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岩石锚杆基础,《规范》方法及教程

【摘要】:岩石锚杆基础适用于直接建在基岩上的柱基,以及承受拉力或水平力较大的建筑物基础。灌浆前,应将锚杆孔清理干净。 某岩石锚杆基础,锚杆孔直径采用80mm,孔深度为1200mm。锚杆筋体采用HRB335级钢筋,其直径为20mm,插入孔内长度为1150mm。

岩石锚杆基础适用于直接建在基岩上的柱基,以及承受拉力或水平力较大的建筑物基础。锚杆基础应与基岩连成整体,并应符合下列要求:

1)锚杆孔直径,宜取锚杆筋体直径的3倍,但不应小于一倍锚杆筋体直径加50mm。锚杆基础的构造要求,可按图5.9-13采用。

2)锚杆筋体插入上部结构的长度,应符合钢筋的锚固长度要求。

3)锚杆筋体宜采用热轧带肋钢筋,水泥砂浆强度不宜低于30MPa,细石混凝土强度不宜低于C30。灌浆前,应将锚杆孔清理干净。

锚杆基础中单根锚杆所承受的拔力,应按下列公式验算

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图5.9-13 锚杆基础

d1—锚杆直径 l—锚杆的有效锚固长度 d—锚杆筋体直径

NtmaxRt (5.9-15b)

式中 Fk——相应于作用的标准组合时,作用在基础顶面上的竖向力(kN);

Gk——基础自重及其上的土自重(kN);

MxkMyk——按作用的标准组合计算作用在基础底面形心的力矩值(kN·m);

xiyi——第i根锚杆至基础底面形心的yx轴线的距离(m);

Nti——相应于作用的标准组合时,第i根锚杆所承受的拔力值(kN);

Rt——单根锚杆抗拔承载力特征值(kN)。

对设计等级为甲级的建筑物,单根锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定;对于其他建筑物应符合下式规定

Rt≤0.8πd1lf (5.9-16)

式中 f——砂浆与岩石间的粘结强度特征值(MPa),可按表5.9-2选用。其他参数见图5.9-13。

表5.9-2 砂浆与岩石间的粘结强度特征值/MPa

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注:水泥砂浆强度为30MPa或细石混凝土强度等级为C30。

【例5.9-15】 某岩石锚杆基础,锚杆孔直径采用80mm,孔深度为1200mm。锚杆筋体采用HRB335级钢筋,其直径为20mm,插入孔内长度为1150mm。灌孔水泥砂浆强度为30MPa,砂浆与岩石间的粘结强度特征值取0.4MPa。试问,当按《规范》的规定进行计算时,其单根锚杆抗拔承载力特征值Rt(kN)应与下列何项数值最为接近?

(A)23.12 (B)92.49 (C)96.51 (D)97.39

答案:(B)

解答:根据式(5.9-16)

Rt=0.8πd1lf=0.8×π×80×1150×0.4N=92488.7N≈92.49kN

【例5.9-16】~【例5.9-18】某单层地下车库建于岩石地基上,采用岩石锚杆基础。柱网尺寸8.4m×8.4m,中间柱截面尺寸600mm×600mm,地下水位位于自然地面以下1m,图5.9-14为中间柱的基础示意图。

【例5.9-16】 相应于作用的标准组合时,作用在中间柱承台底面的竖向力总和为-500kN(方向向上,已综合考虑地下水浮力、基础自重及上部结构传至柱基的轴力);作用在基础底面形心的力矩值MxkMyk均为100kN·m。试问,作用的标准组合时,单根锚杆承受的最大拔力Ntmax(kN)最接近与下列何项数值?

(A)125 (B)167 (C)208 (D)270

答案:(C)

解答:根据式(5.9-15a)计算单根锚杆承受的最大拔力

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图5.9-14 【例5.9-16】~【例5.9-18】图

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【例5.9-17】 若作用的标准组合时,单根锚杆承担的最大拔力值Ntmax为170kN,锚杆孔直径150mm,锚杆筋体采用HRB335钢筋,直径为32mm,锚杆孔灌浆采用M30水泥砂浆,砂浆与岩石间的粘结强度特征值为0.42MPa。试问,锚杆有效锚固长度l(m)应取下列何项数值?

(A)1.0 (B)1.1 (C)1.2 (D)1.3

答案:(D)

解答:根据式(5.9-16),Rt≤0.8πd1lf,锚杆有效锚固长度l

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根据图5.9-13的要求,锚杆的锚固长度l=40d=40×32mm=1280mm,因此l应取1.3m。

【例5.9-18】 现场进行了6根锚杆抗拔试验,得到的锚杆抗拔极限承载力分别为420kN,530kN,480kN,479kN,588kN,503kN。试问,单根锚杆抗拔承载力特征值Rt(kN)最接近于下列何项数值?

(A)250 (B)420

(C)500 (D)宜增加试验量且综合各方面因素后再确定

答案:(D)

解答:根据《规范》附录M.0.6条,锚杆的极限承载力平均值:

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极差=(588-420)kN=168kN>500kN×30%=150kN,不满足要求,故应增大试验量,综合分析后再确定。