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锚杆(索)设计计算1、锚杆(索)轴向拉力标准值应按下式计算：式中：N ak——相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力(kN)；H tk——锚杆水平拉力标准值(kN)；α——锚杆倾角(°)。
2、锚杆(索)钢筋截面面积应满足下列公式的要求：普通钢筋锚杆：预应力锚索锚杆：式中：A s——锚杆钢筋或预应力锚索截面面积(m2)；ƒy，ƒpy——普通钢筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa)；K b——锚杆杆体抗拉安全系数，应按表8.2.2取值。
表8.2.2 锚杆杆体抗拉安全系数3、锚杆(索)锚固体与岩土层间的长度应满足下式的要求：式中：K——锚杆锚固体抗拔安全系数，按表8.2.3-1取值；l a——锚杆锚固段长度(m)，尚应满足本规范第8.4.1条的规定；ƒrbk——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值(kPa)，应通过试验确定；当无试验资料时可按表8.2.3-2和表8.2.3-3取值；D——锚杆锚固段钻孔直径(mm)。
表8.2.3-1 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数表8.2.3-2 岩石与锚固体极限粘结强度标准值注：1 适用于注浆强度等级为M30；2 仅适用于初步设计，施工时应通过试验检验；3 岩体结构面发育时，取表中下限值；4 岩石类别根据天然单轴抗压强度ƒr划分：ƒr＜5MPa为极软岩，5MPa≤ƒr＜15MPa为软岩，15MPa≤ƒr＜30MPa为较软岩，30MPa≤ƒr＜60MPa为较硬岩，ƒr≥60MPa为坚硬岩。
表8.2.3-3 土体与锚固体极限粘结强度标准值注：1 适用于注浆强度等级为M30；2 仅适用于初步设计，施工时应通过试验检验。
4、锚杆(索)杆体与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式的要求：式中：l a——锚筋与砂浆间的锚固长度(m)；d——锚筋直径(m)；n——杆体(钢筋、钢绞线)根数(根)；ƒb——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值(kPa)，应由试验确定，当缺乏试验资料时可按表8.2.4取值。
一、锚索设计承载力钢绞线直径为φ15.24mm 时230kN ，钢绞线直径为φ17.8mm 时320kN ，钢绞线直径为φ21.6mm 时454kN 。
二、锚索设计破断力 钢绞线直径为φ15.24mm 时260kN ，钢绞线直径为φ17.8mm 时355kN ，钢绞线直径为φ21.6mm 时504kN 。
三、按悬吊理论计算锚杆参数：1、锚杆长度计算：L = KH + L1 + L2式中：L — 锚杆长度m ；H — 冒落拱高度m ；K — 安全系数，一般取K=2；L1 — 锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m ； L2 — 锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m ； 其中：H =f B2式中：B — 巷道开掘宽度；f —岩石坚固性系数，砂岩取 ；则L=2、锚杆间排距计算，通常间排距相等，取a ：a =KHr Q式中：a — 锚杆间排距，m ；Q — 锚杆设计锚固力， KN/根；H —冒落拱高度，取m；r —被悬吊砂岩的重力密度，取KN/m3；K —安全系数，一般取K=2；3、锚杆锚固长度计算：L0 = LD21 /（D2-D22）式中：L--锚固剂长度，为500mm。
D--钻孔直径，为32mm。
D1—树脂锚固剂直径，为28mmD2--锚杆内径，为20mm .四、锚索间排距的确定：L=nF2/［BHγ-(2F1sinθ)/L1］式中：L—锚索排距，m；B—巷道最大冒落宽度，m；H—巷道冒落高度，按最严重冒落高度取米；γ—岩体容重，取KN/m3 ；L1—锚杆排距，米；F1—锚杆锚固力，取KN；F2 —单根锚索的极限破断力，取210KN；θ—角锚杆与巷道顶板的夹角，85ｏ；n—锚索排数，取；考虑巷道宽度，间距取米，排距取米，符合理论计算要求。
五、1、锚索长度确定：L=L1+L2+L3+L4 式中L ——锚索总长度L1——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m; L2——需要悬吊的不稳定岩层，取 mL3——上托盘及锁具的厚度，取0.2mL4——需要外露的张拉长度，取0.35m 按GB J86—1985要求2、锚索锚固长度L1按下式确定：L1≥K ×2411f f D 式中 K ——安全系数 取K=2D1——锚索钢绞线直径 取 mmf1——钢绞线抗拉强度， N /mm 2f2——锚索与锚固剂的粘合强度，取10N /mm 23、锚索数目的确定 N=K ×1P W 式中 N ——锚索数目K ——安全系数P1——锚索的最低破断率286.5kNW ——被吊岩石的自重，kN4、W=B ×∑h ×∑r ×D 式中B ——巷道掘进宽度，取最大宽度 m 计算∑h——悬吊岩石厚度，取m∑r——悬吊岩石平均容重kN/m2D——锚索间排距，取不大于锚索长度的1/2 取m。
锚杆、锚索锚固力计算1、帮锚杆锚固力不小于50KN（或5吨或12.5MPa）公式计算：拉力器上仪表读数（MPa X 4=锚固力（KN锚固力（KN - 10=承载力（吨）例：13MPa（拉力器上仪表读数）X 4= 52KN （锚固力）52KN （锚固力）一10=5.2吨（承载力）2、顶锚杆锚固力不小于70KN（或7吨或17.5MPa）公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）X 4=锚固力（KN）锚固力（KN - 10=承载力（吨）例：18MPa（拉力器上仪表读数）X 4= 72KN （锚固力）72KN （锚固力）一10=7.2吨（承载力）3、①15.24锚索锚固力不小于120KN（或12吨或40MPa）公式计算：拉力器上仪表读数（MPa X 3.044=锚固力（KN 锚固力（KN -10=承载力（吨）例：40MPa（拉力器上仪表读数）X 3.044= 121.76KN （锚固力）121.76KN （锚固力）一10=12.176 吨（承载力）4、①17.8锚索锚固力不小于169.6KN（或16.96吨或45MPa）公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）X 3.768=锚固力（KN）锚固力（KN - 10=承载力（吨）例：45MPa（拉力器上仪表读数）X 3.768= 169.56KN （锚固力）169.56KN （锚固力）一10=16.956 吨（承载力）5、①21.6锚索锚固力不小于250KN（或25吨或55MPa）公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）X 4.55=锚固力（KN）锚固力（KN - 10=承载力（吨）例：55MPa（拉力器上仪表读数）X 4.55= 250KN （锚固力）250KN （锚固力）一10=25吨（承载力）型号为：Y CD22-290型预应力张拉千斤顶备注：1、使用扭力矩扳手检测，帮锚杆扭力矩不小于120KN,顶锚杆扭力矩不小于150KN。
2、井下排版填写记录，均填锚固力（帮锚杆50KN顶锚杆70 KN、① 15.24 锚索120KN ① 17.8 锚索169.6KN）。
锚杆、锚索参数计算过程一、锚杆支护参数计算1、锚杆长度计算：L=KH+L1+L2式中：L-锚杆长度； K-安全系数，一般取2；H-冒落拱高度，m;L1-锚杆锚入稳定岩层的厚度，取0.5m;L2-锚杆外露长度,一般取0.1m。
其中：H=B/2f=4.6/（2×4.0）=0.575B-巷道掘进跨度，取4.6m； f-普氏岩石坚固性系数，取4.0。
则：L=2×0.575+0.5+0.1=1.75m ，计算得数为1.75m，所以锚杆施工时的长度取整数值2m。
2、锚杆直径的确定：（1）（巷道断面按4.6m计算）根据材料力学计算锚杆直径为：D=√4.6P/πJb=√4.6×70×103/3.14×380=16.43mm式中：D-锚杆直径，mm； P-锚杆截面载荷，取70KN；Jb-螺纹钢锚杆屈服点，取380MPa。
通过计算得数为16.43mm，所以锚杆施工时的直径取整数值20mm。
（2）（巷道断面按3.2m计算）根据材料力学计算锚杆直径为：D=√3.2P/πJb=√3.2×70×103/3.14×380=13.7mm式中：D-锚杆直径，mm； P-锚杆截面载荷，取70KN；Jb-螺纹钢锚杆屈服点，取380MPa。
通过计算得数为13.7mm，所以锚杆施工时的直径取整数值20mm。
3、锚杆间、排距计算：a=√Q/KHγ=√65.7/2×0.575×24.5= 1.527m式中：a-锚杆间、排距，m;Q-锚杆设计锚固力，Q=16.43f=65.72KN；γ-被悬吊石灰岩的重力密度，取24.5KN/m3。
通过计算得数为0.763m，所以锚杆施工时取间距0.8m，排距0.8m。
二、锚索长度计算：1、(锚索直径按17.8的计算）L=L a+L b+L c+L d=1.575+2+0.1+0.3=3.975m式中：L-锚索长度，m；L a-锚索锚入到较稳定岩层的锚固长度，1.575m;L b-需要悬挂的不稳定岩层厚度，取2m;L c-上托盘及锚具的厚度，取0.1m;L d-锚索外露长度，取0.3m。
锚杆、锚索锚固力计算1、帮锚杆锚固力不小于50KN(或5吨或12.5MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：13MPa（拉力器上仪表读数）×4= 52KN（锚固力）52KN（锚固力）÷10=5.2吨（承载力）2、顶锚杆锚固力不小于70KN(或7吨或17.5MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：18MPa（拉力器上仪表读数）×4= 72KN（锚固力）72KN（锚固力）÷10=7.2吨（承载力）3、Ф15.24锚索锚固力不小于120KN(或12吨或40MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.044=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：40MPa（拉力器上仪表读数）×3.044= 121.76KN（锚固力）121.76KN（锚固力）÷10=12.176吨（承载力）4、Ф17.8锚索锚固力不小于169.6KN(或16.96吨或45MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.768=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：45MPa（拉力器上仪表读数）×3.768= 169.56KN（锚固力）169.56KN（锚固力）÷10=16.956吨（承载力）5、Ф21.6锚索锚固力不小于250KN(或25吨或55MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4.55=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：55MPa（拉力器上仪表读数）×4.55= 250KN（锚固力）250KN（锚固力）÷10=25吨（承载力）型号为：YCD22-290型预应力张拉千斤顶备注：1、使用扭力矩扳手检测，帮锚杆扭力矩不小于120KN,顶锚杆扭力矩不小于150KN。
锚杆的锚固长度设计计算锚杆（索）1.锚杆（索）的作⽤机理⽴柱在荷载的作⽤下，有绕着基地转动的趋势，此时可以利⽤灌浆锚杆（索）的抗拔作⽤⼒来进⾏抵抗。
灌浆锚杆（索）指⽤⽔泥砂浆(或⽔泥浆、化学浆液等)将⼀组钢拉杆(粗钢筋或钢丝束、钢轨、⼩钢筋笼等)锚固在伸向地层内部的钻孔中，并承受拉⼒的柱状锚固体。
它的中⼼受拉部分是拉杆。
其受拉杆件有粗钢筋，⾼强钢丝束，和钢绞线等三种不同类型。
⽽且施⼯⼯艺有简易灌浆、预压灌浆以及化学灌浆。
锚固的形式应根据锚固段所处的岩⼟层类型、⼯程特征、锚杆（索）承载⼒⼤⼩、锚杆（索）材料和长度、施⼯⼯艺等条件，按表1-1进⾏具体选择。
同时，为了更好地对锚杆（索）进⾏设计，以下将对锚杆（索）的抗拔作⽤⼒机理进⾏介绍。
锚杆（索）的抗拔作⽤⼒⼜称锚杆（索）的锚固⼒，是指锚杆（索）的锚固体与岩⼟体紧密结合后抵抗外⼒的能⼒，或称抗拔⼒，它除了跟锚固体与孔壁的粘结⼒、摩擦⾓、挤压⼒等因素有关外，还与地层岩⼟的结构、强度、应⼒状态和含⽔情况以及锚固体的强度、外形、补偿能⼒和耐腐蚀能⼒有关。
许多资料表明，锚杆（索）孔壁周边的抗剪强度由于地层⼟质不同，埋深不同以及灌桨⽅法不同⽽有很⼤的变化和差异。
对于锚杆（索）抗拔的作⽤机理可从其受⼒状态进⾏分析，由图1-1表⽰⼀个灌浆锚杆（索）中的砂浆锚固段，如将锚固段的砂浆作为⾃由体，其作⽤⼒受⼒机理为：锚杆选型表1-1当锚固段受⼒时，拉⼒T 。
⾸先通过钢拉杆周边的握固⼒(u)传递到砂浆中，然后再通过锚固段钻孔周边的地层摩阻⼒(τ)传递到锚固的地层中。
因此，钢拉杆如受到拉⼒作⽤，除了钢筋本⾝需要有⾜够的截⾯积(A)承受拉⼒外，锚杆（索）的抗拔作⽤还必须同时满⾜以下三个条件：①锚固段的砂浆对于钢拉杆的握固⼒需能承受极限拉⼒；②锚固段地层对于砂浆的摩擦⼒需能承受极限拉⼒；③锚固⼟体在最不利的条件下仍能保持整体稳定性。
以上第①、②个条件是影响灌浆锚杆（索）抗拔⼒的主要因素。
锚杆、锚索锚固力计算1、帮锚杆锚固力不小于50KN(或5吨或12.5MPa) 公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：13MPa（拉力器上仪表读数）×4= 52KN（锚固力）52KN（锚固力）÷10=5.2吨（承载力）2、顶锚杆锚固力不小于70KN(或7吨或17.5MPa) 公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：18MPa（拉力器上仪表读数）×4= 72KN（锚固力） 72KN（锚固力）÷10=7.2吨（承载力）3、Ф15.24锚索锚固力不小于120KN(或12吨或40MPa) 公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.044=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：40MPa（拉力器上仪表读数）×3.044= 121.76KN（锚固力） 121.76KN（锚固力）÷10=12.176吨（承载力）4、Ф17.8锚索锚固力不小于169.6KN(或16.96吨或45MPa) 公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.768=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：45MPa（拉力器上仪表读数）×3.768= 169.56KN（锚固力） 169.56KN（锚固力）÷10=16.956吨（承载力）5、Ф21.6锚索锚固力不小于250KN(或25吨或55MPa) 公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4.55=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：55MPa（拉力器上仪表读数）×4.55= 250KN（锚固力）250KN（锚固力）÷10=25吨（承载力）型号为：YCD22-290型预应力张拉千斤顶备注：1、使用扭力矩扳手检测，帮锚杆扭力矩不小于120KN,顶锚杆扭力矩不小于150KN。
锚杆、锚索锚固力计算1、帮锚杆锚固力不小于50KN(或5吨或12.5MPa)公式计算拉力器上仪表读数MPa4=锚固力KN锚固力KN10=承载力例13MPa4= 52KN52KN10=5.2吨2、顶锚杆锚固力不小于70KN(或7吨或17.5MPa)公式计算拉力器上仪表读数MPa4=锚固力KN锚固力KN10=承载力例18MPa4= 72KN72KN锚固力÷10=7.2吨3、Ф15.24锚索锚固力不小于120KN(或12吨或40MPa)公式计算拉力器上仪表读数MPa 3.044= 锚固力KN 锚固力KN÷10= 承载力例40MPa 3.044= 121.76KN121.76KN10=12.176吨4、Ф17.8锚索锚固力不小于169.6KN(或16.96吨或45MPa)公式计算拉力器上仪表读数MPa 3.768=锚固力KN锚固力KN10=承载力例45MPa 3.768= 169.56KN169.56KN10=16.956吨5、Ф21.6锚索锚固力不小于250KN(或25吨或55MPa)公式计算拉力器上仪表读数MPa 4.55=锚固力KN锚固力KN10=承载力例55MPa 4.55= 250KN250KN10=25吨型号为YCD22-290型预应力张拉千斤顶备注1、使用扭力矩扳手检测120KN,顶锚杆扭力矩不小于150KN。
2、井下排版填写记录50KN、顶锚杆70 KN、Ф15.24锚索120KN、Ф17.8锚索169.6KN3、检测设备型号锚杆拉力计型号LSZ200型锚杆拉力计Ф15.24锚索拉力计型号YCD-180-1型预应力张拉千斤顶Ф17.8锚索拉力计型号YCD18-200型张拉千斤顶21.6锚索承载力为504KN。
（二）锚杆（索）设计根据现场地质条件和地形特征，斜坡体由于受到先期构造作用和后期风化作用强烈影响，出露基岩破碎，裂隙发育，且距交通要道较近的特点，拟采用锚杆（索）对局部卸荷裂隙发育、稳定性较差的危岩体进行锚固，以达到加固坡面，抑制风化剥落、崩塌的发生。
通过现场调查及三维激光扫描数据分析，半壁山危岩体主要失稳模式为倾倒式和滑移式。
1.倾覆推力计算：推力计算：式中：k-后缘裂隙深度（m）。
取11.1m；hv-后缘裂隙充水高度（m）.取3.7m；H-后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m）. 取15m;a-危岩带重心到倾覆点的水平距离（m），取3.4m；b-后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m），取6.8m;h0-危岩带重心到倾覆点的垂直距离（m），取7.2m;fk-危岩带抗拉强度标准值（kPa），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4折减系数确定暴雨工况下190kPa;θ-危岩带与基座接触面倾角（°），外倾时取正，内倾时取负值；β-后缘裂隙倾角（°）；K-安全系数取1.5；2.锚杆计算（1）锚杆轴向拉力设计值计算公式：,式中Nak -锚杆轴向拉力标准值（kN）；Na -锚杆轴向拉力设计值（kN）；Htk -锚杆所受水平拉力标准值（kN）；α-锚杆倾角（°），设计取值为15°；γa-荷载分项系数，可取1.30；(2) 锚杆钢筋截面图面积计算公式：锚杆截面积：As-锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积（m2）；ξ2-锚杆抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；γ0-边坡工程重要系数，取1.0；fy-钢筋或预应力钢绞线的抗拉强度标准值（kN），取300N/ mm；(3) 锚杆锚固体与地层的锚固长度计算公式：(4) 锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算公式：锚固段长度按上述两个公式计算，并取其中的较大值。
式中：la-锚杆锚固段长度（m）；frb-锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa）；fb-锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa）；D-锚杆锚固段的钻孔直径（m）；d-锚杆钢筋直径（m）；γ0-边坡工程重要系数，取1.0；ξ1-锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33；ξ3-钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性取0.60，对临时性取0.72；通过计算，得出：;或：;锚杆设计长度均为4m，采用Φ32螺纹钢筋作为锚筋，钻孔直径为110mm，全孔段M30水泥砂浆固结，共计132根；锚索设计长度为12m，采用4根φ15.20-1860钢绞线，钻孔直径110mm，M30水泥砂浆固结，锚固段长度不小于4m，共计30根。
