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1、预应力土层锚杆在深基坑支护施工中的应用 摘要:本文主要从预应力土层锚杆技术的工作机理、作用、基坑支护结构的设计要求、施工工艺及施工注意事项要求等方面进行阐述。 关键词:预应力土层锚杆;深基坑支护 Abstract:Thistextpropsupthedesigningrequirementofprotectingthestructurefromtheworkingmechanism,function,baseholeofthesoillayerstocktechnologyofprestress
2、ingforcemainly,suchrespectsasconstructioncraftandconstructionprecautionsarerequiredareexplained. Keywords:soillayerstockofprestressingforce;thedeepbaseholeisproppedupandprotected 预应力土层锚杆技术是一种高效、经济的岩土体加固技术,已在地下围岩和边坡工程中得到广泛应用。目前,随着城市建设的迅速发展,城市用地越来越紧张
3、,为了充分提高地下空间的利用率,高层建筑地下部分也不断增加,基坑也越来越大,越来越深。深基坑支护施工除了要求必须满足自身结构的安全、保证地下室施工安全顺利进行、确保周边环境与建筑物、道路管线的安全外,同时还必须实现施工对周边的环境影响最少,降低地下污染、降低造价的目的。而预应力土层锚杆技术,其不仅可决定支挡结构的稳定性,而且还能有效控制基坑变形,在深基坑支护中起着相当重要的作用。因此,本文将主要对预应力土层锚杆在深基坑支护中的应用进行一些探讨。 1预应力土层锚杆技术的工作机理 预应力土层锚杆技术,
4、是指利用专用土层锚杆施工机械,将其一端与挡土桩、墙联结,另一端锚固在地基的土层中,通过对锚固段灌注高强度等级水泥砂浆,使其锚固段砂浆体达到一定的设计强度,以承受桩、墙的土压力、水压力等水平荷载,利用地层的锚固力维持桩、墙的稳定,为不使桩、墙的位移太大,锚杆在安装后即在锚杆顶部施加张拉应力,使得锚锭板带动锚固体发生位移趋势,锚固体与周围土体产生抗拔摩阻力,通过锚具与钢台座反作用于混凝土连续墙,对深基坑起支护作用。 2预应力锚杆的作用 在深基坑支护中,预应力锚杆一般选用钢铰线作为预应力筋,利用对其自由
5、段预拉的弹性回缩力对支护结构施以预设的应力,使支护结构得以稳定,则其作用有以下几点: 2.1施加预应力实现荷载平衡 其是指将结构中的预应力筋和锚具看作施载体将其从结构中脱离,把预应力的作用视为一相应荷载(称为反荷载或是平衡荷载),由其于外荷载相平衡的条件,去反求预应力的大小、 预应力筋的布筋及其弯曲形状等。这样,即可把结构当成是受到平衡荷载和外荷载作用的非预应力结构来计算,为支护的设计和分析提供了依据,是支护结构稳定的保证。4 2.2预加应力使土体和锚固体一体化的加固作用 通过预加应力,使自
6、由段处的土体预压,使得原来土压力方向发生了改变,阻碍了滑移面的产生,从而抵消了基坑开挖时释放的土压力,有效地控制了土体的变形;可使锚固体与土体进行协调结合,形成一体化的加固作用,提高基坑的整体稳定性。 但需注意的一点是,由于预应力锚杆是在基坑自稳、土体未产生变形的基础上才产生作用的,因此,下步开挖需在锚杆张拉,施加预应力之后进行。 3基坑支护结构的设计要求 3.1支护结构的设计 (1)基坑支护结构应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平和竖向变形的影响。 (2)基坑支护结构均应进行
7、承载能力极限状态的计算,计算内容包括:根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算;基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算;当有锚杆或支撑时,应对其进行承载力计算和稳定性验算。 (3)当场地内有地下水时,应对地下水控制进行计算,如对其抗渗透稳定性验算、基坑底突涌稳定性验算、以支护结构设计要求进行地下水控制计算等。 3.2预应力锚杆的设计 (1)设计计算。锚杆预应力值的确定对于锚杆的应用起决定性作用,它不仅要考虑安全与经济性,而且对变形的控制尤为重要。因此,预应力锚杆在设计计算时,锚杆预应力值
8、应满足基坑支挡结构的稳定力;在支护体系中,锚杆预应力值应由支挡结构各部位所承受的土压力(采用土钉支护时,土压力用抗拔力代替)乘以安全系数计算而来;预应力锚杆参数(锚杆长度、自由段长度、预应力筋个数、倾斜角等)应由预应力值和所勘察的土性参数结合而确定;当基坑稳定性满足各锚杆参数计算后,再对整体进行稳定计算,如满足要求,则进行下一步工作。 (2)试验资料。由于深基坑支护时,开挖后与勘察资料不尽相同,为此,在施工前应先进行现场试验,以获得完整的试验资料,如通
