大跨度拱桁架穩定性能影響因素及穩定性分析

張洪堯

(沙洲職業工學院建筑工程系，江蘇張家港 215600)

大跨度拱桁架穩定性能影響因素及穩定性分析

張洪堯

(沙洲職業工學院建筑工程系，江蘇張家港 215600)

錨桿抗拔力與注漿壓力是深基坑樁錨支護體系中需要重點控制的兩個因素，對錨桿抗拔力與注漿壓力進行深入研究，能有效保證深基坑樁錨支護的整體穩定性與提高坡邊穩定性。本文主要分析研究深基坑樁錨支護錨桿抗拔力與注漿壓力，并依據各自的理論給出計算公式，以確定肯深基坑樁錨支護體系中二者的數值，為工程建筑實踐提供有力數據支持。

深基坑樁錨支護；錨桿抗拔力；注漿壓力

引言

現代城市建設中，高層建筑、地鐵與基礎設施的建設項目逐漸增多，深基坑樁錨支護技術開始運用其中，以穩定建筑的穩固性。深基坑樁錨支護體系牽涉到土釘、錨桿抗拔力、支護結構和注漿壓力。只有重視控制深基坑樁錨支護體系中的各個因素，才能保證深基坑樁錨支護體系發揮最大的作者，保證建筑穩固性。

1. 深基坑樁錨支護錨桿抗拔力

1.1 錨桿抗拔機制

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

[1]。所以錨桿的長度直接影響著錨桿抗拔力。

1.2 錨桿抗拔力的計算方式

根據錨桿抗拔機制可以了解到砂漿與孔壁間的摩擦阻力對其起著重要作用，因此錨桿抗拔力與錨固段砂漿與土體之間的粘結強度有關。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為錨桿的長度，Laj為j排錨桿的長度，τ為錨固段所在砂漿與孔壁間的平均強度。而圖層錨桿孔壁與砂漿的摩擦阻力來自于外圍土層強度，由此可以推出公式τ=c+σtanφ[2]。根據錨桿軸向與垂直方向靜力學的平衡公式，P+F=Esinα和Ecosα=N。再依據深基坑樁錨支護中錨桿受力的公式z=zj+zjx=zj+xsinα與公式dTuj2=πDq2dx=πD（γz+q0）sin αdx，最終推導出錨桿抗拔力的公式為Tuj=Tuj1+Tuj2[3.4]。

1.3 錨桿抗拔力的計算

在工程實地測量數據土層參數為：重度17.5kN/m3、粘力為16kPa、內摩擦角為24°、地面負荷量為12kPa、邊坡傾角為75°。其錨桿的設計參數為（表1）。根據錨桿抗拔力計算公式，即可計算出每根錨桿的抗拔力具體數值。如表2.

表1 各錨桿的設計參數值

表2 錨桿的抗拔力計算結果

2.深基坑樁錨支護注漿壓力分析

深基坑樁錨支護注漿的基本流程為：

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

2.2 鋼管樁的施工

第一，做好機具定位：使用過經緯儀將樁軸線放出，用鋼尺放好孔位后，釘好鋼纖，然后使用白灰做好記號。在施工之前，測量員和質檢員需要進行監測后沒有問題才能開鉆。

第二，使用30鉆機重力穿心錘進行沖擊成孔。樁機就位后要確保平穩性和牢固性，保障其在施工過程種無傾斜或者移位的問題。

第三，焊接鋼管。在焊接鋼管時，要確保接頭不在同一個截面上，而且在接頭對接之后，使用200mm的長管靴進行二次焊接。

第三，在鋼管內進行水泥漿注入。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。

2.3 成樁后進行注漿施工

樁后注漿施工要在土方開挖之前進行，而且要同鋼管樁施工一起進行。具體的施工工藝：主要是通過沖擊成孔到一定的深度后，放置鋼花管，然后通過重心穿心錘把鋼花管進行錘擊，錘擊需要7米深。為避免漿液溢出，在進行注漿之前要在鋼花管地表下1.5米處使用水泥漿進行固結。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，注漿過程中要緩慢進行，同時要等壓力達到最大壓后且保持穩定后才能結束組將。注漿的材料可使用42.5級的普通硝酸鹽水泥，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，進行錨桿成孔施工，錨桿使用的是150錨頭螺旋進行成孔，地質鉆桿也就是錨桿，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，同時參入3%的早強型膨脹劑。注漿的壓力控制在1-2MPa。根據世紀的情況進行補漿。

第三，進行預應力張拉施工。在錨固段注漿2天后，才能進行預應力張拉，張拉到設計荷載的65%后鎖定。

2.5 監測變形

深基坑開挖結束后，要保障深基坑獨立樁的安全，在工程重要設立變形觀測點。對深基坑開挖情況進行分析后發現，樁間土方無塌落和滲流情況表明基坑工作較好，同時說明樁后鋼花管注漿對含水層起到了一定的止水和固結的作用。

此外，深基坑樁錨支護錨桿進行壓力注漿時，要控制其質量需注意一下幾點。

首先，檢測好原材料。對水泥、砂子和外加劑量以及鋼筋的抗拉強度等需要加以檢測和實驗，而且要確保這些材料有合格證。

其次，要對全套錨桿進行檢查。確保排氣管和進漿管同桿體之間的結合牢固。錨桿在放置和運輸種要確保其不發生明顯的變形。

最后，要檢查鉆孔。

結論

鋼管樁同錨桿聯合支護的設計同鋼花管注漿防滲技術在深基坑錨桿支護中具有可行性，其效果較好。在深基坑開挖的過程中可以發現，通過樁后鋼花管注漿對與地層物理學參數有一定的提升，而且對樁間土也會產生一定的固結作用，對深基坑的防滲也有一定的效果。同時，在抗拔力的實踐中還需注意避免偏心受拉的問題，同時加載時應該勻速進行，沒有特殊需要的情況下，切不可做破壞性的試驗。

[1]張蓓,黃雪峰,宋楠. 深基坑樁錨支護結構錨桿(索)問題分析[J]. 四川建筑科學研究,2015,01:168-171.

[2]李芳,李強,于元峰,宗士昌. 樁錨支護結構設計及支護結構變形監測分析[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2015,04:53-57+62.

[3]韓杰. 樁錨支護體系在深基坑支護中的設計與應用探討[J]. 施工技術,2012,S2:19-22.

[4]嚴鑫. 深基坑支護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. 試析深基坑預應力錨索設計施工存在的問題及對策[J]. 沿海企業與科技,2013,02:51-53+50.

TU714

B

1007-6344（2016）02-0234-01

張洪堯，男（1978.3)。本科，副教授，研究方向：建筑結構及建筑施工江蘇省高等職業院校高級訪問工程計劃資助項目，項目編號：2015FG034