地锚的构造参数及受力计算.docx
附录D地锚的构造参数及受力计算D. 0. 1立式地锚的构造参数应符合表D. 0. 1-1, 2, 3, 4的规定表D. 0. 1-1枕木单柱立式地锚的构造参数(图D. 0. 1-1)作用荷载3050100地龙柱根数226上挡木根数235下挡木根数112荷载作用点至上挡木中点距离a1(mm)500500600上下挡木中心距离a2(mm)120012001200土壤承压力(N/mm2)0.20.20.23注：1.枕木采用标准枕木，其尺寸为160X220X2500mm；2. 上下挡木以截面长边贴靠地龙柱；3. 地龙柱截面长边应与作用荷载方向一致；4. 作用荷载宜与地龙柱垂直。图D. 0. 1-1枕木单柱立式地锚表D. 0. 1-2圆木单柱立式地锚的构造参数（图D. 0. 1-2）作用荷载(kN)101520a1(mm)500500500a2(mm)900900900b1(mm)160016001600挡木长L1(mm)100010001200地龙柱直径d(mm)180200220土壤承压力(N/mm2)0.250.250.25注：1.上下挡木等长；2.挡木直径与地龙柱直径相同。表D. 0. 1-3圆木双柱立式地锚的构造参数（图D. 0. 1-3）作用荷载土壤 承压力a1b1c1挡木长L1地龙柱直径d1a2b2C2e2挡木长L2地龙柱直径d2kN(N/mm2)(mm)300.255001600900100018050015009009001000220400.255001600900100020050015009009001000250500.255001600900120022050015009009001000260注：挡木直径与地龙柱直径相同。d图D. 0. 1-2圆木单柱立式地锚1地龙柱；2一上挡木；3一下挡木表D. 0. 1-4圆木三柱立式地锚的构造参数（图D. 0. 1-4）作用荷载土壤 承压力a1b1c1L1d1a2b2C2e2L2d2a3b3C3e3L3d3kN(N/mm2):mm)600.25500160090010001805001500900900100022050015009009001200280800.255001600900100018050015009009001000220500150090090014003001000.25500160090010002005001500900900100025050015009009001600330注：挡木直径与地龙柱直径相同。图D. 0. 1-3圆木双柱立式地锚1-地龙柱；2-上挡木；3-下挡木；4-绳索32a111a 21| UiH1 * E 1 1111M118D. 0. 1-4圆木三柱立式地锚1-地龙柱；2-上挡木；3-下挡木；4-绳索D. 0. 2立式地锚的受力计算立式地锚适用于不坚硬的土壤条件。是将枕木（方木）或圆木斜放在地坑中（图D.0.1）, 在其下部后侧和中部前侧横放下挡木和上挡木，上下挡木紧贴土壁，将地龙柱卡住，上下挡 木可使用枕木（方木）或圆木。地坑用土石回填并夯实，表面应略高于自然地坪，地坑深度 应大于1.5m，地龙柱露出地面0.41m，并略向后倾斜，钢丝绳固定在地龙柱的端头上。 使用枕木（方木）做地龙柱时，注意使截面上较长的一边与受力方向一致。由枕木做成的立式地锚，若地龙柱的上下挡木用两根枕木时，承受的拉力为30KN ；若 用四根枕木时，承受的拉力可达80KN。若荷载很大，单柱立式地锚（图D.0.11，2）不能承受时，可在其后侧增加一个或两 个单柱立式地锚，用绳索连接，共同受力，称为双柱立式地锚（图D.0.13）或三柱立式 地锚（图 D.0.14）。立式地锚的计算主要有以下几个方面：1 .地锚的抗拔应按下式计算：(D.0.2-1)p N (a + a )i(D.0.2-2)式中：p上挡木处的水平反力;P下挡木处的水平反力；地龙柱与挡木间的摩擦系数Naa2(D.0.2-3)取 0.4；K地锚抗拔安全系数，取K>2 ；N2 地锚荷载N沿地锚轴向的分力。气一地锚荷载N垂直地锚轴向的分力;an 1至q的竖直距离;a 2P1至P2的竖直距离。2- N1对土体产生的压力应按下式计算:(D. 0. 2-4)式中:fH 1、fH 2H 2P < f门fh LH2(D. 0. 2-5)H2处的土壤承载力设计值。tan2 45° + + tan2 45"2)（Y为土的重力密度，v为内摩擦角 门一一土壤承载力降低系数，取0.250.7；采用45° ）计算。h1、h2 为上、下挡木宽度;L1、L2 为上、下挡木长度。3.地锚强度应按下式计算：(D. 0. 2-6)式中：A1一地龙柱在P1作用点处的横截面面积;W1地龙柱在尸1作用点处的截面抵抗矩;ft 木材抗拉、抗弯强度设计值。D. 0. 3桩式地锚的构造参数应符合表D. 0. 3-1, 2, 3的规定表D. 0. 3-1单桩桩式地锚的构造参数（图D. 0. 3-1）作用荷载(kN)10152030A(mm)300300300300b(mm)1500120012001200C(mm)400400400400D(mm)180200220260土壤承压力(N/mm2)0.150.20.230.31注：桩径系指平均直径，挡木直径与桩直径相同，挡木长1m。表D. 0. 3-2双桩桩式地锚的构造参数（图D. 0. 3-2）作用荷载土壤 承压力a1b1c1d1a2b2C2d2(kN)(N/mm2)(mm)300.1530012009002203001200400200400.230012009002503001200400220500.2830012009002603001200400240注：桩径系指平均直径，挡木直径与桩直径相同，挡木长1m。表D. 0. 3-3三桩桩式地锚的构造参数（图D. 0. 3-3）作用荷载土壤 承压力a1b1C1d1a2b2C2d2a3b3C3d3kN(N/mm2)(mm)600.15300120090028030012009002203001200400200800.23001200900300300120090025030012004002201000.28300120090033030012009002603001200400240注：桩径系指平均直径，挡木直径与桩直径相同，挡木长1m。图D. 0. 3-1单桩式地锚图D. 0. 3-2双桩式地锚图D. 0. 3-3 三桩式地锚D. 0. 4桩式地锚的受力计算（图D. 0. 4）在有地表水或地下水位较高的地方，由于不便于挖设地坑，可采用打入土中一定深度 的木桩来作地锚，称为桩式地锚。桩式地锚通常采用直径180mm330mm，长度1.5m2m的松木或杉木略向后倾斜打 入土中，入土深度为1.2m1.5m，还可在其前方距地面0.4m0.9m深处紧贴桩木埋置长 1m左右的挡木一根来提高锚固力。若荷载很大，可将两根或三根桩用绳索或木板连在一起， 组成双桩或三桩桩式地锚（见图D.0.31，D.0.32，D.0.33）。桩式地锚的计算主要有以下几个方面：1 .地锚的抗拔应按下式计算：（D. 0. 4-1）(D. 0. 4-2)F = 3N1 a1(D. 0. 4-3)22a2式中：R 1、H 2摩擦系数，取 H 1=0.34、H 2=0.42 ；F1、F2 分别为上挡木反力及下部土壤反力的合力;K安全系数，取K>2 ；N2 地锚载荷N沿地锚轴向的分力；N N对垂直地锚轴向的分力;1a、a 分别为N至F和F至桩尖之间的轴向距离。121122. N对地锚轴向的垂直分力应按下式计算：(D. 0. 4-4)(D. 0. 4-5)(D. 0. 4-6)F< 0.8nfdaH 223.地锚强度应按下式计算：N 土 里 < fA】咯 t式中没标注的符号同立式地锚。D. 0. 5卧式地锚的构造参数应符合表D.0.5的规定表D. 0. 5卧式地锚的构造参数作用荷载(kN)285076100150200300400a角30°30°30°30°30°30°30°30°横置木(直径240mm) 根数X长度(mm)1X25003X25003X32003X32003X35003X35004X40004X4000埋设深度H (m)1.701.701.802.202.502.752.753.50横置木上的系绳点'占八'占八'占八'占八两点两点两点两点挡木板(直径200mm) 根数X长度(mm)4X27004X27005X40005X4000挡板立柱根数X长度(mm)X 直径(mm)2X1200X 甲 2002X1200X 甲 2003X1500X 甲 2203X1500X 中 220压板(密排直径100mm圆木) 长 X 宽(mm) X (mm)一一800 X3200800 X32001400 X27001400 X35001500 X40001500 X4000注：本表计算依据；夯填土重力密度=16kN/m3，土壤内摩擦角45°，木材的强度 设计值取为 11kN/m m 2。tT图D. 0. 6-1卧式地锚计算D. 0. 6卧式地锚的受力计算（图D. 0. 6）：卧式地锚为一根或几根木料捆绑在一起，横置埋入土中，绳索在木料中部绑扎一点或 两点，然后用土石回填夯实。埋置深度一般为1.5m3.5m。当作用荷载超过75KN时，应 在横置木料上增加压板，当作用荷载超过150KN时，应增设挡板和挡板立柱，若卧式地锚 承受的荷载很大，钢丝绳可用钢拉杆代替。卧式地锚的计算主要有以下几个方面：1. 竖向分力作用下抗拔应按下式计算：KN 2 < G + TG = lb+b hLy x 0.92b' = b + h tan 中(D. 0. 6-1)(D. 0. 6-2)(D.0.6-3)式中：K 安全系数，一般取K > 3 ；N2 地锚荷载N的垂直分力；G 土体重力标准值x 0.9 ；L 横置木料长度；y 回填土石的重力密度；b 横木宽度；b'压力区有效宽度；中一一土的内摩擦角，松土为15° 20°； 一般土为20° 30°；坚硬土取30°40°。h 横木埋置深度；T摩擦阻力，F =吧。其中|1 摩擦系数，无木壁取0.5,有木壁取0.4；N1 地锚荷载N的水平分力。2. 水平分力作用下的土体承载力应按下式计算:在无木壁时的土体承载力计算：(D. 0. 6-4)式中：九一一深度以土的承载力设计值;门一一土容许承载力降低系数取 0.50.7；h横置木高度。在有木壁时的土体承载力计算:N1(hi + h') L(D.0.6-5)式中：h'横置木顶至木壁顶的距离。3. 横置木的强度应按下式计算(图D. 0. 6)1一横置木；2一土槽图D. 0. 6-2横置木强度计算(a)一根索的横置木计算；当横木只系一根钢丝绳或拉杆时：若为圆形截面，应按单向受弯构件计算：M j fW m(b)两根索的横置木计算(D.0.6-6)式中：fm木材(松木、衫木)抗弯强度设计值;M 横木地锚荷载N引起的最大弯矩M = NL/8W 中部圆形截面的抵抗矩。若为矩形截面，应按双向受弯构件计算:MX +WXM v Y < fW mY(D. 0. 6-7)(D. 0. 6-8)NL8(D. 0. 6-9)式中：M x、M 横木水平和垂直分力N与N 2的弯矩;Wx、Wy 横木水平和垂直方向横截面抵抗矩。当横木系两根钢丝绳或拉杆时：若为圆形截面，应按偏心单向受压构件计算：NMf0 土 c < fA Wfcm(D. 0. 6-10)Na 2M =2 L(D. 0. 6-11)式中：N 0 -一横木的轴向压力，N0 - tan &，p为二绳索夹角之-半；A 小头绑扎点处的圆截面的截面面枳；M -横木地锚荷载N在绑扎点处引起的弯矩；W 小头绑扎点处的圆截面的截面抵抗矩；a横木端部到绳索或拉杆绑扎处的距离。若为矩形截面，应按偏心双向受压构件计算：土+Mf+MX < fAWfWYfmc(D. 0. 6-12)M =工X 2 L(D. 0. 6-13)N a2l/ 2(D. 0. 6-14)2Y2 L式中：A 矩形截面横截面面积；Mx、My 横木地锚荷载N的水平和垂直分力N1与N2在绑扎点处所引起的弯矩；其余符号与前述相同。D. 0. 7岩层地锚的受力计算（图D. 0. 7）：在岩石地带可采用岩石地锚，这种地锚是在岩层中打眼，眼深约1.5m，直径约40mm, 在眼中插入钢钎或圆钢。四眼地锚是在钢钎中间设置250mm300mm直径的圆木，用生根 钢丝绳将钢钎与圆木捆紧在一起即成；两眼地锚，眼深约1m，间距200mm，直径约40mm， 插入直径32mm的圆钢制成的U型锚栓，并灌注水泥砂浆即成。若作用荷载很大，可将眼 深和直径加大，打入钢轨。（a）四根钢钎地锚（b）两根钢钎地锚图D. 0. 7 岩层地锚计算简图1.四根钢钎地锚应按下式计算（只考虑三根受力）（图D. 0. 7 （a）1）抗弯计算：(D. 0. 7-1)323d 4 + 6d 2( D + d )2(D + d)（受压区）(D.0.7-2)（受拉区）(D.0.7-3)口， 兀 3d 4 + 6d 2( D + d )2W =x 161_(D + d)式中：f 钢钎的抗弯强度设计值；取160N/mm2；M 地锚拉力N的水平分力N1所引起的弯矩；取M = 100N 1（N - mm）门'抵抗矩降低系数，门'=0.35 0.5气、吧一一分别为组合体受拉、受压区抵抗矩（mm3）D 三根受力钢钎中的填心圆木直径（mm）；d 三根受力钢钎直径（mm）。2）抗拔计算：KfN + 气< F（D. 0. 7-4）I 2 nd2 ）式中：F摩擦阻力，F = 0.95N 1 xp （日为摩擦系数，取0.250.35）K安全系数，取K>2 ；一 一M。X受拉区实际拉应力，为。X = wX4 N1-3）剪切计算：(D.0.7-5)3兀d 2式中：fV钢钎抗剪切强度设计值，取90N/mm2。2. U型锚栓地锚应按下式计算（图D. 0. 7 （b）：(D. 0. 7-6)1）抗弯计算：M < fW JXWX兀d 3 /八=(mm 3)32(D.0.7-7)式中：WXU形锚栓抵抗矩；M在圆钢根部所产生的弯矩；M=50N1（N-顾）2）抗拔计算：4b K < Fnd 2(D. 0. 7-8)Mb =WX(D.0.7-9)式中：F 为摩擦阻力，F = 号xp （ p取0.250.35）；b实际受拉应力d 圆钢直径。3）剪切计算：N 摧 < fv（D. 0. 7-10）式中：fV圆钢抗剪强度设计值，取90N/mm2。D. 0. 8混凝土地锚的受力计算（图D. 0. 8）：永久性或重型地锚，一般采用混凝土地锚，混凝土强度不小于c10,必要时可适当配置 少量钢筋，其拉杆焊接在混凝土中的型钢梁上。混凝土地锚的受力计算主要有以下两方面：图D. 0. 8混凝土地锚计算1.抗倾覆应按下式计算：(D.0.8-1)KNL < Ga式中：G 砼地锚自重；K 抗倾覆安全系数，取1.5；N 地锚的作用荷载；a 自重G至O点的垂直距离；L N载荷至O点的垂直距离。2.侧向土强度应按下式计算：(D.0.8-2)式中：fH深度H处土的承载力设计值;门降低系数，取0.350.5；b地锚砼侧面的长度。
