简述桩锚支护体系力学性能
深基坑桩锚支护结构稳定性及受力变形分析

深基坑桩锚支护结构稳定性及受力变形分析■乔黎明安徽省城建设计研究总院有限公司市政工程\ --'%毋庸置疑在近几年的发展中,随处可见深基坑工程。
当然了这与城市地铁工程、高层建筑、市政工程的发展有 关。
结合有限的土地资源,不断开发地下空间。
上世纪,桩 锚支护结构这一新型抗滑结构就得以广泛的应用,尤其是 在治理深基坑以及整治滑坡等相关工作中扮演着日愈重 要的角色。
本文首先简述了不利于桩锚支护稳定性的因 素、破坏性,解析了深基坑支护工护施工的稳定性,最后解 析了其深基坑桩支护结构的变形特征以及结构受力情况 等相关因素。
由于引起深基坑桩锚支护结构变形的因素是多方面 的,因而非常有必要深入分析以解析与支柱变形情况、受 力结构有关的因素,从而减少影响。
这有利于最大限度发 挥桩锚支护结构的作用。
所以在实际施工中,应该综合考 量各因素,从而形成最佳的支护结构。
基于此本文主要论 述了与深基桩锚支护结构受力变形特征以及结构稳定性 等相关方面。
一、粧锚支护结构的破坏机制桩锚支护结构属于围护结构,即通过在排村支护结构 上设置预应力锚杆。
该结构具有简支点,这是因为围护结 构具有顶端的支撑,所以通常情况下并不会发生移动。
桩 体、锚杆受内外压力的影响,分别处于受弯、受拉的状态。
1.桩锚支护的破坏形式。
桩锚支护是完全区别于重力式支护结构体系的,因此 从本质上可归属于柔性支护。
因此可通过如下几方面,提 升支护的可靠性:第一是嵌入的深度;第二桩身的刚度、强 度;第三锚杆拥有可靠的锚拉力,同时可传递至桩上。
从某 一方面来说上述三大要素,无论是哪一方面存在问题,都 有可能破坏支护体系的结构的。
因而总体上说可将桩锚支 护系统的破坏形式、原因,归集为如下几种:踢脚破坏:这多以设计以及开挖土体的深度有关。
即表现为桩底端踢出,桩体随着锚点而移动;桩身断裂:由于 桩体的最大受弯矩处发生断裂,极易成为两截。
这可能与 桩体本身存在质量问题,混凝土的钢度或者强度不达标等 原因有关。
探讨深基坑桩锚支护结构桩身内力及土压力

探讨深基坑桩锚支护结构桩身内力及土压力【摘要】随着社会经济的迅速发展,我国的城市化建设进程也逐步加快。
目前,桩锚支护结构已经广泛的运用到深基坑支护体系中,但是由于深基坑工程存在着比较严重的安全问题,因此本文就对深基坑桩锚支护结构身内力和土压力的施力情况进行分析研究,以供相关人士参考。
【关键词】深基坑;桩锚支护;桩身内力;土压力由于目前,城市经济建设十分迅速,各类高层建筑就像雨后春笋般出现在人们的视野中。
对于高层建筑来说,对其地基的建设是整个工程项目的重中之重。
但是,由于现在进行地下工程施工时存在着许多安全隐患,因此我们就采用支护结构作为深基坑的支护体系,为深基坑侧壁及周边环境进行有效的支档、加固和保护措施。
而桩锚作为一种新型工程技术,如今已经引入到了深基坑的工程技术当中,并且因其稳定性好、安全性能高等优点,得到了社会的好评。
1.深基坑桩锚支护结构桩锚支护结构作为21世纪的新型工程技术,在建筑行业得到广泛的应用,而且由于近几年,在深基坑和滑坡建设中,存在着严重的稳定性问题,对工程的施工带来了严重的影响,由于这种桩锚支护结构具有较强的稳定性,又被引入到了深基坑和滑坡的建设中,深基坑桩锚支护结构是指将受拉杆件的一端固定在开挖基坑的稳定地层中,再在另一端与围护桩相联的基坑支护体系。
它由被加固土、放置于原位土体中以较密间距排列的细长金属杆件(土钉、锚杆)、附着于坡面的喷射混凝土面板、管桩和深层搅拌桩等组成,形成一个类似重力式的挡土墙,以此来抵挡墙后传来的土压力和其它作用力,从而使开挖坡面稳定。
这样的支护结构主要是用在深基坑开挖和边坡稳定的挡土工程。
目前由于我国社会经济建设不断发展,高层建筑的大肆修建,在进行软土地基地挖掘也日益增多,而且随着各种基坑支护技术的发展,深基坑支护技术因造价低、稳定性好、施工迅速,已经被人们大量采用。
2.桩锚支护体系在深基坑中的运用与作用在基坑工程施工中,如果需要开挖的基础深度很深,基坑周边的土容易坍塌。
深基坑桩-锚支护体系的受力变形研究

深基坑桩-锚支护体系的受力变形研究一、深基坑桩-锚支护1. 深基坑桩-锚支护的特点桩-锚支护是一种较为常见的护坡排桩配合单锚或多锚的基坑支护方法,它是一种超静定结构,稳定性较好,安全性能较高。
桩-锚支护体系是利用锚杆锚固段与土层之间的摩擦力,以及支护桩嵌入土层所提供的支撑力来保持整个支护结构的稳定性。
它能够适用于大多数深基坑及超深基坑工程,包括一些工程地质条件较差、周边环境控制要求严格的工程。
2. 桩-锚支护体系的工作原理桩-锚支护体系中锚杆的自由端受力时,通过锚杆传递给锚固段,由于锚固段与土层锚固在一起,所以可以利用锚固体之间的摩擦力将所受的外力传递到周围土层中,以达到应力释放的目的。
桩锚支护体系的受力机理见图1。
3. 深基坑桩-锚支护数值模拟分析3.1工程概况某水厂引水泵房深基坑采用桩锚支护,基坑面积约为2500㎡,宽度为30m ,开挖深度14m。
支护桩采用Φ1000灌注桩,桩间距1200 mm,桩长19m,桩顶设800×1000冠梁,两道锚杆分别设在距地面6m和9m处,锚杆长度18m,水平倾角10°,基坑支护结构见图2。
本次分析过程分以下五个工况进行:(1)基坑开挖距地面6.5 m 处,上部3m放坡,坡度系数为1,台宽为3m;(2)在距地面6m处设锚杆并施加预应力;(3)基坑开挖距地面9.5m处;(4)在距地面9m处设锚杆并施加预应力;(5)基坑开挖距地面14 m处。
3.2模拟结果及分析选用有限元分析方法,建立有限元模型,对模拟结果进行分析。
(1)不支护稳定性分析基坑开挖但不采取任何支护,通过模型计算得知基坑最危险截面上的X方向变形已经达到了13.7 5cm,基坑破坏面已经形成。
塑性区已经从基坑底部贯通到基坑顶面,塑性应变值最大为0.063 ,并且此时解并不收敛,表明此时基坑已经破坏了。
现实中此种情况下的基坑已经垮塌,不进行支护,非常不安全的。
(2)支护桩顶水平位移分析本基坑在施工过程中对支护桩顶水平位移进行了跟踪监测,图3给出了基坑各工况下支护桩顶水平位移的理论计算值与现场监测值。
桩—锚支护结构结构失稳分析

桩—锚支护结构结构失稳分析【摘要】为减少桩体受力与变形,桩-锚支护体系在基坑支护工程中大量应用,获得了显著的经济效益。
桩锚支护体系是在排桩的基础上给予桩体一定的预拉应力,以抵消坑壁土体的土压力,减少基坑变形,同时由于锚索给予桩体的水平应力使桩体本身力学性质发生改变,受力形式由悬臂结构变为简支结构体系,桩体自身的剪应力与最大弯矩大大减小,对于桩体受力情况进行了很大的改善。
在实际施工中,由于对此工艺了解不足,经常造成基坑坍塌事故,本文通过包头地区某一基坑坍塌工程进行事故原因分析,并对该地区类似基坑施工过程提供一定的经验。
【关键词】基坑工程;桩-锚支护;结构失稳1、引言桩-锚支护结构体系的主要特点是采用锚杆(索)代替内支撑结构,同时给桩体施加预应力,通过埋设在地层中的锚杆(索),将结构物与地层紧紧的联系在一起,依靠锚杆(索)与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力,减少桩体的位移与内力,以保持结构物和土体的稳定。
桩-锚支护结构支护体系主要由护坡桩、土层锚杆(索)和冠梁组成,他们之间相互联系、相互影响、相互作用,使整体围挡结构形成一个有机整体。
本文主要针对中国内蒙古包头地区某一桩-锚支护工程坍塌的事故,对该事故原因进行分析,并对桩-锚支护的实际工程应用进行相应探讨。
2、工程概况与基坑支护设计该工程位于内蒙古包头市区,某基坑工程采用桩-锚支护体系,桩体采用钢管桩,桩顶标高1.5m,桩顶上部采用1:1放坡挂网喷锚,开挖区域西部为二层建筑物,条形基础,基础埋深为1.5m,距离基坑边缘为2m,土层参数如下表1所示。
水位埋深9.0m-10.5m,基坑开挖深度为6.0m,设计钢管桩桩长为7.5m,见表2,间距50cm,嵌固深度为3.0m,悬臂为4.5m;自然地面下3.0m采用预应力锚索设计,其工艺如下:将[18槽钢(预打穿孔)、利用单孔锚头将槽钢锁定于面板上。
倾角15度,设计值为150KN,锁定力为100KN,锚索水平间距为1.5m,锚索长21m,其中自由段6m,锚固段15m,采用两束1860(2s15.2)钢铰线。
桩锚支护

桩锚支护建筑术语。
当一个建筑物施工时,如果需要开挖的基础很深,基坑边的土容易倒塌。
为了能正常施工,就必须对基坑进行支护。
桩锚支护就是支护方法之一。
在开挖前沿基坑周边打一圈竖直的桩,用桩来阻挡土的坍塌。
为防止开挖时桩倒塌,用水平方向的锚杆来拉住桩。
锚杆也可以看作是水平方向的桩。
桩和锚杆共同构成的支护体系就叫桩锚支护。
灌注桩钻孔机利用取土或挤土装置在地层桩位上成孔,然后灌注混凝土成桩的桩工机械。
适用于除流动淤泥层以外的一切土层成孔。
钻孔机多以履带式挖掘机(或起重机)的底盘为底架,其上设置龙门导杆,作为钻凿工具的支承,并引导钻孔方向。
挖掘机的发动机常作为钻孔机的动力装置。
钻孔机按成孔方法,分螺旋式、冲抓式、潜水式和振动式四种,前三者属取土成孔,后一种属挤土成孔,还有综合上述多种方法的综合钻孔机。
螺旋式钻孔机用于民用和小型工业建筑,利用螺旋钻杆钻孔,螺杆通过上、下导架支承于桩架导杆上,其上端有驱动螺杆钻进的动力头,下端装带硬合金刀刃的钻头,作业时钻渣沿螺杆导槽自动排出,所钻桩孔孔壁规则,不需护壁或清洗孔底,钻至设计深度后,提出钻杆,即可灌注混凝土。
此外,还有短螺旋钻孔机和有双刀管、双螺旋及底部扩孔刀的冻土钻孔机。
前者专用于爆扩成孔及孔底成形;后者适用于严寒冻土,并能将孔底扩大,增加桩的承载力。
冲抓式钻孔机用于大型工业建筑和桥梁施工,可在土石混合地层、卵石或岩石地层上成孔。
利用钻具冲击岩石,使之破碎,然后抓石出渣,达到成孔目的。
由机架、卷扬机和钻抓工具组成。
钻抓工具有螺旋钻、抓锥和冲锥三种,可根据土质拆换使用。
在地下水位较高的泥质地区,采用螺旋钻,钻渣用压力水冲成泥浆排出。
抓锥形如抓铲,单索操纵,可抓掘石块和卵石。
冲锥有一定重量,下端有刀刃,用于冲凿岩石及坚土。
潜水式钻孔机用于沿海软土地区的桩基础施工,由潜水电动机、行星齿轮减速器和笼式钻头等组成。
电动机通过减速器驱动5~7个钻头切削土壤,同时将压力水沿水管从钻头尖部射出,使钻渣成泥浆排出。
锚杆构件力学性能及匹配性

4、不同锚杆构件之间的匹配性:在实际工程中,往往需要使用不同类型、 规格的锚杆,以满足不同部位、不同施工条件的需要。不同锚杆构件之间的匹配 性直接影响到整体结构的性能和使用效果,需要进行精细化设计。
影响因素
影响锚杆构件力学性能和匹配性的因素材料:锚杆的材料对其力学性能和匹配性具有重要影响。常见的锚杆材 料包括钢材、木材、复合材料等,不同材料具有不同的力学性能和适用范围。
锚杆构件力学性能
锚杆作为一种重要的连接件,需要具备一定的力学性能,包括抗拉、抗压、 抗剪强度以及挠曲性能等。
1、抗拉性能:锚杆的抗拉性能是衡量其质量的重要指标之一。在垂直于岩 土或混凝土结构物平面的方向上,锚杆需要承受拉力,此时要求锚杆具有一定的 抗拉强度和延伸率,以确保在承受拉力时不会发生断裂或过度变形。
2、与钢架的匹配性:在某些工程中,锚杆会与钢架共同作用,形成组合结 构。此时,要求锚杆与钢架具有良好的匹配性,包括连接方式、刚度等方面的匹 配,以实现结构的协同工作。
3、与其他支撑结构物的匹配性:锚杆还常常与其他支撑结构物如桩、地下 连续墙等配合使用。此时要求锚杆与这些结构物具有良好的匹配性,以实现共同 作用、协调受力。
2、实验研究:通过大量的实验验证理论分析结果的准确性,探索新的材料、 连接方式和技术参数,以提高锚杆构件的力学性能和匹配性。同时,加强不同类 型锚杆构件之间的实验对比研究,为实际工程中的选择和应用提供依据。
总之,锚杆构件力学性能及匹配性研究具有重要的理论和实践意义,有助于 提高岩土工程、桥梁、隧道等领域的结构安全性和稳定性。未来需要加强理论研 究、实验研究以及工程实践中的综合应用,不断推动锚杆技术的发展和完善。
1、构件组成
锚杆支护组合构件主要由锚杆、连接件和支护网组成。其中,锚杆通常采用 螺纹钢、中空锚杆等,主要起拉伸、压缩和弯曲等作用;连接件多采用螺栓、焊 接等方式,将锚杆与支护网相连,保证整体结构的稳定性;支护网则采用钢筋网、 钢丝网等材料,对岩体表面进行加筋补强。
深基坑桩锚支护体系的工作性能

深基坑桩锚支护体系的工作性能摘要本文从护坡桩和锚索的受力状态来分析桩锚支护体系的工作性能。
在桩锚支护体系中,护坡桩受到土体的主被动土压力作用产生水平位移,通过钢腰梁把桩与锚索连接在一起,通过施加预应力给锚索以主动调控护坡桩的位移,预应力则通过钢绞线传递给锚固段,锚固段再传递给深部稳定土层,形成类似于“自产自销”的现象。
关键词桩锚支护;工作性能;深基坑中图分类号td3 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)96-0180-020 引言随着我国城镇化的步伐在加快,大量人员涌入城市,致使城市的用地越来越紧张,城市中的建筑物也越来越密集,市政管线等也不断密集。
基坑的四周建筑物密集,市政管线等也密集,这就给基坑的开挖支护带来了一定的难度。
在这种情况下,桩锚支护以其自身具有优越于其他基坑支护方案的优点在众多基坑支护方案中脱颖而出,因为其对基坑边坡的位移控制效果好,又能为基坑的开挖和地下结构的施工提供足够的施工空间,所以桩锚支护很受城市基坑工程的欢迎。
在这篇文章中,笔者将对桩锚支护体系的工作性能进行浅显的分析,希望能够给后学者一点启发。
1桩锚支护体系的优点在深基坑中,排桩的主要作用是挡土。
由于基坑内的土体被挖出,则基坑外部的土体势必向基坑内运动,排桩的存在就能阻碍这种运动,从而为基坑的进一步开挖提供可靠的安全保障。
对于位移控制要求严格的深基坑来说,只有排桩的挡土作用是远远不够的,这种情况下,就需要锚索为支护桩提供合理可靠的约束刚度,对桩体的位移进行主动的调控。
排桩与预应力锚有效的配合作用就能够很好的控制基坑周边的位移和沉降,以阻止基坑周边建筑物的倾斜和沉降,以及市政管线的水平位移和沉降。
从桩锚支护体系的施工方面来说,排桩具有刚度大,施工节省场地,安全性高,受地下水的影响小等优点,与锚索结合对边坡的位移主动控制能力强,相比于排桩加内支撑支护体系,基坑开挖与地下结构的施工空间大,施工更为方便。
总之,桩锚支护体系具备安全、可靠和适应性。
桩锚支护

简介
简介
桩锚支护是深基坑的一种重要的支护措施,它的产生结合于抗滑桩支护方法和锚杆支护方法,其支护原理是 综合了抗滑桩和锚索的支护原理,即阻挡基坑边坡下滑的抗滑力主要来源于锚杆所提供的锚固力和抗滑桩提供的阻 滑力。桩锚支护体系主要由护坡桩,土层锚杆,围檩和锁口梁4部分组成,在基坑地下水位较高的地方,支护桩后 还有防渗堵漏的水泥土墙等,它们之间相互,相互影响,相互作用,形成一个有机整体。桩锚支护体系其主要特 点是采用锚杆取代基坑支护内支撑,给支护排桩提供锚拉力,以减小支护排桩的位移与内力,并将基坑的变形控 制在允许的范围内。
杆系有限元法
该方法的基本原理就是把桩锚支护体系的支护结构杆件离散成许多相连的单元并用有限元单元法求解。有限 元求解用梁单元模拟基坑开挖面以上的支护结构和用弹性地基梁单元模拟开挖面以下的支护结构。有限元单元法 的本质是把支护结构分解成各种杆件,再用有限元单元法来分折这些杆胜的受力和位移。在用有限元单元法求解 时,通常假设单元为等截面直杆,再对单元的近似位移模式假定,以虚功原理为基础建立有限元方程,推导出刚度 矩阵方程,再根据静力等效原理把各个单元上的外力转化到单元的节点上,构成等效节点荷载。因而有限元单元 法的关键环节就是假设符合实际的位移函数,然后,将各个单无刚度矩阵组合成结构整体进行分析,将单元等效 节点荷载集合成整体等效节点荷载列阵,并引出结构位移边界条件,建立整体平衡方程组,得出基本未知量,最后 计算各单元的内力和变形 。
研究现状
弹性地基梁法
静力平衡法
杆系有限元法
静力平衡法
该方法是最早应用于实际工程中并且是工程设计人员最为熟悉的一种计算理论。该方法第一步即在桩体上寻 找一个点,假定该点的土压力和位移均为该支护结构体系中的桩体则围绕该店发生刚性转动,转动点以上的桩部 分承受土体的主动土压力而向基坑的开挖方向偏转,转动点以下的桩部位受到土体被动土压力作用而向基坑开挖 相反的方向偏转,土压力由经典土力学理论计算得出。再结合桩体的嵌固深度和锚杆水平拉力,根据静力平衡条 件则最终计算得出支护结构的内力,使之保持基坑各种稳定性要求由于静力平衡法的假定条件比较简单,当支护 结构体系各种参数发生变化时,特别是在多支点结构设计计算中,则难以对其进行准确的表达,因而逐渐被弹性 支点理论所取代,但是因为它原理简明易懂,计算方便,并且实践证明它对简单支护结构误差影响较小,许多设 计计算特别是悬臂式仍然采用该方法,对悬臂式支护和单支点支护的嵌固深度,我国《建筑基坑支护技术规程》 明确规定应按静力平衡法进行计算确定,并且静力平衡法在某些特定领域的计算还会得以继续发展应用。然而静 力平衡法具有其局限性,它把被动土压力假定为基坑内侧的土抗力,并且假定对支护结构内力的计算与其刚度系 数无关,这与实际情况不相符,支护结构真实的受力状况也没能从理论得以反映。实际上由于排桩位移有控制要 求,基坑内侧土体并没有完全处于被动状态,而是处在弹性抗力阶段。
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简述桩锚支护体系力学性能
随着经济的快速发展,建筑技术取得了很大进步。
在实际的施工过程中应用哪种技术就应该对这种技术进行了解。
文章就对桩锚支护体系的力学性能进行了相关阐述。
标签:桩锚支护体系;力学性能;建筑
1 桩锚支护体系的构成
深基坑桩锚支护体系主要由支护桩与锚杆组成,为了增强支护结构的整体稳定性,在桩顶通常设有冠梁。
这种支护结构由锚杆与周围土体的之间的摩擦力及支护桩共同抵挡桩后的土压力,桩锚支护体系应设有腰梁。
锚杆与腰梁连接,而腰梁与支护桩连接,以此形成一个稳定的受力体系。
由于土中水对锚杆周围土之间的受力有很大影响,而深基坑中地下水位往往在基底以上,所以桩锚支护结构施工通常与降水共同进行。
1.1 支护桩体系
桩锚结构中的桩目前最常见的是钻孔灌注桩,也可以人工挖孔桩,预制桩钢板桩等,桩既有挡土作用又有受力作用。
一般情况下桩孔径大于400mm,桩间距依据受力及桩间土体稳定条件确定。
1.2 锚杆及腰梁体系
1.2.1 锚杆
锚杆的作用是将桩所受侧压力传至稳定的土层,与腰梁排桩共同作用,形成一个稳定的体系。
预应锚杆由自由端、锚固端、紧固段组成,锚杆端是锚杆的最远端,它将拉力传给土层。
锚固端通过灌浆形成一个粗糙圆柱体,锚杆居中,四周为砂浆裹护,此部分是锚杆中最关键的部分,锚固杆段长度不宜小于4m。
自由端是将这力传至锚固段的中间段,锚头是用来锚固锁定锚杆并通过它对锚杆施加压力的部分,锚头由部分钢绞线、承压垫板、锚具、夹片组成。
长度不宜大于5m,外露长度需要满足台座、腰梁尺寸以及张拉作业要求。
1.2.2 腰梁
腰梁必须有足够的刚度与强度,才能保证排桩能将其承受的土压力有效的传给锚杆,同时由于考虑工程造价及腰梁主要受弯这一特点,工程中通常用双槽钢作为腰梁。
2 预应力锚杆特点及预应力损失
2.1 预应力锚杆特点
预应力锚杆支护是一种现今流行、技术成熟应用广泛的深基坑支护技术。
它通过对锚杆预先施加一定拉应力,实现对深基坑侧壁的加固。
通过对锚杆自由段的张拉,使锚固的土体产生应压力,锚杆被固定,因而对腰梁产生压力,固定了排桩。
预应力锚杆安全性好,由于锚杆每一根受力都必须张拉,并可检测,所以锚杆即便有问题也可以补救,因此预应力锚杆具有良好的安全性。
预应力锚杆能够先主动对土体岩体进行加固,随后才进行土方开挖,岩土才受到土压力,所以能够减少土体剪切变形,有利于岩土体的稳定性,基坑变形较小。
2.2 预应力锚杆的预应力损失
预应力锚杆的预应力损失是工程中必须面临的问题,它是关系到工程安全的一个重要问题。
预应力损失与很多因素相关,土体力学特征、材料的性质、使用的锚具质量、现行的施工工艺和当前的管理水平都是其影响的主要因素。
通常预应力锚杆的预应力损失主要分为:张拉过程损失、锚固过程损失、和由时间变化引起的损失。
2.2.1 张拉过程的预应力损失
张拉过程中的预应损失主要由两种摩擦决定:预应力锚杆与土体孔壁的摩擦、千斤顶的摩擦阻力。
我们应采取方法来减少锚杆与土体的接触,由此来减少此部分预应力损失。
张拉千斤力的摩擦损失一般为张拉力的1%,这部分损失可以通过超张拉来消除。
2.2.2 锚固过程中的损失
卸载是在锚杆在张拉程序完成后必须进行的一道工序。
通常在锁定锚杆时钢绞线会有一定量的回缩,在某种程度上锚杆预应力损失的大小取决于回缩量的多少。
通常锚固工具的状态与操作人员水平对其影响较大,此部分损失可通过超张拉来弥补。
2.2.3 由时间引起的损失
由时间引起的损失主要有锚杆的松驰、土体的徐变。
(1)锚杆的松驰。
现行锚杆通常由钢材制成,如钢丝、钢铰线等材料。
钢材具有长期受荷载作用下会出现松驰的情形,而且随着外加荷载的不断增大这种
松驰的损失量也会逐渐加大。
试验表明,钢材在长期受荷载的情况下预应力损失量通常为5~10%。
由此可见,由于钢材本身所具有的上述特性,锚杆在使用过程中必然会面对錨杆随着时间的推移,强度逐渐损失的情况。
(2)土体徐变。
土体徐变是土体一个特性,它是桩锚支护体中锚杆预应力损失的又一来源。
在桩锚体系中预应力施加后,土体会产生压缩变形,这种变形并不是一次到位的,随着时间的推移,这种变形也应逐渐增加。
3 桩锚支护体系的工作原理
基坑开挖、支护过程其实是一种土体从一种平衡状态到另一种平衡状态的过程。
土体开挖时会引起支护体系内侧的土体的应力释放。
为了保证施工安全,我们必须采取措施来进行阻挡已经失去支撑的那部分土方,防止土体侧移,这样就形成了一个新平衡。
支护结构限制了土体变形,故而自身必定受到来土体的压力,这就形成了土体与支护结构之间平衡的相互作用。
在深基坑桩锚支护体系中,排桩体在深基坑周围土体荷载的作用下会向基坑内倾倒,桩后土在此情况下也会有一定的位移。
在这种情况下桩体依靠嵌固深度范围内桩体和锚杆来抵挡桩后所受的主动土压力,并减小一部分位移,从而产生了支护桩、锚杆以及土体间相互作用。
3.1 支护结构中桩与土体的相互作用
在基坑开挖过程中,由于土体内部压力的存在,致使土体在开挖后有向坑内倾倒的趋势,而排桩则限制了土体的位移。
桩的长度要大于基坑的深度,桩深嵌于土层内,利用土层的嵌固作用来抵抗桩上部的侧压力。
对于排桩而言,桩间的土拱效应是土体自身强度得以发挥的结果。
桩后土压力通过土体传到桩,桩利用深埋地土内的下部及桩本身来抵抗压力。
在开挖过程中桩间土有向基坑内移动的趋势,所以桩间土的位移要大于桩后土。
在这种情况下桩间土与桩后土抗剪能力发挥,其在土体中形成了一种楔紧作用,这就是所说的桩间土的土拱效应。
土拱效应其限制了桩间土的位移,构成了相对稳定的一种状态,而桩间土的土体压力则传到相邻两侧的桩上。
3.2 锚杆与土体的相互作用
桩锚支护结构中的桩锚属于预应力结构,它通过主动施加锚杆拉力限制了土体的变形与位移。
预应力锚杆不仅加固了坑壁,同时改变了排桩那悬臂桩的不合理的受力状态。
而且由于锚杆的作用,增强了土体在竖向的嵌固作用,进而减小了下滑体的下滑力。
锚杆的受力情况复杂,不同的材料、不同的施工状况和不同的土质情况所造成的受力情况都不尽相同,其工作机理一时难以分析清楚。
一般认为锚杆的拉力
由自由段传至锚固段,当锚固段受力后传至锚杆与周边水泥砂浆的形成的粘结力锚固体中,最后通过锚固体与周围土体之间的想互作用传至土体。
3.3 桩锚结构的受力特征
桩锚支护结构综合了排桩支护与锚杆支护的优点,使得二者都能发挥最大功效。
尤其使支护桩体受力更加合理,有效的控制了支护结构的变形。
通常在场地测量后进行排桩施工,然后进行土方开挖,在挖到设计高度后锚杆进行施工。
在挖土后锚杆受力前桩受到土体压力作用,出现悬臂状态。
在锚杆施工后,桩上增加了支点,桩受到的是弯力,如此就改变了悬臂状态,减少了桩的变形。
随着深度加大,桩上锚杆的增加,桩受力逐渐变为多点支撑受弯状态。
桩锚结构有效地利用桩及锚杆的优势,桩的变形极小,且桩在水平土压力作用下趋于均匀,受力更加合理。