锚杆、锚索、土钉的区别

一、几个概念：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。一建筑边坡工程技术规范GB50330-2002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。二、区别：土钉与锚杆不同之处有：一、受力机理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；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；二、受力范围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；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。以上说法说的是非预应力锚杆与预应力锚杆（索）的区别。 这个问题论坛里面已经讨论过好多次了，早已经有了明确的结论。二者的本质区别在于工作机理的不同： 土钉是一种土体加筋技术，以密集排列的加筋体作为土体补强手段，提高被加固 土体的强度与自稳能力； 锚杆是一种锚固技术，通过拉力杆将表层不稳定岩土体的荷载传递至岩土体深部 稳定位置，从而实现被加固岩土体的稳定。欢迎大家一起讨论！ 当土体发生一定变形后，土钉随着这个变形而提供抗力，这时受力特性和锚杆一 样。只是它是全长受力。滑烈面所分成的两断受力方向是一样的，均为指向坡内。而锚杆在预应力的作用下，主动受力，始终是对坡体提供指向坡内的抗力，随着 预应力的损失和坡体变形的停止，退化为土钉。因为有些地方的理解不同，土钉墙的土钉如果命名为“土钉”，按预算定额单价是 很低很低的，所以我和一些同行趋向于把它命名为非预应力土层锚杆。这也是一 个不得不注意的问题。仔细看看各类规范是怎么说的：1 锚杆：是一种设置于钻孔内 , 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,它一端与工程构筑物相连 ,另一端锚入土层中,通常对其施加预 应力,以承受由土压力、水压力、或风荷载等所产生的拉力,用以维护构筑物的稳 定.一般由锚头段和锚固段三部分组成，其中锚固段用水泥浆或水泥砂浆将杆体 与土体粘结在一起形成锚杆的锚固体根据土体类型、工程特性与使用要求，土 层锚杆锚固体结构可设计为圆形、端部扩大头型或连续球体型 3 类。2 土钉：用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。通常采取土中钻孔、置 入变形钢筋即带肋钢筋并沿孔全长注浆的方法做成。土钉依靠与土体之间的界面 粘结力或摩擦力，在土体发生变形条件下被动受力，并主要承受拉力作用。土钉 也可用钢管、角钢等作为钉体，采用直接击入的方法置入土中。土钉墙支护适用 于下列土体：可塑、硬塑或坚硬的黏性土，胶结或弱胶结（包括毛细水黏结）的 粉土、砂土或角砾，填土、风化岩层等。1、锚杆支护式是主动支护，土钉、锚喷支护是被动支护；2、土钉一般不施加预应力、锚杆施加预应力；3、土钉应力沿全长都变化，锚杆应力在自由段上相同.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。文字越多，搞得越复杂。 能用一个判据来区分这两个名词么？哪怕是几个判据组成的判定体系也行啊。我先试着列几个：(A) 是否加预应力？ yes-锚杆；no-土钉。(单凭这个判断语句似乎不行。“规范”也仅仅是说，锚杆“一般”“通常”加， 土钉“一般”“通常”不加。)(B) 是否有专门的锚固机构？ yes-锚杆；no-土钉。(单凭这个判断语句似乎也不行。土钉锚固段的注浆算不算锚固机构 呢？)(C) 是否通长注浆？ yes-土钉；no-锚杆。(单凭这个判断语句似乎还不行。 “规范”也仅仅是说，锚杆“一般”“通常” 不通长注，土钉“一般”“通常”通长注。)(D) 是否用在土体中？ yes-土钉；no-锚杆。(似乎仍然不行。规范、手册中可都没有这么说过，不就有有土层锚杆一 说么？) 你认可哪个判据呢？ 或者说还有什么其他判据或者判法呢？欢迎补充。(A) 是否加预应力？ yes-锚杆；no-土钉。 目前土钉往往施加部分预应力，军工标准上就提倡施加。所以，施加预应力不一定是锚杆，但锚杆还没有不施加预应力的。(B) 是否有专门的锚固机构？ yes-锚杆；no-土钉。 没有锚固机构当然无法施加预应力。(C) 是否通长注浆？ yes-土钉；no-锚杆。 现在不管是锚杆还是土钉，一般都是“全长”注浆，但全长注浆与是否有自由段没有关系。(D) 是否用在土体中？ yes-土钉；no-锚杆。 土体中用叫“土钉”，岩体中用叫“岩钉”，但一般不这样叫，因“岩”和“土”本来就没有本质的差别。锚杆当然有“土层锚杆”和“岩石锚杆”。边坡支护一般用钢绞线代替钢筋，应该叫预应力锚索。土钉实际上是一种挡墙的形式，加密土体后提高了土体自身的强度。锚杆则相当 于是外部施加的荷载。土钉和锚杆在做法上有很大不同的:土钉一般间距为1.01.6m。长度则为边坡或基坑高度的1.1-1.3倍。锚杆一般间距为2.53m。且设有立柱，压顶梁等，长度则为锚固段大于等于3m。目前确实有很多人将二者混淆，方案评审中比比皆是，包括一些院校的老师都这 样！但这些规范上都有规定的，不能胡乱来，自造术语是不行的，什么 “土钉锚 杆”、“非预应力土钉”等都是自己杜撰的。而“锚管”、“复合土钉墙”、“自钻式锚杆” 等这些术语却是规范的。我倒觉得有人把土钉叫做“非预应力土层锚杆”并无什么不妥，没有与任何规范中 任何一条相抵触。（1）土钉也必须穿过潜在滑裂面，锚到稳定土体中，有锚固作用。虽无专门的 锚固机构，但注浆就起着锚固作用，正如建筑基坑支护规程中土钉的抗拉承 载力计算所体现的。不能说埋了药包就叫锚杆，没埋药包就叫土钉。（2）土钉有“加固”、“补强”作用，或者说“加筋”效应。但是，这个观点目前还停 留在概念化层面，表现仅有土钉间距的经验性条文。“加固”的什么？哪本规范用 加固的C、屮进行土钉计算了？人们看到的，倒是都算了锚固力。锚杆和土钉受力不同，一般情况下，运用土钉的边坡变形都比用锚杆的大，锚杆可以限制变形，运用锚杆构造上也有限制，比如 1.5 倍基坑深度，间距一般为 2。5m。在武汉可以设计为1.5m，感觉土钉相当于加筋，增强土钉长度范围内土体的整体性。锚杆不一定是主动受力吧？预应力才是主动受力吧，非预应力应该是被动受力。如果没有加预应力的话就应该是被动的，个人理解。土锚在基坑用的多，锚杆和锚索在边坡的防护中用的多。施加预应力的是锚索，有几股钢绞线组成； 岩质边坡中很多锚杆是不加预应力的，我觉得跟土钉没什么区别，很多计算软件中也没用区分开。以规范说的为标准 土钉可被视为小尺寸的被动锚杆（全长粘结型） 所以可以说 土钉属于锚杆的一种 都是通过杆件的拉力加强土体的整体稳定性。两者的区别：（1 ）土钉是采用密集的短锚杆，计算体系类似重力式挡墙；（2）锚杆是和土体分开的，只计算锚固力；（3）土钉做内部检算时要选择合理的设置间距时也要计算土钉的抗拔，这时计算破裂面为控制；锚杆的计算画面以滑动面为控制。土钉与锚杆的机理是不同的，土钉是通过增加土体自身稳定性进行支护的，在土 体不发生变形的情况下土钉是不受力的。锚杆是通过锚杆的拉力是来保持土体的 稳定，是主动受力，也看可以提前施加预应力，土钉是不可以的。既然要从是否施加预应力来区分，能不能这样理解呢？土钉就是单纯抵抗滑动面 上的剪切力，而锚杆通过增加接触面压力增大对剪切的抵抗作用，就像简单的接 触面有摩擦力时小木块的滑动，一个是自重，一个是自重加垂直于接触面的外压 力。两者的主要区别就在于主动与被动方面的。实际上两者基本是一回事，在土层内称土钉，在岩体内称锚杆。喷锚支护指的是用锚杆与喷射混凝土面层共同支挡岩土使其保持稳定的一 种支护体系。喷锚支护的面层结构，一般是由钢丝网外加喷射混凝土组成的具有 一定强度的柔性保护层。在基坑支护中锚杆的一端锚拉于稳定的土体上，另一端 锚固于喷射混凝土面层结构上。一般分为预应力锚杆（索）与非预应力锚杆两类。土钉墙是指以短而密的土钉置入坑壁土体中，将土体加固成为一种自稳定挡 土结构的支护体系。土钉墙往往也外加钢丝网并喷射混凝土保护层。土钉一般可 分为打入式和钻孔注浆式两类。土钉墙与喷锚支护有很多相似之处，特别是以喷射混凝土面层做保护层的钻 孔注浆式土钉墙，施工工艺上与喷锚支护也相似。如均有喷射混凝土面层，均为 钻孔注浆式，均属于柔性支护，都是边开挖边支护等。从表面上看土钉与非预应 力锚杆好象只有长短与疏密之分，但其构造与作用机理是完全不同的。因此，两 种支护型式的设计方法也不相同。按李广信教授的话，土钉是树上的鸟巢，锚杆是树上一根线挂着一个鸟巢。其实很大程度是人的主观认识角度不同，现在也有土锚杆，采用全长粘结， 和土钉无论是施工方法还是结构构造几乎相同。说锚杆也可以，说土钉也可以。一定要说出不同的话，从土钉角度，认为杆件的抗拉性能在土体里面改善了 土体力学特性，与土结合在一起形成一种新的材料，从而对土体进行了加固；而 锚杆角度认为，锚杆了抗拉性能支撑了土体的下滑，从而使土体稳定。可以说土钉更符合结构和岩土体共同作用的先进理念。但在工程中，往往还 是按照荷载-抗力的思路进行设计。现在习惯将简单问题复杂化，其实从字面上理解，土钉就是钉在土里的一根钉子， 最早应该是将钢筋直接打入土层内，后来吸取锚杆做法，进行注浆，因此也可叫 土层锚杆；锚杆重点在锚固，因为土的锚固力很小，所以，一般在岩体内。上面的讨论看来没有抓住问题的实质，锚杆的抗力主要通过锚固获得，土钉则通 过摩阻获得；锚杆主要受拉，土钉则是抗剪。至于两者的间距、长度、钢筋种类 等等没有本质区别。1、土钉摩阻的作用是什么？滑动去内，通过摩阻使钉土相互作用，使其保持 一定的整体性。但稳定区内，正是通过摩阻获得锚固力，这一点与锚杆的锚固并 无本质区别。2、土钉抗剪？理论上似乎说得过去。但是哪个规范上用抗剪来计算土钉呢？区别：（1）土钉比较短，较密集，且全长注浆；土层锚杆比较长，比较稀疏，且严格 区分自由段和锚固段。（2）土钉支护体系中的超前支护，是经过加固的土体（水泥土搅拌桩），一般 不承受水土压力；桩锚结构中的承力结构为刚性的排桩式挡墙，靠其承受土压 力。（3）土层锚杆均需施加一定的预应力；而土钉一般不必施加预应力。（4）土钉支护系统中，面层为柔性结构；而排桩为刚性体。（5）土钉支护中的土钉布置通常上长下短；而土层锚杆布置通常上排较短，而 下排较长。（6）破坏形式：复合土钉支护通常是整体滑移破坏；而桩-锚结构通常为向前倾 破坏（锚杆被拔出或拉断）。土钉可被视为小尺寸的被动式锚杆（passive an chorages）预应力问题：注浆式锚杆是在锚杆设置后施加预应力，以防止支挡结构产生位移；土钉一般不施加或施加相对来说很小的预应力，要求产生有限的位移，以使 其摩阻力得以充分发挥。粘合长度：土钉在全长与土体完全粘合；锚杆只是在 其末端的有效锚固长度范围内才作为受力段与周围土体接触。设置密度：土钉 采用高密度设置方式，一般为 0.5-2.0m2 设置一根，因而即使一根土钉单元失效， 对坡体的稳定性也不会产生影响，从受力作用考虑，对土钉施工定位精度要求比 锚杆力低。工作机理：预应力注浆锚杆将库伦破裂面前的主动区作为荷载，通 过锚杆传至破裂区后的稳定区内：土钉是根据新奥隧道(New Austrian Tuneli ng Method)理论为基础，在加筋杆作用下把潜在滑裂面前的主动区的复合土体 现为具有自撑能力的稳定土体，以阻止土体侧向位移，支承未加筋域土体的侧压 力，保证土坡的整体稳定性。承受荷载：锚杆可承受的荷载达100kN以上， 其端头部的构造较土钉复杂，以防止面层冲切破坏，土钉一般不需要很大的承载 力，单根土钉受荷一般在 100kN 以下，面层结构较简单，利用喷射混凝土及小 尺寸垫板即可满足要求。施工规模：单根锚杆的长度一般较长，多在15-45m 范围内，需用大型机械进行施工，土钉相对而言施工规模较小。锚杆施加预应力 土钉没有 锚杆密度比较小，比较长 土钉密度比较大 短 锚杆面板受力 土钉面板不受力锚杆是通过预先提供预应力 主动受力 土钉被动受力 土体要破坏了 土钉才受力是喷锚还是土钉，说实话，这样的术语本身的讨论没有太大的实用价值，就像给孩子起名，叫什么不是叫 啊。 我的理解，只是矿业引入了“喷锚”一词，建筑行业引入了“土钉”一词带来的打架。矿业的喷锚起初只用在巷 道工程中，也就是新奥法；但前面也有人提到了新奥法就是土钉的老爸，可见喷锚、土钉并没有本质区别 讨论到第1 4页还能看到25楼的 4个判据各有市场：(A) 是否加预应力？(B) 是否有专门的锚固机构？(C) 是否通长注浆？（D）是否用在土体中？ （E）没有区别但这丝毫并不影响它们在工程中的继续应用，只是在评审会上多了一番口舌而已。大家都希望这种术语多造成的争论早点终结。值得注意的是：一些设计者片面地强调土钉的所谓“整体性”，而不把土钉与锚杆 共有的锚固性质放在心上，设计长度很短（不知道他门是怎么计算的），造成施 工中遇到水等不利影响时，土钉大面积整体拔出，基坑壁或边坡坍塌。当前土钉设计中，“整体性”不难做到，按规范构造要求小间距加钉面层即可。 但是，土钉整体性的稳定是建立在锚固的基础上的，也就是说土钉必须穿过潜在 滑裂面，锚到稳定土体中。当然，也还会有人把这种效果解释为提高了边坡的整 体抗剪强度，但目前“抗剪提高法”（姑且这么叫）还没见到有成熟的算法，“锚固 法”计算还是用得最为广泛。锚杆和锚索的锚固原理是一样的，只是1. 张拉的材料不一样：锚索的受拉筋是用钢绞线制作（锚索通常为05.2的 钢绞线），锚杆受拉筋是用高强度精轧螺纹钢筋或钢管（锚杆通常为06-36的 螺纹钢）。2. 用途不一样：通常锚索应用在大吨位锚固工程，由于锚索受力较大，需要 施加预应力的，因此它是主动受力，多应用于已出现变形或对变形要求严格的工 程部位，如滑坡体治理，常常作永久性锚固工程。锚杆通常应用在锚固力要求不 高的小吨位锚固工程，如隧道四周的发散锚杆,边坡防护的喷锚支护等，一般不 需要施加预应力（有时也会施加很小的预应力），因此它是被动受力，只有当被 锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固力。多应用于一些临时加固工程或防护 工程。此外，锚杆的抗拔力不如锚索。3. 处理的长度不一样：锚索长度一般在20 50米（通常在20-30米），锚杆 则不到20米（通常在3-12米）。4. 处理的成本不一样：锚索较贵一般300500元/延米（单价与钢绞线的束 数有关），锚杆较便宜一般50元左右/延米（单价与钢筋的根数及直径有关）。锚杆和锚索的区别很大,1、锚杆主要是采用钢筋制作，锚索采用钢绞线;2、锚杆一般都是全断面注浆，全断面受力，锚索则是有自由端和锚固段，只有锚固段受力；3、锚杆是被动的受力体系（也有预应力锚杆例外），锚索是主动受力体系;4、锚杆吨位一般比较小，而锚索的吨位比较大;5、锚杆主要用于浅层加固，锚索则用于深层加固；6、二者的共同点都是属于柔性防护。楼上说的锚杆是不是土钉呢？两者并没有很大的区别。通常我们讲锚杆指的是用钢筋作为受拉材料，而锚索是 指用钢绞线作为受拉材料。设计拉力较大时，通常用锚索；而当设计拉力较小时， 一般就用锚杆土钉为全断面注浆，锚杆应该也分自由段、锚固段，另外就是采用的拉杆不同， 一种是钢筋、一种是钢绞线。实际施工中锚杆没见过有自由段，都为全断锚固的，锚索才有分。锚索实际也归属于锚杆的,都区分自由段和锚固段等等，只是用钢绞线制作的锚 杆大家通常称为锚索。无论锚杆或锚索在施工工艺上都能做到自由端和锚固端，就看你想不想去做而 矣。锚杆和锚索同属一类，分自由段和锚固段，需要施加预应力。属于主动受力类 型。 土钉不分自由段和锚固段，土体变形才引起土钉受力。其实锚杆和锚索在施加都需施加预应力， 锚杆也有自由段，虽然锚杆全断面注 浆，但在锚杆自由段，一般采用pvc管之类的管材，套在自由段钢筋上，以便自 由段不受力，所以在受力方面，锚杆完全同于锚索。锚杆与锚索两者只是量的区别，不是质的区别，只是张拉介质不同。锚索的受拉 件是钢绞线制作，锚杆是高强度精轧螺纹钢筋为主钢，通常锚索应用在大吨位锚 固工程。锚索的受拉筋是用钢绞线制作，锚杆是用钢筋或钢管。通常锚索受力较大，还要 加予应力，受力形式分锚固段和自由段，可以用作永久性锚固工程。锚索是锚杆 的一种，土丁也是。在国内，一般情况下，锚索是需要施加预应力的，因此它是主动受力，多应用于 已出现变形或对变形要求严格的工程部位；锚杆则一般不施加预应力（有时也会 施加很小的预应力），因此它是被动受力，只有当被锚固岩土体发生一定变形时 它才发挥锚固力。此外，锚索长度一般在20 50米，锚杆则不到20米。在国 际上，锚索只是锚杆的一种类型。预应力锚索框架梁支护结构采用对预应力锚索施加的预应力将滑动岩土体与稳定岩体紧密连结为一体，增加岩土体各层面的抗滑力，同时又通过坡面上框架梁 将各个锚索有效地连成一个整体，形成一个由表及里的加固体系，进而达到防止 整体边坡失稳的目的，是一种新型的抗滑结构20。预应力锚索框架梁支护体系作用机理：预应力锚索框架梁体系中，将锚索锚固到框架上，锚固力首先作用于框架，然后 通过框架传递给岩土体，从而在岩土体中产生附加应力，调整岩土体内应力环境， 起到加固边坡的目的。框架梁除表层固坡作用外，还有传力作用。如果单独使用预应力锚索进行边坡加 固，锚索拉力过大会引起表层坡体的变形，甚至破坏，而坡体过大的变形又会导 致锚索预应力的损失。将预应力锚索与框架梁结合，框架梁起到锚墩的作用，由 于框架梁与坡面的有效接触面积大，坡体在锚索作用下的变形能得到限制。一般情况下，锚杆或土钉用于加固深度较小的情况，而锚索加固深度可以很大。