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[心得]基坑支护和边坡设计中锚索预应力的取值心得 [复制链接]

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离线loubaixin

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只看该作者 96楼 发表于: 2011-12-17
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离线土博士

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只看该作者 97楼 发表于: 2011-12-18
关于  “1    这个说法只是理论上的问题,我觉得原理没问题,据我个人经验有这么个情况,我们这个地区深基坑往往为了保证锚索不过密,单束锚索一般都用到715.2钢绞线以上,
2     在张拉施工中采用小顶单根循环张拉,首先不评价他们有没有搞清楚你说的这个原理,施工中多采用张拉锁定力为设计拉力,但锚索计监测下来的情况是在锁锚瞬间损失都很大,往往到最后达到的状态也就是钢绞线中加预应力只有设计值得0.5倍,甚至更低。
3    若按照你的说法锁定力取小了就最后还是预应力过低,不知道是不是你们那边的施工技术条件比较好,我也一直在困惑这个问题”   的探讨:
最近一直研究考虑土拱效应下的刚性挡墙(墙后填土为粘性土,虽然粘性土一般应用很少,但有时也用)后侧土压力理论(平动模式),刚完成外文稿,便过来看看这个帖子,也好一同探讨。
现在对貌似8楼的同志的问题来回复,分3个问题。
1、根据你的说法,应该是土层锚杆,且侧摩阻力不会很高,采用7*15.2应该是为了提高单个锚索的承载力,以此来扩大锚索的间距,避免群锚效应。思路是对的。但问题有如下情况(本人刚研究过锚索的传力机理):(1)理论上,对于特定的土层,锚固段存在2个长度值:有效长度和临界长度。但凡不搞研究的人,主要是设计的人员和施工的同志,由其是施工的同志,应该对这两个概念很陌生。
先插叙简要说下这两个概念。有效长度:就是锚索在受力过程中,实际发挥作用的锚固长度,也就是侧摩阻力真正得以发挥的长度。因为锚索的剪应力分布是非线性的,稍后再说。也就说,当锚固段较长时,后面的锚固段可能发挥不了作用。临界锚固长度:理论上土层一定,临界锚固长度也一定。严格将,在临界锚固长度范围内的锚固段才有可能发挥作用(比如50kN可能荷载值传递了1m;当100kN时可能传递到1.5m,后面的锚固段都在待命,没用上),但凡超过临界锚固长度的锚固段都不会对锚索承载力的提高起任何作用。那么,锚索的长度在设计时就不能超过临界长度了,没有任何实用价值,仅仅是浪费。锚索的设计长度应该大于有效长度比较好,因为岩土工程中的不确定因素太多,有可能出现锚索实际受拉荷载大于设计值,不过即使出现这种情况,一般也不会把锚索拉出来,因为荷载变大时,锚索锚固段范围内的抗剪力会重新分布,后面的抗剪力较小会因此被调动起来而主动承担荷载。
我研究过锚索的剪力的非线性分布,分析了几乎全部的参数范围,得出的结论是,规范规定的锚索长度范围与我按剪力非线性分布及其吻合,说明规范可能根据概率统计规律将该范围内的锚索侧摩阻力给平均化,按均匀分布考虑了。吻合不能说明成果好,相反得出一个很严峻的现象:因为我考虑的剪力非线性分布,越是后面的锚固段,剪力发挥的越小,按均匀分布考虑,则将后面的侧摩阻力用大了,因为实际发挥的比较小,就偏不安全了。
接着说8楼提的问题,采取7*15.2,在基坑中钢绞线的轴线抗拉承载力约为180*7=1260,在土层,即使按侧摩阻力100kPa考虑,130mm直径钻孔,则大约需要30m。如果单一采用传统集中拉力型锚索,不客气的讲,太不专业了,土层30m有可能达到前面说的临界长度了。而且锚索的传力根本传布了这么远,简直是太过于浪费。如果采用的是拉力分散型锚索,应该在每7-10m分散比较合理,这样对承载力的发挥很有利。同样,压力集中型锚索也远不如压力分散型锚索合理。其实采用大吨位锚索个人觉得应该看情况,这在岩石基坑中比较合适(我正在修订新的基坑规范,里面增加了岩石基坑章节,我就负责这块的修订工作)。另外,大吨位锚索对锚下承载结构以及锚下土体的变形都有较高的要求。只要锚索间距合理,觉得采用众多小吨位锚索更为合理。大吨位锚索的极端情况就是对一侧基坑采取一个超大超大的锚索支护,感觉合理吗??
9wzYDKN}  
-0Ek&"=Z^  
岩土论坛发帖只限6:00-0:00,写着写着都0:20了,还无权存为草稿,无奈只好保存起来改天在发帖。 nXjUTSGa)  
大周末的早上起来,顺便将我研究的压力型锚索的荷载传递规律上传上来,供大家分享下。锚索传力主要集中在前段长度。
哎,图片上传操作怎么感觉别扭呢,图片是选择上了,但是图片界面一关就没了,直接发布还无法发布。以后再传吧。
8楼的预应力张拉随后讨论。
离线土博士

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只看该作者 98楼 发表于: 2011-12-18
为何我讨论的贴直接放到第一页去了啊??
离线hcm1222

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只看该作者 99楼 发表于: 2011-12-20
不错,学习啦,谢谢!
离线土博士

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只看该作者 100楼 发表于: 2011-12-21
目前正在对 基坑规范和边坡规范进行修订,里面增加了不少内容,概念也换了不少。比如锚索设计,钢绞线以前用抗拉强度设计值,现在都改成抗拉强度标准值了,安全系数也都变了。采用很多系数。如果是考注册岩土师就要注意了。 6s6[sUf=l&  
JLjx4B\  
rn(T Z}  
7.2.2  锚杆钢筋截面面积应满足下式的要求: (*|hlD~  
                                        7.2.2 k?_Miqr  
式中:As——锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积(m2); "2 Kh2[K  
Nk——锚杆轴向拉力标准值(kN); O:1YG$uKa  
fykfptk——锚筋或预应力钢绞线抗拉强度标准值kPa); 1e }wDMU(  
Kb——锚杆杆体抗拉安全系数,见表7.2.2取值。 5[0n'uH  
sp JB6n(  
以后有时间了和大家一起慢慢分享! P? >p+dM  
Ef#%4ky  
顶得多就分享的多! U:_&aY_  
离线loubaixin

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只看该作者 101楼 发表于: 2011-12-22
离线shuai0022

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只看该作者 102楼 发表于: 2011-12-22
回 97楼(tubx) 的帖子
tubx:关于  “1    这个说法只是理论上的问题,我觉得原理没问题,据我个人经验有这么个情况,我们这个地区深基坑往往为了保证锚索不过密,单束锚索一般都用到7根15.2钢绞线以上,2     在张拉施工中采用小顶单根循环张拉,首先不评 .. (2011-12-18 19:44)  8 W79  
MZv In ZS  
我是说的目前的施工水平,当然不是土层锚索了,土层预应力锚索施工本身就成问题,设计不会不懂这些。你说的原理是理论上,关键是现实中我在中风化岩上9*15.2算有效锚固段1.5m就够了,但不敢用啊,临界锚固段不是算出来的,现在有几个施工过程中下了套管,高压喷浆是带压力的?我在结构设计院的时候总工就给我说我们国家虽然在设计中有材料抗力除于分项系数,荷载乘分项系数,并且荷载取大值,这样安安储备是多大,但是施工中这儿吃点那儿吃点 最后可能处于极限状态,算不准的得靠构造来满足,若你安照理论研究去设计说不定出问题在80%以上,岩土比结构就更加计算不准确了,你怎么保证理论研究状态就是施工能达到的状态,岩土中也有构造,构造也是从生产经验中来的,规范没写是不好统一,我也搞研究,但现在应力应变测试,你自己觉得有多大把握。理论可以指导实践和生产,但岩土特性差异大,各个地方生产水平不一样,很难统一。希望私下向你请教
胜可知不可为
离线土博士

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只看该作者 103楼 发表于: 2011-12-23
回复102楼
目前正在修订新的99基坑规范和03边坡规范,里面关于锚索的设计计算都采用了材料标准值,锚固体与岩石极限粘结力标准值,系数也直接采用材料抗拉或锚杆抗拔安全系数了,仔细计算了下,新的表述方式和以前的考虑分项系数以及锚杆工作条件系数基本差不多了。现在就按手头的拟新规范对102楼的一个问题探讨下(欢迎在本帖讨论) Ty&Ok*  
问题“关键是现实中我在中风化岩上9*15.2算有效锚固段1.5m就够了,但不敢用啊” y,/Arl}yc  
先按材料抗力反算算锚杆轴向拉力标准值Nk=9*1860*140/1.8=1302000N,假设材料抗力刚好完全发挥,再反算侧摩阻力极限标准值: ]nIH0k3y  
frb》=1.8*1302000/(3.14*0.13*1.5)=3827535Pa=3827.5kPa,而规范提供的值为:
岩石类别
值(kPa
极软岩
270~360
  
360~760
较软岩
760~1100
较硬岩
1100~1800
坚硬岩
1800~2600
表中岩石类别根据天然单轴抗压强度fr划分:fr5MPa为极软岩5MPa≤fr15MPa 为软岩15MPa≤fr30MPa为较软岩30MPa≤fr60MPa为较硬岩,fr≥60MPa为坚硬岩。 表中数据适用于注浆强度等级为M30
如果你将材料抗力认为再提高2倍,则侧摩阻力极限标准值为1914kPa,也划分到坚硬岩行列,基本应该是微风化或未风化岩石。另外即使是中风化岩石,勘察单位做出来的fr在报告上提供时会认为除以一个系数作为安全储备,系数取多大看勘察人的手法了,我接触过取1.3-2.0不等。你按照fr取qs,肯定取不了那么高的值。我们做设计,中风化板岩的fr在勘察报告里面一般都给不到30MPa,属于较软岩行列,取出的最大qs才1100,我们一般取800-900kPa。个人经验。不过这也远到不到你9束钢绞线计算出1.5米的锚固段。另外,你采用9束钢绞线,我当时值探讨了一个问题,这个问题是我要探讨的第2个问题,就是9束钢绞线应该做分散型锚索,你如果是拉力型的,计算的长度很好,但是锚固体和岩石界面的剪力可能在拉力达到设计的值前,先达到剪力最大值而在界面破坏,最终达不到你要的锚固力值。最近有点忙,关于这个问题以后再探讨。
我觉得你9束钢绞线计算书1.5m长度就满足是不靠谱的。
离线shandongboch

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只看该作者 104楼 发表于: 2011-12-24
不错,解释的很专业,学习了。  
离线08lin

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只看该作者 105楼 发表于: 2011-12-26
向您学习,牛人
离线yanqihj

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只看该作者 106楼 发表于: 2011-12-27
谢谢楼主分享!
离线小狼

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只看该作者 107楼 发表于: 2011-12-28
正在做基坑可以借鉴一下!~谢了
岔路口的选择最难
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