）或水泥浆。水泥一般不宜用高铝水泥，由于氯化物会引起钢拉杆腐蚀，因此其般不宜用高铝水泥，由于氯化物会引起钢拉杆腐蚀，因此其含量不应超过水泥重的含量不应超过水泥重的0.10.1。我国多用普通硅酸盐水泥；。我国多用普通硅酸盐水泥；拌合水泥浆或水泥砂浆所用的水，一般应避免采用拌合水泥浆或水泥砂浆所用的水，一般应避免采用含高浓度氯化物的水，因为它会加速钢拉杆的腐蚀；含高浓度氯化物的水，因为它会加速钢拉杆的腐蚀；一般常用的水灰比为一般常用的水灰比为0.40.40.450.45。以便用压力泵将其。以便用压力泵将其顺利注入钻孔和钢拉
28、杆周围。顺利注入钻孔和钢拉杆周围。形成锚固段，将锚杆锚固在土层中；形成锚固段，将锚杆锚固在土层中；防止钢拉杆腐蚀；防止钢拉杆腐蚀；充填土层中的孔隙和裂缝。充填土层中的孔隙和裂缝。1.1.灌浆作用灌浆作用2.2.材料要求材料要求 二次灌浆法一般采用双管，第一次灌浆用灌浆管的二次灌浆法一般采用双管，第一次灌浆用灌浆管的管端距离锚杆末端管端距离锚杆末端50cm50cm左右，灌注水泥砂浆，其压力为左右，灌注水泥砂浆，其压力为0.30.30.5MPa0.5MPa，流量为，流量为100L100Lminmin。第二次灌浆用灌浆管。第二次灌浆用灌浆管的管端距离锚杆末端的管端距离锚杆末端100cm100cm左右
29、，控制压力为左右，控制压力为2MPa2MPa左右，左右，要稳压要稳压2min2min，浆液冲破第一次灌浆体，向锚固体与土的，浆液冲破第一次灌浆体，向锚固体与土的接触面之间扩散，使锚固体直径扩大，二次灌浆法由于接触面之间扩散，使锚固体直径扩大，二次灌浆法由于挤压作用，显著提高了土层锚杆的承载能力。挤压作用，显著提高了土层锚杆的承载能力。3.3.灌浆方法灌浆方法灌浆方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种灌浆方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种 一次灌浆法即用一根灌浆管，利用泥浆泵进行灌浆，一次灌浆法即用一根灌浆管，利用泥浆泵进行灌浆，灌浆管端距孔底灌浆管端距孔底20cm20cm左右，待浆液流出孔口时，用湿粘
30、左右，待浆液流出孔口时，用湿粘土封堵孔口，严密捣实，再以土封堵孔口，严密捣实，再以2 24MPa4MPa的压力进行补灌。的压力进行补灌。(四四)、张拉与锚固、张拉与锚固 土层锚杆灌浆后，待锚固体强度达到土层锚杆灌浆后，待锚固体强度达到8080设计强度设计强度以上，便可对锚杆进行张拉和锚固。张拉前先在支护结以上，便可对锚杆进行张拉和锚固。张拉前先在支护结构上安装围檩。张拉用设备与预应力结构张拉所用者相构上安装围檩。张拉用设备与预应力结构张拉所用者相同。同。若钢拉杆为变形钢筋，其端部加焊一螺丝端杆，用若钢拉杆为变形钢筋，其端部加焊一螺丝端杆，用螺母锚固。若钢拉杆为光圆钢筋，可直接在其端部攻丝螺母锚
31、固。若钢拉杆为光圆钢筋，可直接在其端部攻丝，用螺母锚固。如用精轧钢纹钢筋，可直接用螺母锚固，用螺母锚固。如用精轧钢纹钢筋，可直接用螺母锚固。张拉粗钢筋用一般单作用千斤顶。张拉粗钢筋用一般单作用千斤顶。钢拉杆为钢丝束，锚具多为镦头锚，亦用单作用千钢拉杆为钢丝束，锚具多为镦头锚，亦用单作用千斤顶张拉。斤顶张拉。土钉支护的发展始于土钉支护的发展始于2020世纪世纪7070年代，最早在英、美、法、年代，最早在英、美、法、德等国应用于边坡，隧道等的支护开挖中，我国于德等国应用于边坡，隧道等的支护开挖中，我国于8080年代开年代开始运用，近年来已成为一种重要的基坑支护形式。它充分利始运用，近年来已成为一种
32、重要的基坑支护形式。它充分利用土体自身的强度，通过在原位土体中设置钢筋等金属杆件用土体自身的强度，通过在原位土体中设置钢筋等金属杆件(土钉土钉)，分担土体所承受的外力和自重，改善土体的受力情，分担土体所承受的外力和自重，改善土体的受力情况，并在开挖面构筑钢筋网喷射混凝土面层，使土钉、面层况，并在开挖面构筑钢筋网喷射混凝土面层，使土钉、面层和原位土体三者构成一个整体而共同工作。土钉支护具有施和原位土体三者构成一个整体而共同工作。土钉支护具有施工方便、性能可靠和突出的经济特性，同时，对周围环境的工方便、性能可靠和突出的经济特性，同时，对周围环境的影响很小，因此，土钉支护被广泛应用于基坑开挖工程和天
33、影响很小，因此，土钉支护被广泛应用于基坑开挖工程和天然边坡加固等情况。土钉支护还可与其它支护形式组合为土然边坡加固等情况。土钉支护还可与其它支护形式组合为土钉钉桩，土钉桩，土钉锚杆等复合支护。总之，这种原位土加筋加锚杆等复合支护。总之，这种原位土加筋加固技术作为一种新兴的技术必将有较好的发展前景。固技术作为一种新兴的技术必将有较好的发展前景。第六节第六节 土钉支护在基坑工程中的应用土钉支护在基坑工程中的应用 1.1.概念概念:土钉墙是随着土方从上到下的开挖过程而将土钉体土钉墙是随着土方从上到下的开挖过程而将土钉体设置到土体中，采用原位土加筋加固技术的一种边坡稳定式的设置到土体中，采用原位土加筋
34、加固技术的一种边坡稳定式的支护，使得基坑开挖后坡面保持稳定。支护，使得基坑开挖后坡面保持稳定。2.2.特点特点:结构轻巧、柔性大、延性好；与挖土同步施工，施结构轻巧、柔性大、延性好；与挖土同步施工，施工简便；用材少、速度快；所需场地小、土层适应性强；安全工简便；用材少、速度快；所需场地小、土层适应性强；安全可靠、经济性好。可靠、经济性好。3.3.适用范围适用范围:适用于有一定胶结能力和密实程度的砂土、适用于有一定胶结能力和密实程度的砂土、粉土、砾石土、素填土、较硬的粘性土中，在松散的砂土、粘粉土、砾石土、素填土、较硬的粘性土中，在松散的砂土、粘性土、和淤泥土中不宜采用。性土、和淤泥土中不宜采用
35、。一、土钉支护发展与应用一、土钉支护发展与应用 二、土钉支护一般规定二、土钉支护一般规定 1.1.土钉支护的基坑深度不宜超过土钉支护的基坑深度不宜超过18m,18m,使用期限不宜超过使用期限不宜超过1818个月。个月。2.2.土钉支护设计与施工宜建立在一定原位试验与测试基土钉支护设计与施工宜建立在一定原位试验与测试基础上。且宜由具有一定资质与经验的施工单位统一负础上。且宜由具有一定资质与经验的施工单位统一负责责,以便进行反馈设计。以便进行反馈设计。4.4.土钉支护基坑应加强监测工作。土钉支护基坑应加强监测工作。6.6.应严格控制每段挖深及长度应严格控制每段挖深及长度,严禁超挖。严禁超挖。3.3
36、.每段土坡开挖后应及时进行土钉支护施工。每段土坡开挖后应及时进行土钉支护施工。5.5.土钉支护应在充分降排水基础上采用土钉支护应在充分降排水基础上采用。三、土钉支护的构造三、土钉支护的构造 土钉墙的墙面坡度不宜大于土钉墙的墙面坡度不宜大于1:0.11:0.1；土钉必须与面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构土钉必须与面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造，承压板或加强钢筋应与土钉钢筋焊接连接；造，承压板或加强钢筋应与土钉钢筋焊接连接；土钉的长度宜为开挖深度的土钉的长度宜为开挖深度的0.5-1.20.5-1.2倍倍,间距宜为间距宜为1-2m,1-2m,与水与水平夹角宜为平夹角宜为5-255
37、-25；土钉钢筋材料宜采用土钉钢筋材料宜采用、级钢筋级钢筋,钢筋直径宜为钢筋直径宜为16-32mm16-32mm，钻孔直径宜为，钻孔直径宜为70-120mm70-120mm；注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度不宜低于注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度不宜低于M10M10；喷射砼面层中宜配钢筋网，钢筋直径宜为喷射砼面层中宜配钢筋网，钢筋直径宜为6-10mm6-10mm，间距宜，间距宜为为150-300mm150-300mm；砼强度等级不宜；砼强度等级不宜C20C20，面层厚度不宜，面层厚度不宜80mm80mm；土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，在坡顶和坡脚应设土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土
38、护面，在坡顶和坡脚应设排水措施，在坡面上可根据具体情况设置泄水孔。排水措施，在坡面上可根据具体情况设置泄水孔。土钉支护构造图土钉支护构造图 挖 第 一 层 土喷第一道面层钻孔注浆喷第二道面层四、土钉支护的施工工艺流程四、土钉支护的施工工艺流程 挖 第 二 层 土插 土 钉 钢 筋五、土钉与土锚的区别五、土钉与土锚的区别 不同点不同点土土层锚层锚杆杆土土钉钉支支护护受力不同受力不同受力不同受力不同锚锚固段受力大固段受力大自由段受力小且沿自由段受力小且沿长长度均匀度均匀沿沿长长度不均匀受力度不均匀受力中中间间大，两端小大，两端小约约约约束不同束不同束不同束不同施加施加预应预应力力具有主具有主动约动
39、约束机制束机制一般不施加一般不施加预应预应力力被被动变动变形形约约束束数量不同数量不同数量不同数量不同数量少数量少施工精度要求高施工精度要求高分布密分布密施工精度要求低施工精度要求低土钉与土锚的图示区别土钉与土锚的图示区别 复习思考题 1.1.土层锚杆由哪些构件组成土层锚杆由哪些构件组成?2.2.试述土层锚杆的类型与特点试述土层锚杆的类型与特点?3.3.土层锚杆的端头扩孔方法有哪些？土层锚杆的端头扩孔方法有哪些？4.4.土层锚杆的设计施工中有哪些规定土层锚杆的设计施工中有哪些规定?5.5.二次压力灌浆是怎么回事二次压力灌浆是怎么回事?6.6.土钉支护有哪些构造要求土钉支护有哪些构造要求?7.7.分别简述土层锚杆与土钉支护的工艺流程分别简述土层锚杆与土钉支护的工艺流程?8.8.土钉支护与土层锚杆有何区别土钉支护与土层锚杆有何区别?