土层锚杆设计与施工规范

1、CECS22:89中国工程建设标准化协会标准土层锚杆设计与施工规范CODEFORDESIGNANDCONSTRUCTIONOFSOILANCHORSCHINAASSOCIATIONFORENGINEERINGCONSTRUCTIONSTANDARDIZATION土层锚杆在我国深基坑支挡、边坡加固、滑坡整治、水池抗浮、挡墙锚固和结构抗倾覆等工程中的应用日益广泛。为了使土层锚杆的设计和施工符合技术先进、经济合理、确保质量的要求,中国工程建设标准化协会委托冶金部建筑研究总院进行本规范的编制工作。本规范是在总结我国多年来土层锚杆的实践经验基础上，经多次征求意见和修改，最后由冶金部建筑研究总院组织国内专

2、家会议审查定稿现批准土层锚杆设计与施工规范，编号为CECS22:90,并推荐给各工程建设设计、施工单位使用。在使用过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料寄交北京西土城路33号冶金部建筑研究总院（邮政编码:100088）o中国工程建设标准化协会1990年11月6日CECS22:89TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2主要符号(1第一章总则(1 HYPERLINK l bookmark6第二章土层锚杆设计(2第一节一般规定(2第二节土层锚杆的结构类型(2第三节土层锚杆的布置与结构参数设计(4 HYPERLINK l bookmark8第三章土层锚杆原材

3、料(7 HYPERLINK l bookmark10第四章土层锚杆施工(9第一节一般规定(9第二节钻孔(9第三节杆体(预应力筋)的组装与安放(10第四节注浆(12第五节张拉与锁定(12 HYPERLINK l bookmark12第五章土层锚杆试验与监测(15第一节一般规定(15第二节基木试验(15第三节验收试验(17第四节蠕变试验(18第五节锚杆预应力的长期监测与控制(19 HYPERLINK l bookmark14第六章土层锚杆防腐(21第一节一般规定(21第二节防腐方法(21 HYPERLINK l bookmark16第七章工程验收(23 HYPERLINK l bookmark18

4、附录一本规范有关名词解释(24 HYPERLINK l bookmark20附录二土层与锚固体间粘结强度推荐值(26附录三锚定板桩深部破裂面稳定性验算方法(27附录四钢丝、钢较线、钢筋强度标准值(30附录五预应力钢较线锚具规格(32附录六土层锚杆常用施工设备表(34附录七土层锚杆施工记录表汇总(36附录八锚杆试验记录表与附图汇总(38附加说明(41主要符号A锚杆预应力筋的截面积；土体与锚固体间的粘结强度值；禹一扩大锚固头直径；d2圆柱型锚固体直径；预应力筋的弹性模量；主动土压力；fPtk预应力筋的抗拉强度标准值；K&锚杆稳定安全系数；K辛田杆女全系数；Kc蠕变系数；L辛田杆总长度；Ll钿杆自由

5、段k度；L钿杆钿固段k度；Ac扩大锚固头承载力系数；Q锚杆试验时对锚杆施加的荷载值;M锚杆的设计轴向拉力值；Rt单个扩大锚固头的承载力；Qmaxt田杆试验时的瑕大荷载；Qo锚杆试验时的初始荷载；Rtmax锚杆承受的最大拉力值；Ru锚杆极限承载力；F作用于土体滑动面上的反力；s辛田杆总位移；锚杆塑性位移；&锚杆弹性位移；土的不排水抗剪强度；(P土的内摩擦角；a锚杆倾斜角度；o锚杆锚固体剪切面上的法向应力;&n锚杆张拉控制应力；d板桩与土体间的摩擦角。CECS22:89第一章总贝I第1.0.1条土层锚杆是一种埋入土层深处的受拉杆件，它一端与工程构筑物相连，另一端锚固在土层中，通常对其施加预应力，以

6、承受由土压力、水压力或风荷载等所产生的拉力，用以维护构筑物的稳定。第1.0.2条本规范适用于各类土层中临时性或永久性锚杆的设计与施工。第1.0.3条土层锚杆的设计与施工，除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关标准的要求。CECS22:89第二章土层锚杆设计第一节一般规定第211条在计划使用土层锚杆时，应充分研究土层锚固工程的安全性、经济性和施工可行性。第2.1.2条设计前必须做好以下基础工作：一、认真调查与锚固工程有关的地形、场地、周围已有建筑物、埋设物、道路交通和气象等事项。二、通过工程地质钻探及有关土质试验，掌握锚固工程范围内的土层种类与土的抗剪强度、颗粒级配、渗透系数、水的侵蚀性等物理力

7、学性能和化学性能。第2.1.3条使用年限在2年以内的锚杆，可按临时性锚杆设计；使用年限大于2年的锚杆，应按永久性锚杆设计。第2.1.4条永久性锚杆设计时，必须先进行基本试验。第2.1.5条永久性锚杆的锚固段不应设置在未经处理的下列土层：一、有机质土。二、液限Wl5Q%的土层。三、相对密度乩03的土层。第二节土层锚杆的结构类型第221条土层锚杆一般由锚头、自由段和锚固段三部分组成，其中锚固段用水泥浆或水泥砂浆将杆体（预应力筋）与土体粘结在一起形成锚杆的锚固体。第2.2.2条根据土体类型、工程特性与使用要求，土层锚杆锚固体结构可设计为圆柱型、端部扩大头型或连续球体型三类，见图22.21、图2.2.

8、2-2和图2.2.23。256783图2.2.2-1圆柱型锚固体锚杆1锚具；2承压板；3台座；4支挡结构；5估孔；6二次注浆防腐处理；7预应力筋；8圆柱型锚固体；Lf自由段长度；U锚固长度图2.2.2-2端部扩大头型锚杆1锚具；2承压板；3台座；4支挡结构；5钻孔;6二次注浆防腐处理；7预应力筋；8圆柱型锚固体；9端部扩头体；Lf自由段长度；U锚固段长度/图2223连续球体型锚杆1锚具；2/K压板；3台座；4支挡结构；5钻-孔；6塑料套管；7止浆密封装置；8预应力筋；9注浆套管;10连续球体型锚固体；LfH由段长度；U锚固段长度第2.2.3条锚固于砂质土、硬粘土层并要求较高承载力的锚杆，宜采用

9、端部扩大头型锚固体；锚固于淤泥、淤泥质土层并要求较高承载力的锚杆，宜采用连续球体型锚固体。第三节土层锚杆的布置与结构参数设计第2.3.1条土层锚杆的布置应遵守以下规定：一、锚杆上下排间距不宜小于2.5m；锚杆水平方向间距不宜小于2.0mo二、锚杆锚固体上覆土层厚度不应小于4.0m,锚杆锚固段长度不应小于4.0m。三、倾斜锚杆的倾角不应小于13。，并不得大于45。，以15。35。为宜。第23.2条锚杆安全系数K值应按表2.3.2确定。式中Rt单个扩大头的承载力;式中Rt单个扩大头的承载力;锚杆安全系数表表2.3.2乍田杆破坏后危害禾王度安全系数临时锚杆永久锚杆危害轻微，不会构成公共安全问题141

10、8危害较大，但公共安全无问题1620危害大，会出现公共安全问题1822第2.3-3条锚杆预应力筋的截面面积应按下式确定:KMA=1(2.3.3)Jptk式中Nt锚杆的设计轴向拉力值；K安全系数，按本规范表2.3.2选取；九tk钢丝、钢较线、钢筋强度标准值见本规范附录四。第2.3.4条锚杆自由段长度不宜小于5.0m,对于倾斜锚杆，其自由段长度应超过破裂面1.0m0第2.3.5条锚杆锚固段长度的设计应遵守以下规定：一、粘性土中圆柱型锚杆锚固段长度应由下式确定:KN兀必2厶(2.3.5-1)式中d2锚固体直径;q.土体与锚固体间粘结强度值。一般由试验确定，也可按本规范附录二采用。二、粘性土中端部扩大

11、头型锚杆锚固段长度(图2.3.5)应由下式确定:(2.3.5-2)2?t=7r/4Cddl)di扩大头直径；A扩大头承载力系数，取9.0；T土体不排水抗剪强度。图235端部扩大头型锚杆力学计算简图式中Rt单个扩大头的承载力;式中Rt单个扩大头的承载力;锚杆安全系数表表2.3.2式中Rt单个扩大头的承载力;式中Rt单个扩大头的承载力;锚杆安全系数表表2.3.2三、非粘性土中圆柱型锚杆锚固段长度由下式确定:Qa=KNtd2(鼻+处g)(2.3.5-3)式中Rt单个扩大头的承载力;式中Rt单个扩大头的承载力;锚杆安全系数表表2.3.2式中d土体与锚固体间的摩擦角;o一锚固体剪切面上的法向应力。第2.

12、3.6条台座的尺寸与结构构造应根据锚杆的设计荷载、土层条件、支挡结构和施工条件确定，应具有足够的强度和刚度，不得产生有害的变形。第2.3.7条锚具型号、尺寸的选取应保持锚杆预应力值的恒定。锚杆安全系数表表2.3.2第三章土层锚杆原材料第3.0.1条预应力杆体材料宜选用钢较线、高强钢丝或高强螺纹钢筋。当预应力值较小或锚杆长度小于20m时，预应力筋也可采用H级或II级钢筋。第3.0.2条锚具和联接锚杆杆体的受力部件，均应能承受95%的杆体极限抗拉力。第3.0.3条塑料套管材料应满足以下要求:一、具有足够的强度，保证其在加工和安装过程中不致损坏。二、具有抗水性和化学稳定性。三、与水泥砂浆和防腐剂接触

13、无不良反应。第30.4条隔离架应由钢、塑料或其他对杆体无害的材料组成，不得使用木质隔离架。第3.0.5条防腐材料应满足下列要求：一、在锚杆服务年限内，应保持其耐久性。二、在规定的工作温度内或张拉过程中不得开裂、变脆或成为流体。三、不得与相邻材料发生不良反应，应保持其化学稳定性和防水性。四、不得对锚杆自由段的变形产生任何限制。第3.0.6条水泥浆体材料应满足下列规定：一、水泥宜使用普通硅酸盐水泥，必要时可采用抗硫酸盐水泥。二、不得使用高铝水泥。三、细骨料应选用粒径小于2mm的细砂。砂的含泥量按重量锚杆安全系数表表2.3.2计不得大于3%,砂中所含云母、有机质、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量，按重

14、量计不宜大于1%。四、混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水。永久性锚杆不得使用pH值小于4.0的酸性水和硫酸盐含量按SO7计算超过水重1%的水。五、必要时，水泥浆中可加入控制泌水或延缓凝结等外加剂，但必须符合产品标准。水泥浆中氯化物的总含量不得超过水泥重量的0.1%。除二次劈裂灌浆和自由段的充填灌浆外，一般不宜采用膨胀剂。锚杆安全系数表表2.3.2锚杆安全系数表表2.3.2第四章土层锚杆施工第一节一般规定第411条在进行锚杆施工前，应充分核对设计条件、土层条件和环境条件，在确保施工安全的前提下，编制施工组织设计。第412条施工前，要认真检查原材料型号、品种、规格及锚杆

15、各部件的质量，并检查原材料的主要技术性能是否符合设计要求。第4.1.3条工程锚杆施工前，宜取两根锚杆进行钻孔、注浆、张拉与锁定的试验性作业，考核施工工艺和施工设备的适应性。第二节钻孔第41.51iMMiiadq、/bL4f附图3.1单层锚杆深部破裂面的稳定性验算G深部破裂而范围内土体重量；%作用在基坑支护上的主动土压力的反力；肌作用在cd面上的主动土压力；Fbe而上反力的合力；甲土的内摩擦角；d基坑支护与土体间的摩擦角；6深部破裂而与水平而的夹角；a锚杆倾角二、双排锚杆深部破裂面稳定性验算方法：双排锚杆深部破裂面稳定性验算的假设和计算方法与单排锚杆深部破裂面稳定性验算相同，其计算简图见附图3.

16、20在单元体内存在be、be、bee三个滑动面，当其处于平衡状态时，即可利用力多边形求得锚杆承受的最大拉力丘畑辰、&(be)max和&(be)max,相应的稳定安全系数乙血)、K如和Ks(bec)应不小于1.5。即:3=血幣恃15NtK$(bec)=t(becmax1.5锚杆安全系数表表2.3.2Rt(bee)max附图32双层锚杆深部破裂面稳定性验算续附表41锚杆安全系数表表2.3.2附录四钢丝、钢较线、钢筋强度标准值钢丝、钢较线、钢筋强度标准值（N/mn?）附表4.1种类fykfpyk或子ptk碳素钢丝040516701570刻痕钢丝051470冷拔低碳钢丝甲级：0405I组K组70065

17、0650600乙级$0305550钢较线d=90(703)d=120(704)d=150(705)167015701470执八八轧钢筋I级：(AsAY3)235D级20MnSi、20M“Nb(b)d25d=28403353151级(25MnSi)370W级(40S2MnV、4aS5MnV、45Si2MnTi)540种类/ykfpyk或于ptkI级(d12)280冷II级d25450拉d=2840430钢皿级500筋W级700执八八40Si2MnQ(l=6)处理48Si2Mn(d=&2)1470钢45Si2Ci=10)注：碳素钢丝系指国家标准预应力混凝土用钢丝(GB5223-85)中的矫直回火钢

18、丝。附录五预应力钢较线锚具规格JM系歹IJ锚具附表51注：因JM12系列锚具可夹持光园及螺纹钢、钢饺线，故又可分为光JM12、螺JM12、钱JM12。表中括号尺寸为饺JM尺寸。QM系歹ij锚具附表52型号外形尺寸II。2QM15-1500460tyZZ/QM15-3550105050QM15-4550105050CMQM15-5550120060QM15-6.7600135070QM15-9600160070JQM15-127001750106HQM15-138001950120QM15-198002200140QM锚垫板附表53型号QM15-4QM15-5QM15-6.7QM15-9QM15

19、-12外形尺寸L160165190300300II160190215240265D060075075088095h130160190210225附录六土层锚杆常用施工设备表土层锚杆常用施工设备附表61设备种鲤名称技术性能适用条件生产厂家钻孔设备KRUPP钻机钻孔角度090。，钻孔直径0100200mm,钻孔深度60m,可带套管钻进各种土层四德YTM-87钻机钻孔角度090。，钻孔直径01OO2OOmm,钻孔深度3060m,可带套管钻进各种土层冶金部建研总院SGZ-I钻机钻孔角度0360。，钻孔直径0100200mm,钻孔深度40m,不可带套管钻进不易塌孔的土层杭州钻探设备厂工程地质钻机钻孔角度

20、090。，钻孔直径0100200mm,钻孔深度40m,可带套管钻进不易塌孔的土层拔管机YBG-88拔管机最大拔力500RN,拔管直径135158mm冶金部建研总院注浆设备2TGZ-60 xl0注浆泵工作压力621MPa,排浆量60161/min高压注浆辽宁锦西注浆泵厂HB6-3灰浆泵工作压力015MPa,排浆量501/min普通注浆济南山尔机械厂UBJ2挤压式灰浆泵工作压力015MPa,排浆量30Z/min灌注水泥砂浆杭州建筑机械厂续附表61续附表61QM系歹ij锚具附表52设备种类名称技术性能适用条件生产厂家张YC系列斤顶张拉力600、1200kN,张拉行程150.350mm配JM锚具和螺母柳州建筑机械厂拉YCQ系列张拉力1000.2000.5000kN,配QM锚具柳州建筑设千斤顶张拉行程150、200mm机械厂备ZB4-500额定压力50MPa配YC系列或柳州建筑电动油泵额定流量4Z/minYCQ系列T斤顶机械厂土层锚杆注浆施工记录表附表72QM系歹ij锚具附表52附录七土层锚杆施工记录表汇总土层锚杆钻孔施工记录表附表71工程名称：施工单位：设计钻孔长度：设计钻孔直径：钻机型号：钻孔口期：锚杆编号地层类别钻孔直径(cm)套管外径(cm)钻孔时间钻孔长度(m)套管长度钻孔倾角(a。)备注技术负责人：匚长：质检员：记录员：注：备