預應力錨索地連墻在水利工程基坑支護中的應用

蔣兵輝

（華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021）

在當前城市化建設進程不斷加快的產業時代背景下，建筑企業作為當前新市場經濟常態下的龍頭產業，在推動國民經濟進一步發展中具有重要作用，但不可否認的是，隨著市政工程建設規模和建設數量的不斷擴增，其安全事故的發生率也呈現出逐年遞增的趨勢，破壞社會穩定性的同時，也給人們的生命財產埋下了巨大的安全隱患，故此為從根本上有效地解決上述問題，科研工作者經過不斷地探索實踐，預應力錨索地連墻施工技術應運而生，被廣泛地應用于水利工程基坑支護中，在保障工程施工質量和提高工程施工安全性等方面發揮了重要作用[1]。

1 預應力錨索地連墻在水利工程深基坑支護中模型建立的概述

水利工程作為市政工程的重要組成部分，在推動國民經濟發展、便捷人們日常生產生活中發揮了重要作用，而預應力錨索地連墻是近年來工程建筑施工作業過程中，施工單位開始應用并逐漸發展起來的一種新型基坑支護結構，具體而言它其實是一種將打入土體的預應力錨索與砂漿、土體形成的混合錨結體作為地下連續墻的錨固受力體系，與傳統基坑支護技術結構相比，預應力錨索地連墻的應用不僅在提高工程施工質量和施工效率等方面發揮了重要作用，與此同時在實際施工作業過程中，它不需要設支撐、不影響結構施工、支護墻可作為永久結構的一部分，極大地提高了產業的經濟效益和社會效益。

1.1 深基坑支護結構模型建立的概述

在進行深基坑支護結構模型建立的過程中，為從根本上保障模型建立的科學性、合理性和有效性，水利工程施工單位需綜合考慮工程的施工目的和施工需求，而后利用ABAQUS有限軟件，對地連墻支護結構的影響因素進行綜合考慮，以此來保障模型建立的科學合理。通常而言在進行深基坑支護模型構建過程中，基坑支護模型的寬度在Y向上，其設置長度為三倍基坑長度，在向上設置的長度應為預應力錨索地連墻的垂直長度，至于在Z向上設置的長度，則需按照工程報告中所提供的鉆孔地質勘探資料中相關數據進行建立，基坑開挖過程在模型中使用“單元生死”模擬。

1.2 土體本構模型與參數設置的概述

通常而言，與其它市政工程相比，水利工程在施工作業過程中，通常而言其基坑附近的實際土層和地表起伏不大，因此要想從根本上切實保障工程施工作業的科學性、合理性和有效性，在對土體本構模型與參數設置過程中，工作人員可利用Mohr—Coulomb彈塑性本構模型，而基坑支護結構（地連墻及錨桿）則可采用線彈性模型，至于結構和土體之間相互作用的接觸單元，為保障后期工程施工的順利進行，建筑企業可采用無厚度的接觸面本構模型。

1.3 工況信息的基本概述

在水利工程施工作業過程中，當地連墻兩側水位相差比較大，在一定程度上不僅會降低工程整體的施工質量和施工效率，與此同時還會嚴重破壞工程的穩定性，最終給企業的整體發展而言造成了極為不利的影響，故此為從根本上避免上述問題的產生，對預應力錨索地連墻施工期的不同工況數據進行計算是極為必要的，具體而言其工程計算數值如下：其一在，在工程施工作業過程中，在進行第一段工程施工作業時，當地連墻混凝土強度達到設計強度百分之九十時，為從根本上保障工程的施工進度和施工質量，工程相關工作人員愛進行墻前地面開挖工程時，當開挖至墻體頂部以下一點五米處左右，相關人員需在高程－1.0m處打入第一層錨索；其二，在進行第二段工程施工作業時，當繼續開挖墻前基坑土方至高程－4.7m左右，相關工作人員需在高程－4.2m處打入第二層錨索；其三，在進行第三段工程施工作業時，當繼續開挖墻前基坑土方至高程－7.2m左右，相關工作人員需在高程－6.7m處打入第三層錨索；其四，在進行最后一段工程施工作業時，當繼續開挖墻前基坑土方至高程－7.3m左右，相關工作人員在其－6.8m處打入最后一層錨索。

2 預應力錨索地連墻的結構內力及位移的基本概述

圖1 預應力錨索地連墻各斷面分布圖（地連墻斷面B2、C2、D2處采用的三層錨桿）

2.1 預應力錨索地連墻位移分析

（1）預應力錨索地連墻橫河向位移分析。在當前工程施工作業過程中，水利工程的施工質量和施工效率一直以來受到了社會各界的高度關注，故此為從根本上提高工程整體施工效益，對預應力錨索地連墻橫河向位移進行全面分析也是極為必要的，究其原因主要是因為在進行深基坑開挖作業過程中，開挖作業的不合理會導致圍護結構的變形，最終對企業的整體發展造成極為不利的影響，而通過對連墻橫河向位移變化情況進行全面且系統分析，從某方面而言不僅僅能有效地控制連墻的變形，最主要的是能夠天宮連墻的穩定性，最終為企業可持續發展目標的實現奠定良好基礎。經大量調研數據分析可知，在水利工程施工作業過程中，當斷面開挖第一層土后通常而言橫河向位移為負值且數值也較小，但是隨著工程施工作業的進行，預應力錨索地連墻跨中斷面的橫河向位移逐漸增加，而各斷面的橫河向位移則隨著高程的降低而不斷下降。

（2）預應力錨索地連墻豎向位移分析。通過上述分析可知，在進行水利工程施工作業過程中，預應力錨索地連墻跨中斷面的橫河向位移會隨著工程作業逐漸增加，但各斷面的橫河向位移則會隨高程降低而不斷下降，故此為從根本上確保地連墻的穩定性、對預應力錨索地連墻豎向的位移變化情況進行系統化分析是極為必要的，從某方面來講其可有效地控制地連墻底部的回彈值，最終對企業的整體發展奠定良好基礎。根據大量的調研數據分析可知，在進行工程施工作業過程匯總，地連墻豎直向位移為正數時，則表示發生了回彈，具體表現為：開挖至第一層土后，通常而言地連墻B2斷面豎直向位移隨著開挖的進行逐漸增大，且均為正值，這也就是表示在進行開挖作業過程中，這一部分均表現出了上抬的跡象；在進行第二層土開挖作業過程中，地連墻C2斷面的豎直向位移在前三次開挖時，其數值為正數，則均表示它們的狀態為上抬，但是在進行第四次開挖時，與前三次相比，它的數值有所下降，則表示第四次的開挖相對于第三次開挖，有一定的下沉，此外由于地連墻縱向有著較大的剛度，同一斷面不同高程的豎直向位移基本相同。

2.2 預應力錨索地連墻應力分析的基本概述

在當前市政工程數量和規模不斷擴大的產業時代背景下，地連墻的應力狀況作為衡量工程安全的重要指標，在水利工程施工作業過程中，它不僅與鋼筋混凝土結構安全性能有著直接聯系，此外正確的應力分析也是當前保障工程施工質量和施工效率的重要參考數值。從目前來看，在工程施工作業過程中，預應力錨索地連墻由于受基坑開挖的影響，勢必會產生向基坑內部的橫河向位移，這將引起地下連續墻順河向應力的增大，最終給工程的施工作業帶來一定影響，因此對其順河向應力和豎直向應力進行全面分析也是極為必要的。

3 結語

總而言之，隨著近年來社會主義市場經濟的不斷發展和城市化、工業化建設進程的不斷加快，市政工程的建設規模和建設數量取得了突破性進展，而水利工程作為與人們日常生產生活息息相關的市政工程，其施工質量和施工安全性也受到了人們的高度關注，但由于其工程施工場地的特殊性，因此為從根本上切實保障工程整體施工效益，推動產業的進一步發展，將預應力錨索地連墻技術應用于水利工程基坑支護中是極為必要的，從某方面而言通過建立相關模型可對相關數據進行分析，以此來切實保障工程作業的合理性、科學性，進而為企業可持續發展目標的實現打下堅實基礎。