深基坑桩锚支护结构锚杆(索)问题分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第41卷第1期168SichuanBuildingScience2015年2月深基坑桩锚支护结构锚杆(索)问题分析张蓓，黄雪峰，宋楠(1．后勤工程学院土木工程系，重庆401331；2．岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室，重庆401331；3．后勤工程学院军事工程管理系，重庆401331)摘要：目前，在深基坑支护工程中，桩锚支护结构得到广泛应用，锚杆(索)结构作为其中重要组成部分，许多学者对此进行了研究和分析。本文针对当前桩锚支护结构中锚杆(索)问题的现场试验、理论分析及数值模拟研究进行了总结分析，并指出了进一步研究的方向：研究桩锚支护结构合理的设计计算方法；

2、分析锚杆应力损失的时空效应及规律；探讨锚杆锚固体有效长度与其受力分布；分析其承载能力及锚杆不同界面的应力传递规律。关键词：桩锚结构；锚杆(索)；现场试验；理论分析；数值模拟中图分类号：TU473．12文献标志码：B文章编号：1008—1933(2015)01—168—04土压力位于极限平衡状态，排桩看作单跨简支梁，由0引言此进行桩锚结构反力计算。等值梁法则是把单锚点近年来，随着基础设施及国防建设的迅速发展，作为铰结点，先找出开挖面以下土压力零点的位置，地下空间的开发速度日益加快，深基坑工程的支护认为该点的弯矩为零，由此把桩锚结构划分为两段，与检测技术受到高度重视。大型复杂结构地

3、下工程上段为简支梁，下段可看作一次超静定结构，其下端的建设，对地下支护结构技术与理论提出了巨大的为固定端。这两种方法都是基于土压力的极限平衡挑战。状态理论，假定支护结构受极限状态的土压力作用，在众多基坑支护形式中，桩锚支护结构以其特不能反映支护结构的变形和实际开挖情况，一般只有的优势，得到了广泛的应用。它的原理是通过对用于校核支护结构内力。锚杆(索)施加一定的预应力，可使其产生的水平变支撑荷载的1／2分担法是多支点桩锚结构的一形较小；锚杆(索)的位置和层数灵活，通过调整它种简化计算。该法不考虑桩的变形，每层锚杆所承的位置和层数可使支护桩内力分布较均匀；并且在受的压力相当于相邻两

4、个半跨的土压力荷载值，依基坑内形成无障碍空间，便于土方的开挖和运输。此求出锚杆所受反力，即可求出桩锚结构的弯矩及桩锚支护结构作为常用的一种基坑支护方法，校核桩锚的截面和配筋。该法计算较为简便，但由受到国内外广大学者深入地研究。锚杆(索)作为于有所简化，所以与实测结果有一定差距。桩锚结构的核心之一，成为该领域内众多学者的主逐层开挖支撑力不变法是根据实际施工而来要研究方向。的。多层桩锚支护的施工是先施工排桩，然后开挖1结构设计计算第一层土，至第一层锚杆点以下若干距离，进行第一层锚杆施工；然后继续开挖至第二层锚杆点下若干目前，关于桩锚支护结构的设计计算方法很多，距离，进行第二层锚杆施

5、工；如此循序作业，直至挖一般有静力平衡法、等值梁法、支撑荷载的1／2分担至坑底。该计算方法假设每层锚杆安装后，其受力法、逐层开挖支撑力不变法、弹性支点法、有限元计和变形均不因下阶段开挖及支撑设置而改变，而每算法等。层锚杆安设后可看作简单铰支座。静力平衡法和等值梁法主要适用于只有一道锚目前在支护结构设计中，应用较多的仍是弹性杆的单支点桩锚支护结构。静力平衡法的计算原理支点法，也叫弹性地基梁法。该法把桩锚支护结构是当排桩人土不深时，即认为处于非嵌固的情况下，看作一竖直放置的弹性地基梁，受侧向土压力作用，锚杆简化为二力杆弹簧，地基反力用弹簧模拟，地基收稿日期：2014-02—10反力

6、的大小与桩的变形有关，即地基反力由水平地作者简介：张蓓(1988一)，女，山东青岛人，在读硕士研究生，主要从事基坑支护的研究。基反力系数同该深度桩的变形的乘积决定，地基反E—mail：sn2271889@sina．tom力系数有不同的计算方法，建筑基坑支护规程中2015No．1张蓓，等：深基坑桩锚支护结构锚杆(索)问题分析l69的地基反力系数按“m”法确定。通常，弹性支点法大，并在最后趋于稳定值。锚杆本身对变形的控制比较复杂，但能够考虑支护结构的平衡条件和结构作用明显。与土的变形协调，计算土压力与实测结果相对贴合，张季如和唐保付假定锚固体与锚杆周围岩是一种重要的基坑支护工程设计

7、方法。(土)体之间的剪力与剪切位移呈线性增加关系，建由于基坑工程的复杂性，采用传统的分析方法立锚杆荷载传递的双曲函数模型，获得了锚杆摩阻难以反映诸多因素的综合影响，可用有限元法分析力和剪切位移沿锚固长度的分布规律及其影响因深基坑的整体特征，即把深基坑作为一个空间结构素。分析表明，锚杆的剪切位移、摩阻力分布和临界的整体体系，考虑开挖过程、支护结构与土体共同作锚固长度均由锚固体与锚固层之间的剪切模量与锚用、渗流、时间等各方面因素的影响，综合分析支护固体弹性模量之比值决定，与锚固体的长度无关。结构