[发明专利]一种非等长锚索或锚杆支护设计方法

说明书

一种非等长锚索或锚杆支护设计方法，所述支护方法包括确定长、短锚索或锚杆的长度，采用长、短锚索或锚杆以一定配比间隔布置；根据基坑的整体稳定性及土层滑移面，确定长锚索或锚杆（2）的长度；根据锚索或锚杆的抗拔力，确定短锚索或锚杆（3）的长度。本发明既适用于单层锚索或锚杆支护，也适用于多层锚索或锚杆支护。采用本发明提供的非等长锚索或锚杆支护设计方法，与传统都采用等长锚索或锚杆支护设计方法不同，充分利用了土层自身的粘结力和锚索或锚杆整体的相互作用，且不同长度的锚索或锚杆有利于分散其末端土体的受力，确保安全可行的前提下，节省用材，缩短工期，施工方便，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种非等长锚索或锚杆支护设计方法，属土建施工技术领域。

背景技术

目前随着工程技术的不断提高，越来越多的土木工程，交通工程，水利工程需要开挖很深的基坑，且采用锚索或者锚杆作为基坑支护的方法具有支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点而被广泛应用。然而传统的锚索或锚杆支护方法大多都统一采用等长的锚索或锚杆进行基坑支护，这样的方法虽然在工程中应用较广，但没有充分利用土层自身粘结力及锚索或锚杆整体的作用力，导致材料浪费，施工期长，整体经济效益较差，且锚索或锚杆的末端集中在同一截面，使其末端的受力在同一截面上容易产生新的滑移面，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是，针对现有建设工程中采用锚索或者锚杆作为基坑支护存在的问题，本发明提出一种非等长锚索或锚杆支护设计方法。

实现本发明的技术方案如下，一种非等长锚索或锚杆支护设计方法，所述方法包括确定长、短锚索或锚杆的长度，采用长、短锚索或锚杆以一定配比间隔布置；根据基坑的整体稳定性及土层滑移面，确定长锚索或锚杆的长度；根据锚索或锚杆的抗拔力，确定短锚索或锚杆的长度；用长锚索或锚杆确保基坑的整体稳定性，由长锚索和短锚索间隔布置来满足设计的强度要求。

确定长锚索或锚杆的长度，包括长锚索或锚杆的自由段长度和长锚索或锚杆的固定段长度。

所述长锚索或锚杆的自由段长度根据土层滑移面确定，即：

其中α为锚索或锚杆倾角；a₁为锚索或锚杆的锚头中点至基坑底面的距离；a₂为基坑底面至基坑外侧主动土压力强度与基坑内测被动土压力强度等值点o的距离；s为挡土构件的水平尺寸；为土层的等效内摩擦角；且自由段长度不应小于5m。

所述长锚索或锚杆的锚固段长度根据锚索或锚杆在滑弧面以外的锚固段长度l′_a，j确定，满足下面公式：

其中，c_ik为第i分条滑裂面处土体固结不排水(快)剪粘聚力标准值；l_i为第i分条滑裂面处弧长；q₀为上覆均布荷载；b_i为第i分条宽度；ω_i为第i条分条土重；θ_i为第i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角；R′_k，j为第j层锚索或锚杆在滑弧面以外的锚固段极限抗拔承载力标准值；θ_j为滑弧面在第j层锚索或锚杆处的法线与垂直面的夹角；α_j为第j层锚索或锚杆的倾角；ψ_v为计算系数，按取值；s_x,j为第j层锚索或锚杆的水平间距；为内摩擦角，γ_k为整体滑动分项系数。

其中l′_a，j为第j层锚索或锚杆在滑弧面以外的锚固段长度；d为锚固体直径；q_sk为锚固体与土层的粘结强度标准值；为锚固长度对粘结强度影响系数。

所述短锚索或锚杆的长度包括短锚索或锚杆的自由段长度和短锚索或锚杆的固定段长度。