(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210721545.6 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 上海地固岩土 工程有限公司 地址 200086 上海市虹口区海 伦路306弄4 号502室 (72)发明人 张继红　 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种竖向锚定筒 锚固结构承载力计算方法 (57)摘要 本发明涉及基坑与边坡支护工程领域中的 一种竖向锚定筒锚固结构 承载力计算方法， 主要 步骤包括： a)确定围护桩两侧土压力等值点D点； b)计算通过D点的土体理论直线滑动面AD面； c) 确定穿过地表与 围护桩(或墙)相 交线的坑外被 动区理论直线滑动面 OF面， 确定OF面与AD面或开 挖面的相交线E线； 确定穿过D点的坑外被动区理 论直线滑动面DC面； d)计算F点的被动土压力 ppFk， 计算E线被动土压力ppEk； 用ppFk作为CD段土 体抗力， E线以上及C点以下的土体抗力取为0， 并 将EF段与FD段按照线 性分布计算土体抗力， 从而 确定锚定筒承载力， 本发明采用图解法计算， 解 决了在开挖条件 下， 难以通过试验确定承载力的 锚定筒承载力计算难题， 计算速度快， 精度高。 权利要求书1页 说明书7页 附图5页 CN 115168944 A 2022.10.11 CN 115168944 A 1.一种竖向锚定筒锚固结构承载力计算方法， 包括以下步骤： a)根据基坑挖深与土层物 理力学特征， 计算基坑外侧的主动土压力与基坑内侧的被动 土压力， 确定围护桩(或墙)两侧土 压力的等 值点(标记为D点)位置与深度； b)计算在不考虑围护 桩(或墙)作用下经过步骤a)确定的等值点(D点)的土体理论直线 滑动面(标记为AD面)； c)确定坑外锚定筒向坑内移动时， 穿过地表与围护 桩(或墙)相交线的坑外被动区理论 直线滑动面(标记为OF面)， 并将OF面与锚定筒的交点标记为F点， 确定OF面与水平面的夹 角， 确定OF面与步骤b)中确 定AD面或开挖面的相交线， 将相交线位置标记为E线； 确 定坑外 锚定筒向坑内移动时， 穿过步骤a)中确定的等值点(D点)的坑外被动区理论直线滑动面(标 记为DC面)， 并将滑动面DC面与锚定筒的交点标记为C点； d)计算步骤c)中确定的F点深度 位置的被动土压力， 标记为ppFk； 计算步骤c)中确定的E 线深度位置被动土 压力， 标记为ppEk； e)将步骤d)中计算的F点深度 位置的被动 土压力ppFk作为步骤c)中确定的C点深度至步 骤a)中确 定的D点深度段作用在锚定筒上的地基土抗力， 用F点深度位置的被动土压力ppFk 作为被减 数， 用D点与F点深度差除以D点与E线之间的深度差所得的商 再乘以步骤d)中计算 的E线深度位置被动土压力 ppEk作为减数， 将计算差值作为地基土作用在 锚定筒F点的抗力， 并将E线深度及以上与C点深度及以下作用在 锚定筒上的地基土抗力取值为零， 且将 E线与F 点及F点与D点之间作用在 锚定筒上的地基土抗力按照线性分布计算， 通过作用于锚定筒 上 的地基土抗力计算锚定筒承载力极限值。 2.根据权利要求1所述的竖向锚定筒锚固结构承载力计算方法， 其特征是在上述步骤 e)中， 当计算的锚定筒承载力极限值大于锚定筒竖向抗拔承载力确定的锚定筒承载力时， 用锚定筒竖向抗 拔承载力推算的锚定筒承载力作为锚定筒承载力极限值。 3.根据权利要求1所述的竖向锚定筒锚固结构承载力计算方法， 其特征是在上述步骤 b)与步骤c)中， 对于成层土地基， 用等代土体内摩擦角进 行计算， 等代土体内摩 擦角的值取 为各相关土层的内摩擦角按厚度加权计算 值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115168944 A 2一种竖向锚定筒锚固 结构承载力计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及基坑与边坡支护工程领域中的一种竖向锚定筒锚固结构承载力计算 方法。 背景技术 [0002]利用深层土体提供抗拉承载力是土木、 水利工程中所使用的重要设计施工方法， 主要应用包括基坑与边坡工程中的锚杆技术、 锚定板技术、 抗拔基础、 锚锭及其他需要提供 抗拉承载力的基础形式。 其中锚杆技术的核心思想是将细长的杆体打入深层岩土体中， 通 过杆体、 锚固体与岩土体的连接提供抗拉承载力， 并通过杆体传递。 锚杆技术施工速度快、 造价低， 在土木、 水利工程应用十分广泛。 锚杆主要以侧摩阻力提供抗拔承载力， 也有扩孔 锚杆技术， 即在 锚杆中设计扩孔段， 提供部 分端阻力作为抗拔承载力的一部 分。 但锚杆技术 存在如下问题： (1)锚杆需要承 载力高的锚固岩土层， 在软土中难以使用； (2)锚杆需要占用 较大范围的地下 空间范围， 使锚杆技术应用受限； 虽然目前已研发有多种可回收锚杆， 仍存 在临时占用地下空间范围大， 回收率低， 回收操作的施工空间狭小、 回收施工困难、 造价高 等问题， 锚杆在很多工程应用中受 限。 为了提高锚杆承载力， 在回填土中预埋板状构件， 并 利用抗拉构件传递板状构件提供 的抗拔承载力， 在土木工程中称之为锚定板结构。 锚定板 结构承载力高， 但 抗拉构件与锚定板需连接后埋置土体中， 因此， 一般仅在回填土中具有应 用可能。 另外， 抗拔桩主要利用岩 土体与桩身之间的摩 擦力提供抗拔承载力， 各种形式的扩 底抗拔桩利用扩大头提高了抗拔桩的抗拔承载力， 但对深层岩土体的抗拔承载力的利用仍 不充分。 如何更好利用深层岩 体或土体的抗拔承载潜力， 如何彻底消除施工完成后， 岩 体或 土体中无用的固体残留， 净化地下 空间， 实现固体材料的回收再利用， 具有重大的工程 实践 意义与环保效益。 另外， 岩土锚固工程领域需要提供巨大的水平或斜向拉力， 如吊桥的锚 锭、 高耸结构的抗倾覆、 抗滑移， 大坝的抗滑移、 抗倾覆 等。 提供可靠度高、 锚固力大、 造价低 的锚固结构在岩土锚固工程领域有广阔的应用前景。 本发明人于2021年提出了一种锚定筒 锚固结构(专利申请号： 2021106762672)， 提出锚定筒锚固结构的构造与施工方法。 该种锚 定筒锚固结构包括被锚固构件、 锚定筒、 受拉构件、 被锚固构件连接、 锚定筒 连接五部 分， 其 中的被锚固构件为需要拉力作用的构件， 锚定筒 是为锚定筒连接提供施工操作面的中空管 状构件， 受拉构件为埋设于岩体或土体中的一端与被锚固构件连接且另一端与锚定筒连接 的具备抗拉承载力的构件， 锚定筒位于岩 体或土体中， 锚定筒 是提供锚固力的构件， 受拉构 件在岩体或土体中穿越锚定筒的侧壁并延伸至锚定筒的中空部位， 被锚固构件连接为将受 拉构件与被锚固构件牢固连接的构件或构件组合， 锚定筒连接为将受拉构件与锚定筒牢固 连接的构件或构件组合。 竖向锚定筒锚固结构是一种常用的结构形式， 时指锚定筒为竖向 放置于岩土体中的一种锚定筒锚固结构。 该种锚固结构的承载力计算直接 关系到工程安全 与造价， 目前尚无切实可用的研究成果。 比如， 在基坑支护中， 由锚定筒提供锚固承载力时， 基坑处于开挖状态， 锚定筒位于基坑外侧土坡中， 承载机理复杂， 岩土体提供的支撑力影响 因素多， 包括地基土性质与分布、 基坑开挖与挡土构件的影响、 锚定筒构件与岩土体的相互说　明　书 1/7 页 3 CN 115168944 A 3