鄭歆毅 曹延龍 王曉冬 王新宇

摘? ? 要：預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護，以機動靈活、支護能力強、工期短、造價低等特點被廣泛運用，但是對此支護設(shè)計理論的研究，卻一直落后于工程實踐。本文在介紹幾種典型的預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護形式的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實例，通過探究復(fù)合支護形式下土釘和錨桿以及二者之間的協(xié)同受力機理，進行了土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿協(xié)同作用下的支護設(shè)計和穩(wěn)定性分析，該分析可為深基坑預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護提供一定的指導。

關(guān)鍵詞：深基坑工程;復(fù)合土釘墻;支護設(shè)計;穩(wěn)定性分析

1? ?引言

預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護技術(shù)，是幾種常見的復(fù)合土釘墻基坑支護形式之一。相對于錨桿支護和土釘支護，預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護具有支護能力強、機動靈活、工期短、適用范圍廣等特點，在粘性土、粉砂土、卵石土等基坑工程中被廣泛應(yīng)用。

雖然預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護結(jié)構(gòu)在各大工程中運用廣泛，但實際施工仍以工程經(jīng)驗為主，對預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護結(jié)構(gòu)受力機理、破壞模式等相關(guān)的理論及試驗研究還相當少且不夠深入，存在著理論明顯滯后于工程實踐的現(xiàn)象，很大程度地限制了這項技術(shù)的發(fā)展。為了解決這一矛盾，本文將結(jié)合中建三局樂陵棚戶區(qū)改造項目實際施工情況，深入研究和探討預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護結(jié)構(gòu)的力學性能及其破壞模式，并在此基礎(chǔ)上對預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)進行支護設(shè)計和穩(wěn)定性分析。

2? 工程概況

中建三局集團有限公司樂陵市城北片區(qū)、井家三期棚戶區(qū)改造項目（三標段）位于山東省樂陵市，建設(shè)安置房約2786套，建筑總面積約466685.59m?，共43棟主樓，建筑高度：7.80m～50.70m，基坑深度5.8m。

3? 預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護作用機理

3.1? 土釘作用機理分析

土釘支護技術(shù)是在新奧法的原理上逐步發(fā)展起來的，由被加固土體、土釘筋體、噴射混凝土面層共同組成，是一種土體柔性支護技術(shù)。潛在滑移面內(nèi)主動區(qū)土體由于土釘?shù)拇嬖?，其剛度增大，強度和自穩(wěn)能力得到提升。土釘通過注漿作用與土體結(jié)合成為有機的整體，共同作用阻止基坑變形。土釘?shù)淖饔弥饕袘?yīng)力分擔作用、骨架箍束作用、應(yīng)力擴散與傳遞作用等方面。

3.2 錨桿作用機理分析

預(yù)應(yīng)力錨桿是主動支護方式，通過對錨桿施加預(yù)應(yīng)力，能有效的將基坑主動區(qū)不穩(wěn)定土體的應(yīng)力傳遞到后方穩(wěn)定的土層中，主動地將滑裂面外穩(wěn)定土體的潛能調(diào)動起來，共同承受荷載。預(yù)應(yīng)力的存在一方面改善了主動區(qū)土體的應(yīng)力狀態(tài)，另一方面也使土體的自承能力得以充分發(fā)揮，因而對控制基坑變形、維持基坑穩(wěn)定起到?jīng)Q定性作用。錨桿的作用機理可以概括總結(jié)為深層錨固作用、深部懸吊作用、注漿約束作用等幾個方面。

4? ?預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護設(shè)計分析

由于土釘和錨桿各自作用機理不同，在基坑開挖的不同階段，土釘和錨桿發(fā)揮的作用也顯示出很大差別。根據(jù)樂陵市棚戶區(qū)改造項目現(xiàn)場實際施工情況表明，開挖初期，基坑挖深較小，土釘釘體大部分仍位于潛在滑裂面以外，土釘發(fā)揮其應(yīng)力傳遞與分散作用。隨著開挖的不斷進行，土釘釘體在潛在滑裂面以內(nèi)的長度增大，此時為保證基坑穩(wěn)定，應(yīng)將錨桿置入土體中，此時錨桿作為主要受力構(gòu)件，將主動區(qū)土體的水土壓力傳遞到深部穩(wěn)定土體中，并通過預(yù)應(yīng)力對基坑進行主動支護，限制土體的變形，維持基坑穩(wěn)定性。

錨桿在整個開挖階段作用顯著，由于錨桿預(yù)應(yīng)力的作用，使錨桿對基坑得以主動支護，不僅使基坑主動區(qū)土體因受到擠壓而加固，還增加了潛在滑動面上的正應(yīng)力和抗剪阻力，提供抵抗主動區(qū)土體滑動的抗滑力，減少基坑滑動破壞的發(fā)生。同時，錨桿預(yù)應(yīng)力對基坑變形起到很關(guān)鍵的控制作用，能有效改善由基坑下層土體開挖引起的應(yīng)力釋放。

目前，對預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算方面的研究還很欠缺。本文結(jié)合樂陵棚戶區(qū)改造項目現(xiàn)場實際施工，根據(jù)規(guī)范對預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算方法進行總結(jié)，包括土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿這兩種主要受力構(gòu)件的設(shè)計和對錨桿復(fù)合土釘支護基坑的穩(wěn)定性進行驗算分析。

4.1? 土釘支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）土釘長度確定

圖土釘長度計算。

單根土釘長度[li]可按下列公式初步確定：

（2）土釘桿體截面面積確定。

（3）土釘錨固力。在軸向拉力作用下，土釘可能有三種破壞方式：①沿錨固體與土體的界面拔出，即達到其極限錨固力;②拉力達到土釘?shù)目估瓘姸榷焕瓟?③土釘從灌漿體中拔出，即拉力達到其極限粘結(jié)力。一般不會發(fā)生土釘被拉斷的情況，通常土釘破壞為拔出破壞。第j排其中一個土釘所提供的錨固力標準值[Tk，j]：

5? 結(jié)論

本文結(jié)合實際工程實例，介紹了幾種典型的預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護形式，進一步揭示了復(fù)合支護形式下土釘和錨桿以及二者之間的協(xié)同受力機理，并進行了土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿協(xié)同作用下的支護設(shè)計分析和穩(wěn)定性分析，該設(shè)計理論可為深基坑預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護提供一定的理論指導。

參考文獻：

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