囊袋式可回收拉压复合型锚杆及其承载力计算方法技术

本发明专利技术公开一种囊袋式可回收压力型锚杆，包括锚头锚具、杆体、承载体和锚固体，所述杆体包括钢绞线和保护套管，保护套管套接在钢绞线外围，承载体位于锚杆杆体末端与钢绞线连接，锚固体包括水泥土锚固体和水泥浆锚固体，水泥土锚固体由水泥浆与周围土体通过高压旋喷工艺形成，水泥浆锚固体通过预留注浆管向包裹在杆体周围的囊袋内注水泥浆形成。该锚杆使得锚固体与土体界面剪应力分布更加均匀，并有效防止水泥土锚固体受压破坏，充分发挥锚固体承载性能。本发明专利技术还提供了上述囊袋式可回收压力型锚杆的承载力计算方法，该方法能够简洁、高效且精准地获取锚杆的极限承载力数据。且精准地获取锚杆的极限承载力数据。且精准地获取锚杆的极限承载力数据。

【技术实现步骤摘要】
囊袋式可回收拉压复合型锚杆及其承载力计算方法


[0001]本专利技术涉及一种囊袋式可回收拉压复合型锚杆及其承载力计算方法，主要在应用于基坑工程、边坡工程及隧道工程等。

技术介绍

[0002]随着我国工程建设的发展和地下空间的开发利用，基坑工程的数量和规模不断扩大。拉锚式围护结构通过设置预应力锚杆对挡土结构提供支点，相较于基坑支护中的排桩加支撑等支护形式而言能主动加固岩土体，为后续基坑开挖和地下室施工提供更加宽裕的空间，节约了支撑施工和拆除的时间，可提高施工速度和施工效率，同时具有较好的经济性，目前已在基坑支护工程中得到大量应用。
[0003]传统的预应力锚杆分为拉力型锚杆和压力型锚杆。拉力型锚杆通过筋体与锚固体之间的黏结作用，将受到的外荷载传递至岩土体中。拉力型锚杆在使用过程中容易超越用地红线，其筋体会成为后续地下空间开发的障碍物，在实际应用中受到很大的限制，进而开发了压力型锚杆。
[0004]压力型锚杆通过设有套管的钢绞线或无粘结预应力钢绞线将荷载直接传递至锚杆底端(离自由段较远的一端)由承载件、解锁锚具及其外围保护套组成的承本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种囊袋式可回收拉压复合型锚杆，其特征是：包括锚头锚具、杆体、承载体和锚固体，锚固体包括水泥土锚固体和水泥浆锚固体，水泥浆锚固体处于水泥土锚固体内并处于后侧部，水泥浆锚固体由水泥浆灌注于囊袋中形成，所述承载体径向设置于所述囊袋中的水泥浆锚固体中，多道高强度纤维筋横向分布于囊袋内并与承载体固定连接，所述杆体包括钢绞线和套管，套管套接在所述钢绞线上，钢绞线处于承载体前侧并与承载体连接。2.根据权利要求1所述的囊袋式可回收拉压复合型锚杆，其特征是：所述杆体后端设置有解锁锚具和解锁锚具保护套。3.根据权利要求1或2所述的囊袋式可回收拉压复合型锚杆，其特征是：所述水泥土锚固体与周围土体通过高压旋喷工艺形成，所述水泥浆锚固体通过预留注浆管向包裹在杆体周围的囊袋内注水泥浆形成。4.一种权利要求1所述囊袋式可回收拉压复合型锚杆的承载力计算方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1.确定承压区水泥浆锚固体临界锚固长度其表达式为：式中：l
c1
为承压区水泥浆锚固体的临界锚固长度；d为水泥浆锚固体的直径；E
c1
为承压区水泥浆锚固体的综合弹性模量；G
b
为水泥土锚固体的剪切模量。根据该公式可确定承压区水泥浆锚固体的临界锚固长度。步骤2.确定承压区水泥浆锚固体承载力承压区水泥浆锚固体处于正常工作状态下，不应受压破坏，同时不应与周围结构体发生滑脱。承压区水泥浆锚固体承载力为承载体前端水泥浆锚固体受压承载力和承压区水泥浆锚固体与周围水泥土锚固体界面摩阻力中的较小值。承载体前端水泥浆锚固体受压承载力根据式(19)计算为：式中：σ
maxr
为水泥浆锚固体可承受的极限压应力，d1为水泥浆锚固体直径。承压区水泥浆锚固体与周围结构体界面摩阻力为：式中：τ
u1
为水泥浆锚固体与周围结构体的界面抗剪强度；l
r1
为承压区水泥浆锚固体的长度；l
c1
为承压区水泥浆锚固体的临界长度。根据式(21)、(22)，承压区水泥浆锚固体承载力为：P3＝min{P1，P2}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(23)步骤3.确定受拉区水泥浆锚固体临界锚固长度其表达式为：
式中：l
c2
为受拉区水泥浆锚固体的临界锚固长度；d1为水泥浆锚固体的直径；E
c2
为受拉区水泥浆锚固体的综合弹性模量；G
b
为水泥土锚固体的剪切模量。根据该公式可确定受拉区水泥浆锚固体的临界锚固长度。步骤4.确定受拉区水泥浆锚固体承载力受拉区水泥浆锚固体处于正常工作状态下，位于水泥浆锚固体范围内的高强度纤维筋不应与水泥浆锚固体发生滑脱，受拉区水泥浆锚固体不应与周围水泥土锚固体发生滑脱。受拉区水泥浆锚固体承载力为水泥浆锚固体范围内高强度纤维筋与加固土体之间的握裹力和受拉区水泥浆锚固体与周围水泥土锚固体界面摩阻力中的较小值。水泥浆锚固体范围内高强度纤维筋与加固土体之间的握裹力：P4＝πdτ
u3
l
g
ꢀꢀꢀꢀ
(25)式中：τ
u3
为高强度纤维筋与水泥浆锚固体的界面抗剪强度；l
g
取承压区水泥浆锚固体与受拉区水泥浆锚固体中高强度纤维筋长度的较小值；d为高强度纤维筋的直径。受拉区水泥浆锚固体与周围水泥土锚固体的界面摩阻力：式中：l
r2
为受拉区水泥浆锚固体的长度；l
c2
为受拉区水泥浆锚固体的临界长度。根据式根据式(25)、(26)，受拉区水泥浆锚固体的承载力为：P6＝min{P4，P5}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(27)步骤5.确定水泥浆锚固体整体承载力根据式(23)、(27)，水泥浆锚固体整体承载力为P7＝P3+P6ꢀꢀꢀꢀ
(28)步骤6.确定I区水泥土锚固体临界锚固长度其表达式为：式中：l
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁静，叶争鸣，何彦承，胡敏云，童磊，姚宏波，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：