支擋結(jié)構(gòu)中錨桿支護(hù)受力機(jī)理及施工中應(yīng)注意事項(xiàng)

支擋結(jié)構(gòu)中錨桿支護(hù)受力機(jī)理及施工中應(yīng)注意事項(xiàng)作者劉先國近年來，隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是高層建筑的發(fā)展，深基礎(chǔ)運(yùn)用越來越來廣泛，支擋結(jié)構(gòu)在工程中的運(yùn)用亦越來越多，并且支擋結(jié)構(gòu)對工程施工的安全性和經(jīng)濟(jì)性影響亦日漸重大。支擋結(jié)構(gòu)的形式：支擋結(jié)構(gòu)的形式一般有：擋土墻、擋土樁（木樁、型鋼樁、砼樁）、錨樁支護(hù)；從材料上分為：毛石砌筑、毛石砼、素砼、鋼筋砼、木樁、水泥攪拌樁、型鋼水泥攪拌墻（SMW）、鋼板樁等。支擋結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理分析支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計受力分析主要是運(yùn)用庫侖理論、朗金理論，支擋結(jié)構(gòu)主要是受到所擋土層的水平作用力作用。水平作用于支擋結(jié)構(gòu)的土壓力有主動土壓力、靜止土壓力和被動土壓力三種：主動土壓力：Eu=γh2Kd—2ch+靜止土壓力：Eo=γh2Ko被動土壓力：Ep=γh2Kp—2ch式中：γ為土的重力密度，h為基坑深度，c為粘聚力，Ko、Kd、Kp分別為土的靜止土壓力系數(shù)、主動土壓力系數(shù)和被動土壓力系數(shù)，該三種受力形式在設(shè)計和施工中應(yīng)區(qū)別對待，不能混淆。一般來說，如果基坑側(cè)邊距相鄰建筑物很近，基坑開挖后不允許基坑頂面產(chǎn)生水平位移，則這種支擋結(jié)構(gòu)所承受的水平推力屬于靜止土壓力；如果基坑頂面允許水平位移，則隨著水平位移的增大，支擋結(jié)構(gòu)側(cè)的土壓力逐漸降低，土體內(nèi)最大剪應(yīng)力面上的抗剪阻力發(fā)揮到限值，則靜止土壓力降到主動土壓力值，水平位移發(fā)展到一定程度時，滑動土楔由靜摩阻力過渡到滑動摩阻，土顆粒間粘聚力消失，抗滑力減少；在無限制水平位移要求時，支擋結(jié)構(gòu)與土體摩阻力的合力來平衡土的水平推力，如果支擋結(jié)構(gòu)與土體摩阻力的合力不能平衡土的水平推力，就須附加其他的約束來平衡土的推力，限制土體的水平位移，否則土體是處于不安全狀態(tài)，將形成土楔沿滑裂面滑動，造成土體坍塌，向基坑內(nèi)移動。深基坑噴錨支護(hù)的運(yùn)用1、噴錨支護(hù)一般由噴射砼和錨桿（土釘）組成。2、噴錨支護(hù)的作用原理是通過錨桿和將要滑動的主動土體、砼層組合一起，形成重力式擋土墻，靠其自重產(chǎn)生的摩阻力平衡其后的水平土壓力。噴錨支護(hù)必須支擋邊坡自然條件下土坡穩(wěn)定面以上的全部不穩(wěn)定土體，同時由于存在主動土壓力滑裂面，對于該滑裂面以上的土體，當(dāng)無擋土結(jié)構(gòu)存在時，并不全部穩(wěn)定，應(yīng)而錨固段僅僅超過形成最大主動土壓力的滑裂面是不夠的（一般錨桿要進(jìn)入穩(wěn)定土體不少于二分之一錨固長度，錨桿的黏結(jié)阻力不少于錨桿的抗拉強(qiáng)度）。3、錨桿的設(shè)計在計算錨桿的錨固長度時，需計算土層與錨桿間的抗拔力，即土的抗剪強(qiáng)度。常用的抗剪強(qiáng)度公式為τ=Koγhtgφ+C式中：τ為抗剪強(qiáng)度（KN/㎡），Ko為土層系數(shù)，一般取黏土Ko=0.5，砂土Ko=1.0，γ為土的重力密度（KN/m2），h為覆土的高度（ｍ），φ為土的內(nèi)摩擦角，C為土的粘聚力（KN/m3）。從抗剪強(qiáng)度的庫侖定律來看，在法向力變化范圍不大時，抗剪強(qiáng)度與法向壓力的關(guān)系似為一條直線，故砂土或黏性土抗剪強(qiáng)度與法向壓力的關(guān)系均可用直線方程表示，即砂土：τf=σtgφ，粘土：τf=σtgφ+C，式中τf為土的抗剪強(qiáng)度，σ為作用于剪切面的法向壓力（MPa），土的自重應(yīng)力為γh，如果錨桿是水平拉結(jié)則τ=Koγhtgφ+C是可行的，如果錨桿為斜向（錨桿與水平線有一夾角θ），斜拉錨桿計算覆土h的從地面到錨桿錨固中點(diǎn)，錨桿上受到的法向壓力σ為γh（即有一個cosθ）斜向錨桿抗剪強(qiáng)度表達(dá)式為τ=+C，如果錨桿水平夾角為20o-30o，抗剪強(qiáng)度將增加10%左右。4、錨桿的極限承載力及提高措施具作為受拉桿件鼓的錨桿，其承筆受軍拉力的能力，倆一方面取決于式錨桿（鋼筋或踐鋼管）的截面圍積和抗拉強(qiáng)度劍，另一方面取課決于錨固體的擔(dān)抗拔力。錨固惱體的抗拔力與卻許多因素有關(guān)駛，如錨固體的壓幾何形狀、受沿力方式、錨固僚體與周圍地層邪的黏結(jié)摩阻力侄（強(qiáng)度）及其蹄上覆土厚度等故。錨固體的抗吊拔力是影響單吧根錨桿極限承級載力的關(guān)鍵，滋尤其是在軟黏闖土地層中，如洪何提高錨固體路的抗拔力，對紹改善錨桿的經(jīng)購濟(jì)性和適應(yīng)性丘有重要影響。痛一般限可以采用以下計方法來提高錨粒固體的抗拔力哨和錨桿的極限瓦承載力；斧（痕1瓦）、增加錨桿今的長度脈增加錨桿長度像可以提高錨固曾體的抗拔力，純但對于土層中省的錨桿并不是般越長越好，一助般錨桿超負(fù)過羊1龍2處ｍ長，其單位籠面積的抗拔力撞將顯著下降，禽且經(jīng)濟(jì)性將變頓差，一般的錨竿桿長度揭在橫8-12此m聲之間較合適。興（蒙2隸）、高壓灌漿停由于高壓漿液倆滲透到周圍土撕層，館提高錨固體表請面的黏結(jié)摩阻問力，但錨桿承坐載力隨著灌漿常壓力的增大不蛋是無限增大的唐，當(dāng)注漿壓力蜜超泊過晴4.0廢M唇p羞a據(jù)時，錨桿承載治力幾乎不再增且加。壩總之，錨桿的從極限承載力是乳錨桿設(shè)計的關(guān)臂鍵，雖然可通鞋過適當(dāng)增加錨抵固長度來提高熄其極限承載力盒，但主要是靠吊增加壓注漿提輩高其承載力。把四、施工中應(yīng)蟲注意事項(xiàng)明1鑒、實(shí)際土層結(jié)霉構(gòu)與地質(zhì)勘探敗報告所描述的稿是否吻合；蠟2屋、實(shí)際土層的材含水量是否與櫻地質(zhì)勘探報告智相符；沒3昂、土方開挖的宣一次性量宜（客主要是指深度百）菌控制；貴4昆、高壓注漿的仆壓力控制世（雀壓力表的有效么性、止?jié){塞的縮有效性包）粉；義5晌、基坑外圍堆桶載情況的控制敗；武6述、水平位移監(jiān)景測時間宗（噴間隔時間農(nóng)）滲的控制；飾7唇、棟應(yīng)急預(yù)案與實(shí)雹際情況?。ǚ饤l件攀）蜘是否相符，應(yīng)努急預(yù)案應(yīng)具有紡針對性。五、案例彎[境案例初一何]擾、羽蕭山白馬公寓圣圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計鬧（由上海巖土印工程勘察設(shè)逢計研究院有限泊公司浙江分院嫁設(shè)計、施工）甲1穩(wěn)、淡隸痛本工借程案±0.0摩0螺相當(dāng)于絕對標(biāo)遇高懼+6.5坡0用ｍ猜，基坑周邊自面然地坪絕對標(biāo)崗高滴為予+5.5動0栗ｍ，相對標(biāo)高紀(jì)為泛-1.0佛0吼ｍ，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)囑底板底標(biāo)高梅為座-6.8餓5粗ｍ（思含降30景0炊厚墊層），開僅挖深度恰為買5.8烈5占ｍ，電梯井頃為磁8.1額0沉ｍ?；拥淄涟刭|(zhì)為粉土，含央水塔量校31.5她%洪，粘聚情力槽11.0慶K喪p邀a斤，下臥層為淤觀泥質(zhì)黏土，含倡水芝量枕50.5侮%名，粘聚力濟(jì)為狼11.4K告p拾ｍ鑼左右。交2站、設(shè)計采用復(fù)伐合土釘方案跨吐玻土釘墻結(jié)構(gòu)：弄土釘采悶用壓Ф珠48×3.壇0腸鋼管，傾汗角淺10間o室向下，機(jī)械插焦入，分為四排忘，長度鋸為傅9.衡0更ｍ雪、配10.滑0到ｍ仇、殲12.因0察ｍ，中間排間增距從1.2壽0畫ｍ；注漿孔口逃用止?jié){袋密封洲，注漿壓力應(yīng)雷不小馬于薯0.8斯M秒p臟a公；面層采卡用蕉10程0蓋厚噴事射邪C2汽0蛛砼，鋪設(shè)鋼筋舍網(wǎng)史Ф創(chuàng)6.5御＠餅200頌×20逃0意，并與井形錨孕頭焊接；基坑撫降排水采用明襲溝、集水井方蔽式。軌3蓄、在基坑土方駝開挖過程中因牛以下原因發(fā)生膝土方坍塌、基雖坑底隆起、相川鄰建筑物開裂儀而拆除的疲事件：依（呼1衡）、設(shè)計參數(shù)魚取值與實(shí)際參即數(shù)有較大出入溪；歡（基2醬）、設(shè)計降排絹水措施沒有根涂據(jù)實(shí)際情況調(diào)策整；舌（主3財）、土方一次坡開挖量過大；毯（采4游）、基坑外側(cè)熔堆載過大；級（賊5互）、降排水措酬施的失效。討[受案例炒二囑]騙、屢浙江中財大廈摸基坑圍護(hù)設(shè)計修（由浙江省地芽質(zhì)礦產(chǎn)工程公缺司設(shè)計、杭州櫻市地質(zhì)勘察院靠施工）妥1嚷、援本工減程型±0.0留0釣相當(dāng)于黃海高什程絡(luò)6.90勤0均ｍ，地坪一般肢標(biāo)高毅約聚6.3懂0股ｍ（換算成土姑建標(biāo)高倒約貸-0.6野0星ｍ），基礎(chǔ)底麻板底標(biāo)高（包肅括墊赴層飲10乘0怖厚）將為朽-5.8疊5遺ｍ，周邊基礎(chǔ)剖地梁底面標(biāo)高腔為危-6.2擔(dān)0搜ｍ，基坑內(nèi)消疼防水池、變電沃所和電梯井情等予“追坑中李坑看”尋基礎(chǔ)底面標(biāo)高鞠為旁-7.2固0瓣—齡-9.8舞5曠ｍ，基坑實(shí)際割開挖深度按周公邊基礎(chǔ)梁底面饞計喬為根5.6提0泳ｍ，基坑內(nèi)飛部州“械坑中零坑島”丹為丹7.05-9歡.7區(qū)0拉ｍ。土方開挖纏層為砂質(zhì)粉土慨，含水量紡為陵29.4%-相31.3扁%潔，內(nèi)聚力腦為坦4.0守K肆p證ｍ遇之間。河2士、設(shè)計采用復(fù)擦合土釘方案吐土釘墻結(jié)構(gòu)：暫土釘采殖用口1蒸Ф蘭1逮8顧作為拉桿，難昨于成孔區(qū)用錨義管代替，錨管獄采章用賠Ф導(dǎo)4.8畜×爛2.7沿鋼管，矮L=4.50犯-6.0思0讓ｍ，四排，錨邪管注漿犁量哨≥嚴(yán)2帆0弱㎏碎/甜ｍ水泥晉，鋤終止突注漿壓力應(yīng)不鵲小婆于誕0.辮4平M宇p宵a插；面層采用險90映厚噴叢射谷C2災(zāi)0軟砼，鋪設(shè)鋼筋盟網(wǎng)腔Ф撿6.5幅＠紀(jì)2唱5蹦0冬×2擦5艷0董，并與井形錨榆頭焊接；基坑盡降排水采用親滲流式深管井愚和輕型井點(diǎn)降雞水系統(tǒng)。功基坑內(nèi)設(shè)置滲振流式深井降水棄：間鑄距央16-2預(yù)0刃ｍ，管井有效搶深蘋度稱1破5仗ｍ，井底標(biāo)挨高仙-15.6晨0選ｍ，電梯區(qū)井耐位加密；基坑弦四周邊坡布置剝二級輕型井點(diǎn)語管，井點(diǎn)管長旨度均葵為帆6.生0壟ｍ，水平間距翠為屆1.掛0巡ｍ；基坑內(nèi)離法坡帽腳吧40蓄0過㎜處珠挖景200×20嬸0蛋