预应力锚索+排桩基坑支护技术简介
预应力锚索在深基坑支护中的施工技术

预应力锚索在深基坑支护中的施工技术Construction Technology of Prestressed Anchor Cable in Deep Foundation Pit Support邪涛(云南省设计院集团勘察院有限公司,昆明650228)XING Tao(Investigation Institute ofYunnan Design Institute Group Co. Ltd., Kunming 650228, China)【摘要】在深基坑工程中,预应力锚索是一项重要的加固技术,尤其是在地下水充沛的地层中,可以与支护桩相结合组成内支撑体 系,有效地防止基坑周围土方的位移和沉降,确保基坑支护稳定:根据预应力锚索施工技术的原理,论文介绍了预应力锚索用于桩 锚支护施工的准备工作,对其施工技术要点进行了论述,并从钻、清孔、制作、安装、注浆等方面对其施工工艺进行了探讨,得出该工 艺安全可靠、经济方便,值得推广应用。
【Abstract 】 In deep foundation pit engineering, prestressed anchor cable is an important reinforcement technology, especially in the groundwith abundant groundwater, it can be combined with supporting piles to form an internal support system, which can effectively prevent the displacement and settlement of earthwork around the foundation pit, and ensure the stability of foundation pit support. According to the principle of p restressed anchor cable construction technology, this paper introduces the preparation work of p restressed anchor cable used in pile anchor support construction, discusses its construction technology points and its construction technology, and probes into drilling, hole cleaning, production, installation, grouting and other aspects, and points out that it is safe, reliable, economical and convenient, which is worthy of p opularization and application.【关键词】基坑;预应力锚索;支护工程;施工工艺【Keywords 】foundation pit; supporting engineering; prestressed anchor cable; construction technology【中图分类号】TV94+2;TV757.2【文献标志码】B【文章编号】1007-9467 (2021) 04-0085-03[DOI] 10.13616/ki.gcjsysj.2021.04.231工程施工技术Construction Technology1引言近几年来,随着建筑结构技术的迅速发展,深基坑工程的 大量增加,预应力锚索和钻孔灌注桩联合支护技术在深基坑 边坡稳定施工中的应用越来越广泛。
预应力锚杆支护技术

预应力锚杆支护技术在现代工程建设领域,尤其是在岩土工程中,预应力锚杆支护技术正发挥着越来越重要的作用。
这一技术不仅能够有效地保障工程的稳定性和安全性,还能够提高工程的质量和效益。
预应力锚杆支护技术,简单来说,就是通过在岩土体中设置锚杆,并对其施加一定的预应力,从而增强岩土体的稳定性。
它的工作原理就像是给岩土体穿上了一件坚固的“铠甲”,让其能够抵御外部的各种作用力。
预应力锚杆通常由锚杆体、锚具和垫板等组成。
锚杆体一般采用高强度的钢材,如螺纹钢,其表面通常会经过特殊处理,以增加与岩土体之间的摩擦力和粘结力。
锚具则用于将锚杆固定在岩土体中,并传递预应力。
垫板的作用是将预应力均匀地分布在岩土体表面,避免局部应力集中。
在实际应用中,预应力锚杆支护技术具有诸多优点。
首先,它能够显著提高岩土体的承载能力。
通过施加预应力,锚杆可以主动地约束岩土体的变形,使其在受到外部荷载作用时,能够保持较好的稳定性。
其次,它能够有效地控制岩土体的位移。
在一些对位移要求较高的工程中,如临近既有建筑物的基坑工程,预应力锚杆支护技术可以有效地减少岩土体的变形,从而保护周边建筑物的安全。
此外,该技术还具有施工方便、成本较低等优点。
然而,要想充分发挥预应力锚杆支护技术的优势,在设计和施工过程中需要注意许多问题。
在设计阶段,需要对工程地质条件进行详细的勘察和分析,以确定锚杆的长度、间距、预应力大小等参数。
这些参数的确定需要综合考虑岩土体的性质、工程的要求以及周边环境等因素。
如果设计不合理,可能会导致支护效果不佳,甚至引发工程事故。
在施工过程中,锚杆的制作和安装质量至关重要。
锚杆的制作需要严格按照设计要求进行,确保其强度和尺寸符合标准。
安装过程中,需要保证锚杆的垂直度和深度,以及预应力的施加精度。
同时,施工过程中的质量检测也是必不可少的。
通过对锚杆的拉拔试验等检测手段,可以及时发现施工中存在的问题,并采取相应的措施进行处理。
预应力锚杆支护技术在众多工程领域都有着广泛的应用。
预应力锚索施工技术

预应力锚索施工技术预应力锚索是一种广泛应用于岩土工程中的加固技术,它通过将高强度的钢绞线或钢丝束锚固在岩土体中,施加预应力来提高岩土体的稳定性和承载能力。
预应力锚索施工技术具有施工灵活、效果显著、适应性强等优点,在边坡防护、隧道支护、坝体加固等工程中发挥着重要作用。
一、预应力锚索的构成与工作原理预应力锚索通常由锚头、锚索体和锚固体三部分组成。
锚头位于锚索的外端,用于连接张拉设备并锁定预应力;锚索体一般采用高强度的钢绞线或钢丝束,是传递预应力的主要部件;锚固体则埋设在岩土体中,通过粘结或机械锚固的方式将锚索固定。
其工作原理是在锚索体上施加预应力,使岩土体产生压缩变形,从而提高岩土体的抗剪强度和稳定性。
预应力锚索可以有效地限制岩土体的变形和位移,增强岩土体的自承能力,降低工程风险。
二、施工前的准备工作在进行预应力锚索施工之前,需要进行充分的准备工作。
首先,要对施工现场进行详细的勘察,了解岩土体的性质、结构和地下水情况等,为设计和施工提供依据。
其次,根据勘察结果和工程要求,进行预应力锚索的设计,确定锚索的长度、直径、间距、预应力大小等参数。
此外,还需要准备好施工所需的材料和设备,如钢绞线、锚具、钻孔设备、注浆设备、张拉设备等,并对设备进行调试和检验,确保其性能良好。
三、钻孔施工钻孔是预应力锚索施工中的关键工序之一。
钻孔的质量直接影响到锚索的锚固效果和工程质量。
在钻孔过程中,要根据设计要求选择合适的钻孔设备和钻进工艺,控制钻孔的直径、深度和倾斜度。
一般来说,钻孔直径应比锚索体直径大 10 20mm ,钻孔深度应超过锚索设计长度 05 10m ,钻孔倾斜度应符合设计要求。
在钻孔过程中,要注意防止孔壁坍塌和卡钻等事故的发生。
如果遇到软弱地层或破碎带,可以采用跟管钻进、护壁泥浆等措施进行处理。
钻孔完成后,要及时进行清孔,清除孔内的岩屑和泥浆,保证孔底干净。
四、锚索制作与安装锚索制作是将钢绞线或钢丝束按照设计要求进行下料、编束和组装。
浅谈公路高边坡支护预应力锚索施工技术

浅谈公路高边坡支护预应力锚索施工技术公路高边坡支护是保障道路安全畅通的重要工程内容,其中预应力锚索施工技术是一种主要的支护手段。
本文将浅谈公路高边坡支护预应力锚索施工技术,包括其原理、方法和施工要点,希望能够对相关领域的专业人士和广大读者有所帮助。
一、预应力锚索支护原理预应力锚索支护是通过在地下形成预应力锚索体系,将其与高边坡结构体系相连接,形成一个受力连续的整体支护体系,从而有效地抵抗边坡上部岩土体的变形和破坏。
预应力锚索支护的原理包括以下几个方面:1.抵抗变形和破坏。
预应力锚索支护利用锚索的预应力作用,通过对岩土体施加顶部向下的垂直荷载,抑制了边坡岩土体的自由变形,使边坡体系形成一个受力连续的整体,抵抗了岩土体的整体破坏。
2.减小边坡位移。
预应力锚索支护的锚索系统能够直接抵抗边坡体系受到的各种荷载,从而减小了边坡的水平位移,降低了边坡的变形和破坏的可能性。
3.提高边坡稳定性。
预应力锚索支护能够明显提高高边坡的整体稳定性,降低了边坡体系发生破坏的危险性,保障了公路的安全畅通。
1.预应力锚索布置。
施工人员首先要确定高边坡的具体情况和支护的要求,然后依据设计图纸确定锚索的布置位置和数量,同时要根据锚索的受力方向确定锚孔的具体位置和深度。
2.锚索孔钻掘。
根据设计要求,在边坡上预先钻孔,然后将管道(如钢管)插入孔洞中,保持孔洞的稳固和圆形。
3.注浆加固。
在孔洞中注入水泥浆液,将钢管与岩土体连接紧密,同时使得孔洞周围的岩土体形成一个整体。
4.锚索张拉。
将预埋的锚索连接到地面的张拉设备上,通过张拉设备施加预应力,使得锚索在岩土体中产生预应力作用。
5.辅助支护。
根据实际情况,可以采取其他辅助支护措施,如喷锚、爆破等,以提高边坡的整体稳定性。
6.检测和监测。
在锚索支护施工完成后,要对锚索的受力情况进行检测和监测,确保锚索支护的有效性和稳定性。
1.合理设计。
在进行预应力锚索支护施工前,要充分了解高边坡的地质情况和支护的要求,确保支护设计的合理性和可行性。
预应力锚杆支护技术

预应力锚杆支护技术在现代工程建设领域,预应力锚杆支护技术作为一种重要的岩土工程加固手段,发挥着至关重要的作用。
它广泛应用于隧道、边坡、基坑等工程中,有效地保障了工程的稳定性和安全性。
预应力锚杆支护技术的原理其实并不复杂。
简单来说,就是通过在岩土体中设置锚杆,并对锚杆施加一定的预应力,使锚杆与岩土体共同作用,形成一个稳定的支护体系。
锚杆就像是打入岩土体中的“定海神针”,而预应力则赋予了它更强的约束力,从而提高岩土体的整体稳定性。
这种技术的优点是显而易见的。
首先,它能够显著提高岩土体的承载能力。
通过施加预应力,锚杆可以预先对岩土体产生挤压作用,增强其内部的摩擦力和粘结力,使得岩土体能够承受更大的荷载。
其次,预应力锚杆支护技术可以有效地控制岩土体的变形。
在工程施工过程中,岩土体往往会因为开挖等操作而产生变形,如果不加以控制,可能会导致工程事故的发生。
而预应力锚杆可以限制岩土体的变形,保证工程的正常进行。
此外,该技术还具有施工方便、成本较低等优点。
在实际应用中,预应力锚杆支护技术需要根据具体的工程情况进行合理的设计和施工。
设计时,需要考虑岩土体的性质、工程的荷载条件、锚杆的布置方式和预应力的大小等因素。
比如,对于软弱岩土体,需要增加锚杆的数量和预应力的大小,以保证支护效果。
而在锚杆的布置方面,需要根据岩土体的受力情况,采用合理的间距和排距,使锚杆能够均匀地分担荷载。
施工过程也是至关重要的。
施工前,需要对施工现场进行详细的勘察,了解岩土体的情况,为施工方案的制定提供依据。
在施工过程中,要严格按照设计要求进行锚杆的钻孔、安装、注浆和预应力施加等操作。
钻孔的精度和深度直接影响着锚杆的支护效果,因此需要采用先进的钻孔设备和技术,确保钻孔的质量。
锚杆的安装要保证其位置准确、垂直度符合要求。
注浆则是为了使锚杆与岩土体更好地结合,需要控制好注浆的压力和浆液的配比。
预应力的施加要均匀、稳定,避免出现预应力损失过大的情况。
预应力锚索技术在基坑支护工程中的应用

预应力锚索技术在基坑支护工程中的应用【摘要】:锚索是采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料,将拉力传递到稳定岩层或土体的锚固体系。
通常包括杆体、注浆体、锚具、套管和可能使用的连接器。
【关键词】:锚索;施工技术;监测Abstract: anchor cable strand or high strength steel beams as the rod material, put the tension delivered to the anchoring system in stable rock or soil. Usually consists of a pole, grout, anchorage, casing, and may be used by the connector.Key words: anchor cable; construction technology; monitoring中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:一、工程概况南京小红山汽车客运站工程位于南京市主城区北部,南京火车站北侧,红山动物园南侧。
场区西侧的南京火车站北广场基坑正在建设之中,场区南侧与南京火车站沪宁城际线路相邻,场区北侧为规划红山南路。
场区东侧部分位于矿坑之中,矿坑底标高约3-10m,水位受降水和周边补排给影响有变化,约11.5-12.5m。
本工程场地属于岗地低山丘陵区夹冲沟平原区,原地面标高为14-25m。
表面广布人工填土,其下依次为粘性土、粉土、混合土,厚薄不均,下伏基岩,起伏较大,多破碎,裂隙发育,风化不均,软硬不一。
本工程基坑呈不规则状,大小约280×130m,基坑开挖深度10.45-11.95m。
因北侧红山南路施工及环境影响,本工程北侧基坑采取单排灌注桩+锚索的支护形式。
北侧基坑锚索支护图二、设计要求1、锚索采用高强度低松弛预应力钢绞线,其规格为75(猀15.2)束,钢绞线强度标准值为1860Mpa,强度设计值为1320Mpa。
预应力锚索技术

预应力锚索技术在现代工程建设领域,预应力锚索技术如同一位默默无闻的英雄,为各类基础设施的稳固和安全发挥着至关重要的作用。
从高耸的山体边坡防护到大型桥梁的构建,从深基坑的支护到水利大坝的加固,预应力锚索技术都展现出了其独特的魅力和强大的实力。
那么,究竟什么是预应力锚索技术呢?简单来说,预应力锚索是一种将钢绞线或高强钢丝等材料制成的锚索,预先施加一定的拉力,然后锚固在岩土体或结构物内部,从而达到提高其稳定性和承载能力的目的。
预应力锚索通常由锚头、锚索体和锚固体三部分组成。
锚头位于锚索的端部,用于承受和传递预应力;锚索体则是传递拉力的主要部分,一般由高强度的钢绞线或钢丝束组成;锚固体则将锚索锚固在岩土体或结构物中,确保预应力能够有效地发挥作用。
在实际应用中,预应力锚索技术有着广泛的优势。
首先,它能够有效地控制岩土体的变形和位移。
通过预先施加拉力,使岩土体处于受压状态,从而增强其自身的稳定性,减少滑坡、坍塌等地质灾害的发生风险。
其次,预应力锚索可以提高结构物的承载能力。
在桥梁、高层建筑等工程中,通过在关键部位设置预应力锚索,可以显著增加结构的抗弯、抗剪能力,保障其安全运行。
此外,预应力锚索施工相对灵活,可以根据不同的工程条件和要求进行定制化设计和施工,适应性强。
然而,要成功应用预应力锚索技术,并非一件简单的事情。
在施工前,需要进行详细的工程地质勘察和分析,了解岩土体的性质、结构和力学参数等,以便为设计提供准确的依据。
设计阶段则要综合考虑工程的要求、岩土体的条件以及施工的可行性等因素,确定锚索的类型、长度、间距、预应力大小等关键参数。
施工过程更是需要严格把控每一个环节,从锚索的制作、钻孔、注浆到预应力的施加和锁定,任何一个步骤的失误都可能影响到整个工程的质量和安全。
例如,在钻孔过程中,如果钻孔的精度不够,或者遇到了复杂的地质情况,如破碎带、溶洞等,就可能导致钻孔偏斜、坍塌等问题,影响锚索的安装和锚固效果。
深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法

深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法一、前言随着城市建设的不断发展,深基坑的施工成为一个常见的工程项目。
深基坑在施工过程中需要采取有效的支护措施,以确保工程的安全和稳定。
深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法是一种有效的支护施工方法,本文将对该工法进行详细介绍。
二、工法特点深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法具有以下特点:1. 采用预应力技术,提高了施工的稳定性和承载力。
2. 结构简单,施工过程相对容易,能够在短时间内完成基坑支护。
3. 施工过程中能够根据实际情况进行调整和改进,适应性强。
4. 施工后留下的管桩和锚索可以继续使用,提高了资源利用率。
5. 工程成本相对较低,经济效益较高。
三、适应范围深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法适用于各类土质和地质条件的深基坑工程,特别适用于软土地区和高水位地下水情况下的基坑支护。
四、工艺原理深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法的工艺原理如下:1. 首先进行地面的布置和测量工作,确定基坑的大小和形状。
2. 开挖基坑并进行土层的处理,如加固、排水等。
3. 在基坑中钻设预应力管桩和预应力锚索,通过外力施加预应力,使管桩和锚索与地基形成紧密的联系,提高土体的稳定性。
4. 完成基坑的整体支护,如设置支撑结构、加固土体等。
五、施工工艺1. 施工准备:包括现场踏勘、工程布置和机具设备的调配等。
2. 基坑开挖:按照设计要求和控制线进行基坑的开挖,并进行相应的土体处理。
3. 钻设管桩和锚索:在基坑中钻设预应力管桩和预应力锚索,通过预应力系统施加预应力。
4. 补充土体和加固结构:根据基坑的土质和地质条件,进行土体补充和加固结构的设置。
5. 施工总结:对施工过程进行总结和评估,对施工中的问题进行总结和改进。
六、劳动组织根据工程的规模和施工进度,合理组织施工人员,确保施工进度和质量。
七、机具设备深基坑预应力管桩、预应力锚索联合支护施工工法所需机具设备包括土方机械、钻机、预应力设备、测量设备等,这些设备需要符合安全、可靠和高效的要求。
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预应力锚索+排桩基坑支护技术简介随着城市的高速发展,城市用地越来越紧缺,结合城市建设和改造开发大型地下空间已成为一种必然趋势,诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下道路、地下停车库等,基坑开挖深度也越来越深,因此基坑支护成为深基坑工程的重中之重。
在兰州市安宁区金牛路西侧地下停车场基坑工程中,采用了预应力锚索+排桩支护技术。
本文结合该工程对预应力锚索+排桩基坑支护技术及其工程应用进行了研究,取得的结论如下:(1)通过布设预应力锚索可以有效地减小桩身的内力,锚索在作用过程中,打入锚索的位置附近桩身钢筋的应力减小,但在其他位置桩身钢筋的应力受锚索拉力的影响就比较小了。
(2)排桩的嵌固深度并不是越长越好,嵌固深度过长,并不可以改善它的受力情况。
关键词:深基坑;基坑支护;预应力锚索+排桩支护;工程应用;1.1 选题依据随着经济实力的提升,城市的发展越来越快,与此同时,城市也变得日渐拥挤,在城市里开发地下空间已经是一种必要的选择,比如高层建筑多层地下室、地下停车场、地下商场以及地下仓库等。
目前地下空间的开发规模变得越来越大,例如近些年来上海市地下空间的开发面积越来越大,其中面积达到10~302410m ⨯的项目就有几十个;除了基坑面积日渐变大之外,基坑的开挖深度也变得越来越深,普通的基坑深度都在16~25m 以上,上海地铁四号线董家渡修复基坑的深度更是达到了41m 。
这些大型基坑一般都位于城市的中心地带,基坑的周边往往布设着各种地下管线、各类建筑物、地铁隧道等各种地下构筑物,施工场地紧张、工期紧、施工条件复杂、地质条件复杂、周边设施环境保护要求高。
这些问题给基坑工程的设计和施工带来的的难度非常大,重大恶性基坑事故不断发生,工程建设的安全问题越来越严峻[]1。
基坑的支护结构首先直接承受着基坑施工阶段的侧向土压力以及水压力,然后再把这些压力传递到支撑体系。
在需要隔水的基坑工程中,当周边的支护结构不具备隔水功能时,需要在支护结构的外侧布设隔水帷幕。
周边的支护结构与隔水帷幕共同形成基坑周边支护体系。
在基坑工程实践中周边围护结构形成了多种成熟的类型,每种类型都有各自的适用条件、工程经济性以及工期等方面的特点,怎样去选取周边的围护结构直接关系到基坑工程的安全性、工期以及造价,对每个基坑来说,它的规模、周围的环境、工程水文地质条件以及业主要求等也不尽相同,所以在基坑周边围护结构设计中需要依据每个工程的特点和各种围护结构的特点,综合考虑各种因素,合理选取周边围护结构的类型。
1.2 国内外研究现状基坑工程的设计和施工需要具备土力学、结构力学、地基基础、原位测试等多种学科知识,而且还要具备丰富的工作经验,并且能够将拟建场地的土质与周围环境结合起来,才可以设计出合理经济的支护方案。
在支护技术的发展过程中,支挡结构逐渐地向柔性锚固支挡的方向发展,在非饱和黄土地区,柔性支护结构在深基坑支护中的应用非常广泛,它可以通过稳定土体对不稳定土体进行加固,从而来保证支挡结构的稳定性,所以,这种支挡结构非常轻巧,受力性能比较好、所占用的空间也小、不会受到地下水的影响,适合做深基坑支护[]2。
桩锚支护结构就是一种柔性支挡结构,它在非饱和黄土地区的深基坑工程中应用十分广泛,这种支护结构具有稳定性良好、安全性能高、施工比较方便等优点。
根据基坑开挖深度和支挡结构的受力情况,可以将排桩支护分成如下几种:(1)悬臂排桩支护结构:悬臂支护结构的受力特点是在开挖面以上没有任何支点力作用,其受力特点明确,适合用在土质条件比较好,挖深度不是很大的基坑支护中。
(2)单支点排桩支护结构:在基坑开挖深度比较深时,采用悬臂桩的话就不足以满足桩身强度与变形的要求,所以可以在桩顶附近布设一个支点(描杆或支撑)。
(3)多支点排桩支护结构:当基坑开挖深度较深时,可设置多个支点(描杆或支撑),用来减少柱身受力与变形。
排桩支护设计必须要满足安全性、经济性和可行性三项基本要求。
这三项的关系是辩证统一的,它的原则是首先在满足安全和可行性的前提下,尽可能地节省工程造价。
排桩支护结构的计算,主要包括墙体静力计算、支撑计算与基坑稳定性计算等[]3。
下面是国内外学者对基坑支护工程的研究工作。
1.2.1 国内研究现状基坑工程在我国开始的比较晚,上世纪70年代以前,国内开挖深度超过10 m 的基坑工程非常少,而且基坑周边环境也远远没有现在复杂。
80年代以后,随着北京、上海、广州等地大量高层建筑的兴建,基坑支护工程也越来越多,基坑工程逐渐成为工程中的新热点并得到了快速发展。
90年代以后,随着城市化进程的加快,渐渐的出现了比较复杂的深基坑工程,进一步地促进了基坑工程的研究与发展,并且出现了很多先进的设计方法与施工工艺。
但是因为基坑工程的复杂性以及设计、施工的不当,工程事故的概率依然很高[]5,4。
基坑工程方案的设计一方面依赖于大型有限元分析软件;另一方面依赖准确的土体参数,但是在常规的室内试验中想要准确的确定土体的应力应变参数非常困难,只有把室内试验和现场试验的监测结果联系起来才能科学的解决这一课题[]1。
以下是对桩锚支护结构、嵌固深度、冠梁三个方面的国内学者的研究工作进行了回顾与总结。
(1)桩锚支护结构夏永承等(2000)[]6通过支护桩上钢筋应力的实测值求得桩身弯矩分布,分析了支护桩的变形状态和坑底以上桩侧的土压力。
结果显示出在支护结构正常工作的情况下,坑底以上桩侧土压力最大值在桩顶与锚杆之间,与朗肯或库伦土压力差别较大;冠梁不仅可以改变支护桩的变形状态,还会使桩身内力减小。
郭印等(2009)[]7根据桩描式支护桩钢筋应力和侧向位移的现场监测,分析了支护桩的内力和变形特性。
监测结果显示:桩身弯矩随着基坑开挖深度的增加而增长,而且最大弯矩位置向下移动;预应力描杆的施加使桩身弯矩及桩身侧向位移明显减小;基坑测试段中部的桩身弯矩比其他部位桩身的弯矩值大,而且支护段中部的侧向位移最大;基坑开挖到基底后,桩身负弯矩的最大值发生在坑底内侧附近。
马海龙等(2010)[]8基坑坑顶水平位移随着开挖深度的增加线性增大,墙后土体的深层水平位移分布存在位移零点,而位移零点恰好出现在水泥土墙底附近。
靠近地面的第一排桩铺受力最大,由于第一排桩销的屏蔽作用,分散了应力,从而以下的第二、第三、第四排桩锚的抗拔力增加不显著。
李华为等(2012)[]9通过对桩锚支护结构内力进行现场实测,研究了基坑开挖过程中坑顶地表沉降和水平位移随时间的变化过程、冠梁位移随时间的变化过程、支护桩的内力及桩侧土压力的演化与分布特征,提出了建立考虑“空间效应”、“土钉与桩描组合式支护结构共同作用”、“冠梁协调作用”以及“开挖和支护动态演化过程”的设计方法和理念。
朱桂春等(2012)[]10对武汉市东湖春树里基坑支护工程桩铺支护体系的结构受力及变形状况进行了ANSYS有限元数值模拟和分析,同时运用混合遗传算法研究分析了基坑支护相关的参数和约束条件,并对项目中支护桩嵌固深度、支护桩桩径及桩间距、锚杆设计参数进行了优化。
武崇福等(2012)[]11通过对东北大学综合实验楼深基坑桩锚支护结构进行现场试验,研究分析了基坑开挖过程中桩侧土压力、钢筋应力及弯矩分布与变化规律;研究表明:桩身内力变化受基坑开挖和预应力错杆施加影响较大,通过桩身钢筋应力反算土压力与实测土压力分布及大小基本一致,实测土压力大小介于静止土压力和郎肯土压力之间。
(2)排桩嵌固深度目前,排桩支护体系广泛应用于深基坑工程,但排桩嵌固深度的合理确定仍有待于进一步研究。
排桩嵌固深度既是基坑坑底抗隆起稳定性的需要,也是保证支护结构具有足够的抗倾覆稳定性的需要。
排桩嵌固深度的合理确定不仅直接影响支护结构计算结果的合理性,而且关系到最终工程量。
众多学者提出了许多嵌固深度的计算方法与公式,相关计算软件也应运而生。
但是,由于其计算原理不甚清楚,过程繁杂,其结果用于施工时,不可避免地造成一些工程事故。
詹素华(2007)[]12在采用弹性支点法预估位移的条件下,对按等值梁法和控制柱底位移两种方法分别确定的围护构件嵌固深度进行对比分析,发现《规程》推荐的等值梁法确定的内支撑的支撑力偏小,由此确定的嵌固深度明显大于按控制柱底位移法确定的嵌固深度。
傅志峰等(2011)[]13通过将地层结构视为确定性存在的前提下,考虑地基土力学性质的离散性,对规范中的不同方法给出了支护结构嵌固深度的取值范围,并发现当岩土性能降低时规范查表方法所确定的嵌固深度比显然较弹性法、圆弧滑动法和考虑横撑力的圆弧滑动法更为保守。
张深等(2012)[]14采用ANSYS有限元软件对悬臂式板桩进行了三维实体数值模拟,得出悬臂式板桩墙泥面处水平位移随着其嵌固深度的增加逐渐减小,达到某一数值后,随着嵌固深度的继续增加,其水平位移减小的趋势越来越小,且趋于稳定。
就目前关于支护桩嵌固深度的研究来看,嵌固深度的合理确定仍是一个难点,虽然开展了一定的研究,但主要基于理论计算和工程经验,偏重于数值计算,缺少相应的试验支持。
针对不同支护形式下排桩嵌固深度的对比分析研究,目前文献还很少见到。
(3)冠梁目前排桩在深基坑支护中应用十分广泛,在排桩支护结构设计时,排柱的顶部通常都要设置一道圈梁(又称连梁或锁口梁)。
其设置也己写入《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—2012[]15,桩顶冠梁是排桩围护体设计的重要组成部分,应选择合理的构造形式,保证排桩支护体系具有足够的整体刚度,使排桩之间形成共同受力的稳定结构体系,从而达到限制桩体位移及保护周边设施的目的。
但目前工程界在进行支护设计时并没有考虑冠梁的作用,而仅仅把冠梁作为一种安全储备;冠梁本身的尺寸和配筋很大程度上仍是凭经验或是直接按构造要求设计。
关于冠梁的作用机理和设计方法,目前还没有比较统一的理论,对这个问题的研究也比较少。
莫海鸿等(2001)[]16采用弯曲剪切扭转有限元模式与杆系有限元增量法相结合分析圈梁效应,结果表明圈梁效应体现在显著增强支护体系刚度,减少支护体系变形并调整其内力分布。
多支点支护时,圈梁效应与圈梁截面尺寸不存在线性递增关系。
悬臂支护时,则圈梁效应与圈梁截面尺寸近似存在线性递增关系。
陈万祥等(2006)[]17根据圈梁对排桩的约束及变形协调将计算模型进行简化,给出了一种考虑圈梁与排披相互作用的便捷计算方法,并得出了圈梁作用下排桩式支护结构的内力分布与变化规律。
王建军等(2006)[]18通过在支护桩的冠梁内埋设钢筋应力计,对某深基坑冠梁内力进行现场测试。
研究表明,冠梁是一个受弯构件,内力和弯矩值随基坑开挖进程不断变化,冠梁外侧两端受拉力作用,中间部位受压力作用;内侧两端受压力作用,中间受拉力作用。
就目前冠梁研究现状来看,基坑支护结构中应充分考虑排桩-冠梁-销杆之间的协同作用,这方面仍需进一步研究,从而指导设计和施工。