張洪堯

(沙洲職業(yè)工學(xué)院建筑工程系，江蘇張家港 215600)

大跨度拱桁架穩(wěn)定性能影響因素及穩(wěn)定性分析

張洪堯

(沙洲職業(yè)工學(xué)院建筑工程系，江蘇張家港 215600)

錨桿抗拔力與注漿壓力是深基坑樁錨支護(hù)體系中需要重點(diǎn)控制的兩個(gè)因素，對(duì)錨桿抗拔力與注漿壓力進(jìn)行深入研究，能有效保證深基坑樁錨支護(hù)的整體穩(wěn)定性與提高坡邊穩(wěn)定性。本文主要分析研究深基坑樁錨支護(hù)錨桿抗拔力與注漿壓力，并依據(jù)各自的理論給出計(jì)算公式，以確定肯深基坑樁錨支護(hù)體系中二者的數(shù)值，為工程建筑實(shí)踐提供有力數(shù)據(jù)支持。

深基坑樁錨支護(hù)；錨桿抗拔力；注漿壓力

引言

現(xiàn)代城市建設(shè)中，高層建筑、地鐵與基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多，深基坑樁錨支護(hù)技術(shù)開(kāi)始運(yùn)用其中，以穩(wěn)定建筑的穩(wěn)固性。深基坑樁錨支護(hù)體系牽涉到土釘、錨桿抗拔力、支護(hù)結(jié)構(gòu)和注漿壓力。只有重視控制深基坑樁錨支護(hù)體系中的各個(gè)因素，才能保證深基坑樁錨支護(hù)體系發(fā)揮最大的作者，保證建筑穩(wěn)固性。

1. 深基坑樁錨支護(hù)錨桿抗拔力

1.1 錨桿抗拔機(jī)制

在保證深基坑整齊穩(wěn)定的前提下， 錨桿抗拔力與其錨桿本身的強(qiáng)度、注漿壓力及錨固體與地面摩擦阻力等三個(gè)方面有關(guān)。這些因素與施工方式、土地巖石參數(shù)、錨孔的大小及角度都有關(guān)系。錨桿抗拔機(jī)制的原理主要是通過(guò)錨桿將錨頭傳遞而來(lái)的負(fù)荷值通過(guò)錨桿與砂漿的握裹力傳遞到水泥砂漿，在通過(guò)砂漿與孔壁間的摩擦阻力傳遞到錨固地層，從而達(dá)到提升建筑土地的應(yīng)力狀態(tài)及穩(wěn)定性的目的

[1]。所以錨桿的長(zhǎng)度直接影響著錨桿抗拔力。

1.2 錨桿抗拔力的計(jì)算方式

根據(jù)錨桿抗拔機(jī)制可以了解到砂漿與孔壁間的摩擦阻力對(duì)其起著重要作用，因此錨桿抗拔力與錨固段砂漿與土體之間的粘結(jié)強(qiáng)度有關(guān)。所以能夠得到錨桿極限抗拔力的公式為Tuj=πDLajτ。Tuj為j排的錨桿的極限抗拔力，D為錨桿的長(zhǎng)度，Laj為j排錨桿的長(zhǎng)度，τ為錨固段所在砂漿與孔壁間的平均強(qiáng)度。而圖層錨桿孔壁與砂漿的摩擦阻力來(lái)自于外圍土層強(qiáng)度，由此可以推出公式τ=c+σtanφ[2]。根據(jù)錨桿軸向與垂直方向靜力學(xué)的平衡公式，P+F=Esinα和Ecosα=N。再依據(jù)深基坑樁錨支護(hù)中錨桿受力的公式z=zj+zjx=zj+xsinα與公式dTuj2=πDq2dx=πD（γz+q0）sin αdx，最終推導(dǎo)出錨桿抗拔力的公式為Tuj=Tuj1+Tuj2[3.4]。

1.3 錨桿抗拔力的計(jì)算

在工程實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)土層參數(shù)為：重度17.5kN/m3、粘力為16kPa、內(nèi)摩擦角為24°、地面負(fù)荷量為12kPa、邊坡傾角為75°。其錨桿的設(shè)計(jì)參數(shù)為（表1）。根據(jù)錨桿抗拔力計(jì)算公式，即可計(jì)算出每根錨桿的抗拔力具體數(shù)值。如表2.

表1 各錨桿的設(shè)計(jì)參數(shù)值

表2 錨桿的抗拔力計(jì)算結(jié)果

2.深基坑樁錨支護(hù)注漿壓力分析

深基坑樁錨支護(hù)注漿的基本流程為：

2.1 先測(cè)量防線，鉆機(jī)就位后進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)，然后通過(guò)重力穿心錘錘擊，在鋼管種注入水泥漿，成樁后進(jìn)行土方開(kāi)挖到錨桿的孔口0.5米高下。對(duì)第一排錨桿進(jìn)行施工后注漿，張拉鎖定，進(jìn)行土方開(kāi)挖到錨桿孔口0.5米高下處。然后，進(jìn)行第二排錨桿施工，注漿后張拉鎖定，此時(shí)土方的開(kāi)挖需要到基底處。

2.2 鋼管樁的施工

第一，做好機(jī)具定位：使用過(guò)經(jīng)緯儀將樁軸線放出，用鋼尺放好孔位后，釘好鋼纖，然后使用白灰做好記號(hào)。在施工之前，測(cè)量員和質(zhì)檢員需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)后沒(méi)有問(wèn)題才能開(kāi)鉆。

第二，使用30鉆機(jī)重力穿心錘進(jìn)行沖擊成孔。樁機(jī)就位后要確保平穩(wěn)性和牢固性，保障其在施工過(guò)程種無(wú)傾斜或者移位的問(wèn)題。

第三，焊接鋼管。在焊接鋼管時(shí)，要確保接頭不在同一個(gè)截面上，而且在接頭對(duì)接之后，使用200mm的長(zhǎng)管靴進(jìn)行二次焊接。

第三，在鋼管內(nèi)進(jìn)行水泥漿注入。成樁之后使用水泥漿注入到鋼管中主要是為了能夠使得其剛度增強(qiáng)。

2.3 成樁后進(jìn)行注漿施工

樁后注漿施工要在土方開(kāi)挖之前進(jìn)行，而且要同鋼管樁施工一起進(jìn)行。具體的施工工藝：主要是通過(guò)沖擊成孔到一定的深度后，放置鋼花管，然后通過(guò)重心穿心錘把鋼花管進(jìn)行錘擊，錘擊需要7米深。為避免漿液溢出，在進(jìn)行注漿之前要在鋼花管地表下1.5米處使用水泥漿進(jìn)行固結(jié)。等水泥漿凝固之后才能注漿，注漿的壓力控制在0.2到0.4MPa，注漿過(guò)程中要緩慢進(jìn)行，同時(shí)要等壓力達(dá)到最大壓后且保持穩(wěn)定后才能結(jié)束組將。注漿的材料可使用42.5級(jí)的普通硝酸鹽水泥，水灰的配比一眼為1：0.5到1:1間[5]。

2.4 錨桿的施工

第一，進(jìn)行錨桿成孔施工，錨桿使用的是150錨頭螺旋進(jìn)行成孔，地質(zhì)鉆桿也就是錨桿，孔的傾角控制在12度到18度之間。

第二，注漿。錨固體采用的是純水泥，同時(shí)參入3%的早強(qiáng)型膨脹劑。注漿的壓力控制在1-2MPa。根據(jù)世紀(jì)的情況進(jìn)行補(bǔ)漿。

第三，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。在錨固段注漿2天后，才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉到設(shè)計(jì)荷載的65%后鎖定。

2.5 監(jiān)測(cè)變形

深基坑開(kāi)挖結(jié)束后，要保障深基坑獨(dú)立樁的安全，在工程重要設(shè)立變形觀測(cè)點(diǎn)。對(duì)深基坑開(kāi)挖情況進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，樁間土方無(wú)塌落和滲流情況表明基坑工作較好，同時(shí)說(shuō)明樁后鋼花管注漿對(duì)含水層起到了一定的止水和固結(jié)的作用。

此外，深基坑樁錨支護(hù)錨桿進(jìn)行壓力注漿時(shí)，要控制其質(zhì)量需注意一下幾點(diǎn)。

首先，檢測(cè)好原材料。對(duì)水泥、砂子和外加劑量以及鋼筋的抗拉強(qiáng)度等需要加以檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)，而且要確保這些材料有合格證。

其次，要對(duì)全套錨桿進(jìn)行檢查。確保排氣管和進(jìn)漿管同桿體之間的結(jié)合牢固。錨桿在放置和運(yùn)輸種要確保其不發(fā)生明顯的變形。

最后，要檢查鉆孔。

結(jié)論

鋼管樁同錨桿聯(lián)合支護(hù)的設(shè)計(jì)同鋼花管注漿防滲技術(shù)在深基坑錨桿支護(hù)中具有可行性，其效果較好。在深基坑開(kāi)挖的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)樁后鋼花管注漿對(duì)與地層物理學(xué)參數(shù)有一定的提升，而且對(duì)樁間土也會(huì)產(chǎn)生一定的固結(jié)作用，對(duì)深基坑的防滲也有一定的效果。同時(shí)，在抗拔力的實(shí)踐中還需注意避免偏心受拉的問(wèn)題，同時(shí)加載時(shí)應(yīng)該勻速進(jìn)行，沒(méi)有特殊需要的情況下，切不可做破壞性的試驗(yàn)。

[1]張蓓,黃雪峰,宋楠. 深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿(索)問(wèn)題分析[J]. 四川建筑科學(xué)研究,2015,01:168-171.

[2]李芳,李強(qiáng),于元峰,宗士昌. 樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)分析[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2015,04:53-57+62.

[3]韓杰. 樁錨支護(hù)體系在深基坑支護(hù)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用探討[J]. 施工技術(shù),2012,S2:19-22.

[4]嚴(yán)鑫. 深基坑支護(hù)工程的安全施工管理分析[J]. 中華民居(下旬刊),2014,01:477.

[5]李立海. 試析深基坑預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)施工存在的問(wèn)題及對(duì)策[J]. 沿海企業(yè)與科技,2013,02:51-53+50.

TU714

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1007-6344（2016）02-0234-01

張洪堯，男（1978.3)。本科，副教授，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)及建筑施工江蘇省高等職業(yè)院校高級(jí)訪問(wèn)工程計(jì)劃資助項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2015FG034