土层锚杆支护是一种广泛应用于建筑物基础工程中边坡加固、深基坑支护、滑坡整治、档土墙锚固和结构抗倾覆等工程中的一种施工工艺。它与钢筋混凝土挡板结合起来，更能发挥承载能力大，形式简单，受力明确，施工方便等优势，保证自然边坡和开挖后边坡的稳定性。

 

 

　　土层锚杆是先在土层中斜向成孔，待埋入锚杆(锚索)后灌注水泥浆(或水泥砂浆)，依靠锚同体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的摩擦力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。它具有以下几个方面的优点：

 

　　a、施工作业不需要太大的场地，适用性强，可以应用于各种地形；

 

　　b、施工工序简单，技术含量较其他结构低，易于操作；

 

　　c、工期比较短，周转快；

 

　　d、由锚杆代替内支撑，降低工程造价；

 

　　e、锚杆的设计拉力可通过抗拔试验确定，安全度较高；

 

　　f、可对锚杆施加预应力，控制后期侧向位移。

 

 

　　（一）锚头

 

　　锚头是构筑物与拉杆的连接部分，为了保证能够安全地将来自构筑物的拉力传递给拉杆，一方面必须保证构件本身要有足够的强度，另一方面又必须保证将集中的力分散开，传递给不同的锚杆。因此，锚杆头部可分为台座、承压板和紧固器3个部分。

 

　　（二）拉杆

 

　　拉杆依靠抗拔力承受作用于支护结构上的侧向压力，是锚杆的中心受拉部分。它的全长应包括有效锚固长度部分和非锚固长度部分。

 

　　（三）锚固体

 

　　锚固体是锚杆尾端的锚固部分，它是锚杆与水泥浆与土层形成抗拔力很强的结构。通过锚固体与土之间的相互作用，将力传递给稳定地层，它所提供的锚固力是保证支护结构稳定—边坡稳定的关键。

 

 

　　（一）层数确定

 

　　锚杆的层数取决于支护结构的截面和其所承受的荷载，并要考虑开挖后未施工锚杆时支护结构所能承受的最大弯矩。为了便于施工，上下排锚杆的间距不宜小于2.5m。为了保证最上排锚杆的覆土厚度，不致造成土体隆起，使锚杆的向上垂直分力小于上覆土体的重量，一般要求不宜小于4m～5m。

 

　　（二）水平间距的确定

 

　　锚杆的水平间距取决于支护结构承受的荷载和每根锚杆所能承受的拉力。在支护结构荷载一定的情况下，水平间距越大，每根锚杆所承受的拉力越大。另外，水平间距过小也会造成锚杆间的相互影响，降低单根锚杆承载能力的发挥。一般要求锚杆的水平间距最好不小于2m。

 

　　（三）倾角的确定

 

　　倾角不同，锚杆在水平和垂直方向的分力大小也就不同。在锚杆的分力中，水平分力是有效分力，垂直分力不但无效而且还增加支护结构底部的压力，当支护结构底部土质不好时很不利。因此，从这点出发倾角是越小越好。但实际工程中，我们还要考虑锚杆要位于土质情况好的土层中，另外还要避开相邻锚杆和原有土层中的构筑物和管线等，以及钻孔和灌浆的方便，锚杆的倾角一般不宜小于12.5o，也不宜大于45o，设计时按照经验取15o～35o。

 

　　四、锚杆施工过程及工艺要点

 

　　常见土层锚杆的施工包括以下几个工序：钻孔、安放拉杆、灌注、养护、肋柱及挡板钢筋绑扎、锚头固定、支模、混凝土浇筑、养护、拆模。对于后期需施加预应力的锚杆，还要根据具体的设计要求安排张拉的准确时间。

 

　　（一）施工前的准备

 

　　施工前的准备包括施工前的调查和施工组织设计。施工前调查包括：收集场地岩土报告，锚杆支护设计方案；分析地下水性质、埋深，预测降水效果及对锚杆施工的影响；地下障碍物的核实；了解作业限制、环保规则、地方法规；了解施工空间、各种设备、工程道路情况，了解现场各工种配合要求。施工组织设计，也就是开工前，详细制定施工组织设计，确定施工方法、施工程序、使用机械设备、工程进度、质量控制和安全管理等事项、内容包括：工程概况；工程名称、地点、工期要求、工程量、目的；岩土勘察报告中地层、地下水位简介；锚杆设计简介；施工机械设备，临时设施，施工材料；作业程序，各工种人员配备；施工管理，质量、进度控制，施工适用的规范、标准；安全、文明施工措施；应支付的工程验收技术资料。

 

　　（二）钻孔

 

　　a、清水循环钻进成孔法。这种方法在实际工程中运用最广，软硬土层都能适用，但需要有配套的排水循环系统。有些施工单位为了方便，在现场只设置排水系统，没有设置重复利用水系统装置。在软黏土成孔时，如果不用跟管钻进，应在钻孔孔口处放入1m～2m的护壁套管，以保证孔口处土层不坍塌。

 

　　b、螺旋钻孔干作业法。该法适用于无地下水条件的黏土、粉质黏土、密实性和稳定性都较好的砂土等地层。

 

　　（三）安放拉体

 

　　土层锚杆用的拉杆，常用的有钢管、粗钢筋、钢丝束和钢绞线。主要根据土层锚杆的承载能力和现有材料的情况来选择，承载能力较小时，多用粗钢筋；承载能力较大时，多用钢绞线。

 

　　a、钢筋拉杆由单根或数根粗钢筋组合而成，如果是数根钢筋则需用绑扎或电焊连成一体。为了使拉杆钢筋安置在钻孔的中心以便插入，另外为了增加锚固段拉杆与锚固体的握裹力，应在拉杆表面设置定位器，每隔1.5m～2.0m设置一个。钢筋拉杆的定位器用细钢筋制作，外径宜小于钻孔直径1cm。

 

　　b、钢丝束拉杆的柔性较好，安放方便，它的自由段需理顺扎紧，并要进行防腐处理。也可以将钢丝束拉杆的自由段插入特制护管内，护管与孔壁间的空隙可与锚同段同时浇筑。钢丝束拉杆的锚固段需用撑筋环，将外层钢丝绑扎在环上，增加钢丝束与砂浆接触面积，增强粘结力。

 

　　c、钢绞线拉杆

 

　　钢绞线拉杆的柔性更好，向钻孔中沉放更容易，用于承载能力大的土层锚杆。

 

　　锚固段的钢绞线要仔细清除其表面的油脂，保证与锚固体砂浆有良好的粘结。自由段的钢绞线要套以聚丙烯防护套等进行防腐处理。钢绞线拉杆需用特制的定位架。

 

　　（四）灌浆

 

　　灌浆是土层锚杆施工过程中重要的工序。灌浆的浆液为水泥砂浆或水泥净浆。首先是材料准备，优先选用425号普通硅酸盐水泥，标号不得低于325号；采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率控制在5％～7％，含泥量不得大于2％；采用强度较高的碎石或卵石，抗压强度大于50MPa，粒径不宜大于15mm；选用符合要求的外加剂；灰砂比为1：1～1：0.5，砂率宜为45％～55％，水灰比宜为0.4～0.5。灌浆的方法分为一次灌浆和二次灌浆。一次灌浆只用一根注浆管，一般采用Ф30mm的胶皮管，一端与压浆泵相连，另一端与拉杆同时送入钻孔内，距孔底50cm即可。在确定钻孔内的浆液是否灌满时，可根据从孔口流出来的浆液浓度与搅拌的浆液浓度是否相同来判断。对于压力灌浆锚杆，待浆液流出孔口时，将孔口用黏土封堵，严密捣实，再用2MPa～4MPa的压力进行补灌，稳压数分钟后再停止。二次灌浆法适用于压力灌浆锚杆，要用两根注浆管，其管端距离锚杆末端50cm左右，管端出口需用胶布塞住，以防止土进入管中。

 

　　（五）张拉与锚固

 

　　灌注完成后，须养护7d～8d，当砂浆的强度能达到70％～80％时，才可以进行张拉锚固。另外只能对有预应力要求的锚杆才能进行张拉。张拉应力一般为设计锚固力的75％～80％。

 

　　a、张拉宜采用“跳张法，即隔二拉一；

 

　　b、锚杆正式张拉前，应取设计拉力的10％～20％，对锚杆预张拉1一2次，使各部位接触紧密；

 

　　c、正式张拉应分级加载，每级加载后维持3mm，并记录伸长值，直到设计锚固力的80％；最后一级荷载应维持5min，并记录伸长值；

 

　　d、锚杆预应力没有明显损失时，可锁住锚杆；如果锁定后发现有明显应力损失，应重新进行张拉。