某工程桩锚结构设计采用一排锚杆，初始条件为锚杆水平拉力设计值Td为400kN，自由段长度取lf=6m,直径d=150mm,倾角θ=20。从锚头算起，锚杆穿过的土层的参数分别为：第一土层为黏性土，层厚h1=3m，IL=0.5；第二土层粉细砂，层厚h2=5m,状态为中密~密实。采用二次灌浆工艺，根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—1999)表4. 4. 3取摩阻力值，二次注浆后摩阻力提高按20%考虑。问经计算，锚杆长度为（ ）m。
- A. 17.5
- B. 20.5
- C. 22.0
- D. 25.6
正确答案及解析
正确答案
解析
锚杆总长度I的计算公式为：l=l1+lm1+lm2。据题意具体分析如下：
①在黏性土中的锚杆长度为：h1/sinθ=3/sin20°=8.77m，则在黏性土中的锚固段长度为:lm1=8.77-lf=8.77-6 =2.77m。
②根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—1999)表4. 4. 3，锚杆极限摩阻力qsk取值分别为：a.当为黏性土时，IL=0.5，极限摩阻力qsk1=53kPa，提高系数为1.2；b.当为粉细砂时，中密~密实，极限摩阻力qsk2=63kPa，提高系数为1.2。在黏性土中的提供的轴向设计承载力的计算公式为：Nu1=π×d×qsk1×1.2×lm1/ys。取ys=1. 3,则：
Nu1=π×d×qsk1×1.2×lm1/ys=3.14×0.15×53×1.2×2. 77/1. 3 =63.8kN。又因要求的锚杆受力承载力设计值
Nu=Td/cosθ=400/cos20°=425.7kN，则在粉细砂层中的需要的锚固段长度为：
lm2=（Nu-Nu1)×ys/（π×d×qsk2×1.2）
=（425.7-63.8）×1.3/(3. 14×0.15×63×1.2) =13.21m
③锚杆总长度为：l=lf+lm1+lm2=6 +2. 77 +13.21=21.98m≈22.0m。
