土钉和锚杆有什么区别？

土钉与锚杆的区别~

土钉与锚杆有什么区别，怎样具体辨别出来？要解决这个问题，首先我们得知道，啥叫土钉，啥叫锚杆。根据《建筑边坡工程技术规范》一书给出的定义，所谓锚杆，是指将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时，也可称为锚索。


而所谓土钉，根据林宗元注编的《岩土工程治理手册》一书介绍，它是一种基于新奥隧道法原理，在天然边坡或开挖形成的边坡、基坑原位岩土体中近于水平设置加筋杆件并沿坡面设置混凝土面层，使整体土工系统的力学性能得以改善从而提高边坡、基坑稳定性的原位加筋技术。土钉可被视为小尺寸的被动式锚杆“部份类似于全长粘结型锚杆”，分为钻孔注浆钉与击入钉两种，土钉材料为角钢、圆钢、钢筋或钢管。


那么，怎样具体辨别出来土钉与锚杆呢？首先看他们的受力机理。土钉是被动受力，即土体发生一定变形后，土钉才受力，从而阻止土体的继续变形。但锚杆是主动受力，即通过对锚杆时间预应力，在基坑未开挖前就限制土体发生过大变形。其次看它们的受力范围。土钉是全长受力，不过受力方向分为两部分，潜在滑裂面把土钉分为两部分，前半部分受力方向指向潜在滑裂面方向，后半部分受力方向背向潜在滑裂面方向。锚杆则是前半部分为自由端，后半部分为受力段，所以有时候在锚杆的前半部分不充填砂浆。 一般而言，土钉属土体加筋范畴，锚杆则属于岩土锚固范畴。土钉的使用一般是依靠土钉群产生加筋效果，密度大于锚杆；而锚杆则个体的作用体现的较大。

最后，它们的工作机理也是不一样的。锚杆作为桩、墙等挡土构件的支点，将作用于桩、墙上的侧向土压力通过自由段、锚固段传递到深部土体上。除锚固段外，锚杆在自由段长度上收到同样大小的拉力；但是土钉所受的拉力沿其整个长度都是变化的，一般是中间大，两头小，土钉支护中的喷混凝土面层不属于主要挡土部件，在土体自重作用下，它的主要作用只是稳定开挖面上的局部土体，防止其崩落和受到侵蚀。土钉支护是以土钉和它周围加固了的土体一起作为挡土结构，类似重力式挡土墙。另外，锚杆的设置数量通常有限，而土钉则排列较密，在施工精度和质量要求上都没有锚杆那样严格。当然锚杆中也有不加预应力并沿通长注浆和土体粘结的特例，在特定的布置情况下，也就过渡到土钉上了。

一、相关定义 F-g7*  M }H7`
,@I        锚杆：将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时，也可称为锚索。-《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002 4NN81~v 4  {TWgR2?{C        土层锚杆：锚固于土层中的锚杆。-《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002 5YQq*$|'+                            由设置于钻孔内、端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。-《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99 /P8`)?f~y        岩石锚杆：锚固于岩层内的锚杆。-《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002 EXrOP]Kl  5ZPe=SQ{        系统锚杆：为保证边坡整体稳定，在坡体上按一定格式设置的锚杆群。-《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002 eL7rX"!                            为使围岩整体稳定，在隧洞周边上按一定格式布置的锚杆群。-《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001 %L^S;v3  2qY+-yOEt        锚固：利用锚定在洞室围岩或岩体边坡中的锚杆来加固岩体的工程措施。-《岩土工程基本术语标准》GB/T 50279-98  L,QAE)S'a  BU|bo")        锚杆挡墙：用水泥砂浆把钢杆或多股钢丝索等锚固在岩土中作为抗拉构件以保持墙身稳定，支挡土体的挡墙。《岩土工程基本术语标准》GB/T 50279-98 <<Fk[qMA  
e?&4;        土钉墙：采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面组成的支护结构。-《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99 bN#)F    +bj[.        土钉：是一种基于新奥隧道法原理，在天然边坡或开挖形成的边坡、基坑原位岩土体中近于水平设置加筋杆件并沿坡面设置混凝土面层，使整体土工系统的力学性能得以改善从而提高边坡、基坑稳定性的原位加筋技术。-《岩土工程治理手册》林宗元注编，2005年10月第1版 f y|Ae  bB^SD] }C        土钉可被视为小尺寸的被动式锚杆“部份类似于全长粘结型锚杆”，分为钻孔注浆钉与击入钉两种，土钉材料为角钢、圆钢、钢筋或钢管。-《岩土锚固技术手册》闫莫明、徐祯祥、苏自约主编。其后二个参与了《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001的编写。 sf|[oD  D [#1~M  ]0HlPP:2  二、受力机理 .<|7BHL  "[.adiw        1）土钉是被动受力，即土体发生一定变形后，土钉才受力，从而阻止土体的继续变形； h5bQ        2）锚杆是主动受力，即通过对锚杆时间预应力，在基坑未开挖前就限制土体发生过大变形； O;qerE?i`  B6gSt3w.  三、受力范围 g`jO  3wEVjT-        1）土钉是全长受力，不过受力方向分为两部分，潜在滑裂面把土钉分为两部分，前半部分受力方向指向潜在滑裂面方向，后半部分受力方向背向潜在滑裂面方向； oEE*H2l\        2）锚杆则是前半部分为自由端，后半部分为受力段，所以有时候在锚杆的前半部分不充填砂浆。 a X>bC-
 o;XzJ#P  ZB'/DO=i        一般而言，土钉属土体加筋范畴，锚杆则属于岩土锚固范畴。土钉的使用一般是依靠土钉群产生加筋效果，密度大于锚杆；而锚杆则个体的作用体现的较大。

土钉和锚杆的作用有点相同,都是用于护坡,只是土钉护坡深度浅一些.锚杆的作用更大一些,在深基坑中锚杆与护坡桩共同作用,能很好的起到保护边坡稳定.土钉在一些稍浅的基坑中与钢网相连然后喷上水泥浆,形成整体来稳定边坡土.

土钉分为土钉墙和土钉支护。
土钉与锚杆总体上说，都是解决建、构筑物基础问题的可供选择的手段之一。它们的区别主要是：锚杆主要为锚固机制，土钉墙主要为加固机制，而土钉支护则为加固基础上的锚固机制

简而言之，土钉-注浆加筋技术应用于土层的被动式支护形式；锚杆-注浆加筋技术应用于多种地层（岩层应用情形较多）的主动式支护形式，进入工作状态前一般要对杆体施加张拉预应力。

土钉只有在土体发生变形时，杆体中才会产生拉力，由于未施加外部张拉力，根据灌浆体（锚杆中的锚固体）的静力平衡，必然存在一个浆-土界面剪应力中性点（土体变形有无的分界点，即滑裂面），将土钉全长受力分为pick-up和anchor两段，类似于岩石隧道灌浆支护锚杆的承载机理，如图1。

因此，当土层锚杆为全长粘结（无自由段）且无张拉预应力的情形下，不妨当作土钉来理解。

锚杆则无论岩土层是否发生变形，其杆体因为在锚头施加的外部张拉力而处于受拉状态，拉力通过锚固体-岩土体界面剪切应力传递到周边岩土层中改变岩土体的应力条件，从而约束岩土体的变形，如图2所示。因此，施加张拉力的锚杆一般都是在岩土体潜在滑裂面前设置不灌浆的自由段，滑裂面之后设置灌浆的锚固段，不会形成上图中全长粘结式锚杆的自平衡状态。

工程实践中，土钉布设密度与锚杆布置密度的差别，以及各自支护体系组成的不同，也都是是由二者不同的承载机理决定的。

图1引自-Ma等, 2016, A numerical model of fully grouted bolts considering the tri-linear shear bond-slip model, Tunelling and Underground Space Technology, 54:73-80.

图2引自-Ivanovic等, 2009, Modelling of debonding along the fixed anchor length, INT J R Mech Min Sci, 46:699-707.

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