岩土锚固技术论文范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了12篇岩土锚固技术论文范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

地铁自始建以来,就以快捷、大运量的特点在解决城市交通中发挥了重大作用。在我国,由于人口众多,大、中城市人口集中,交通拥挤越来越严重,如何解决这一难题成为城市发展的瓶颈。随着我国国民经济的发展和技术的不断进步,地下铁道建设以它不可替代的优势成为我国城市交通建设中的佼佼者。

一、我国城市轨道交通建设

1.我国轨道交通建设的发展概况

随着我国城市人口和车辆的不断增加,在一些较为拥挤的大中城市地面交通已无法满足人们的出行要求,这些城市面临巨大交通压力。而地下铁道与轻轨在解决城市交通问题上越来越显示其重要地位。

自上世纪90年代中后期,我国的轨道交通建设进入了高速发展时期。至今为止,我国已有许多城市如北京、上海、广州、深圳、南京等拥有多条地铁线路在运行,对这些城市的发展和提高百姓的日常生活质量做出了巨大贡献。此外,现在各大城市都把地铁和轻轨建设列入未来的城市规划中,有些规划的线路已经在建。可以说,我国地铁和轻轨建设的发展趋势是长期的、持久的。

2.地铁轻轨建设对城市地下空间开发的带动作用

地铁等地下交通设施的建设,带动了地下商场、地下停车厂、地下管廊、地下交通等等设施的发展。随着城市建设的不断发展,城市地面可利用的空间越来越少,必须向地下要空间,城市地下空间开发利用已成为必然的趋势。地铁和其它地下场所构成了未来城市人们生活的新的空间。

二、地铁工程主要施工方法

地铁规范中所指的城市轨道交通是指在城市中修建的快速、大中运量用电力牵引,采用钢轮钢轨的轨道交通。线路可在地下、地面或高架桥上敷设。本文在这里主要涉及的是地下敷设的地铁的施工方法。地铁的不同组成部分施工方法有所差别,应具体情况具体对待。车站工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盖挖法。区间工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盾构法。附属工程主要指地铁车站的风道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。车站、区间及附属工程施工方案的确定,通常综合考虑地质及水文地质条件,社会环境要求等因素进行多方案比较,最终选择适合的施工方案。

1.明挖法。目前全国各大城市的地铁施工中明挖法施工的车站及区间占很大比例。明挖法的施工主要是采取桩+支撑或桩+锚索、土钉墙以及地下连续墙等作为围护结构,在维护结构安全稳定的状态下进行基坑内的土方开挖及结构施工。具有施工简单、造价相对较低等优点,但对地面交通的影响较大。

2.暗挖法。暗挖法的施工特点是在地质条件的情况下,采用超前支护体系对地层改善、加固。在超前支护的保护下采用复合式衬砌方法进行地下结构的初期支护及二衬施工。施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十。

此外,盖挖法、矿山法、盾构法也各具特点和优势,这里不再一一叙述。

三、锚固技术在地铁工程中的应用

地下铁道建设的繁荣与发展给锚固技术带来了极好的发展前景,相应的,锚固技术的发展也给地下铁道的建设带来了革命性的进步。目前的地下铁道工程的施工已广泛应用了锚固技术,无论是明挖法施工还是暗挖法施工,维护结构及超前支护结构的施工都离不开锚固技术。

1.锚固技术在明挖法施工中的应用。对于明挖法施工的地铁车站深度较浅的基坑(指基坑开挖深度在10m以内),有条件时,宜采用较为经济的土钉墙体系。深度较大、基坑宽在30m以上时,一般采用桩+锚索(杆)体系。

从目前地铁车站、区间的深度分析,采用桩+锚和地下连续墙+锚作为围护结构的居多。从经济上考虑,也采用土钉墙与桩+锚结合的技术。其中比较典型的是北京地铁五号线雍和宫站,其一侧围护结构上部为土钉墙,下部为桩+锚,另一侧围护结构自上至下均为桩+锚。在软土、沙层等土层,锚索采用钢绞线,长度为20~30m,拉力为300~1000KN,间距一般为1.4m左右。

2.锚固技术在暗挖施工中的应用。在暗挖法施工中,锚固技术主要应用在超前大管棚、超前小导管以及锁脚锚管等方面。

⑴超前大管棚主要用于暗挖隧道下穿大的雨水管、污水管或重要地下构筑物及隧道开马头处,目的是控制管线或构筑物的沉降。施工一般采用地质钻,对较长的管棚,可采用夯管锤或定向钻。地铁大管棚一般采用小于300mm钢管,管内填水泥砂浆。管棚长度一般为10~20m,目前,最长的管棚已达到120m。管棚施工会扰动土层,一般要有5mm的地表沉降。

⑵小导管主要应用于浅埋暗挖法施工的超前支护,用以防止开挖面拱部土体塌方。小导管场度为3.0~3.5m,前端设有注浆孔,用打入方式置入土层,上倾角10°~15°。导管安装后,向管内注浆。注浆可采用单液浆或双液浆,浆液扩散半径为15cm。超级秘书网

⑶锁脚锚管是为控制暗挖施工土层沉降的措施,即在隧道开挖初期支护拱脚部位,增设一道锚管。

四、岩土锚固对环境的影响

随着地下空间开发及锚杆、锚索应用密度的增加,岩土锚固技术对环境的影响已日渐突出。

在以往的工程建设中,由于未考虑锚杆、锚索对后续工程的影响,特别是新开发城市对占用建筑红线外的地下空间还没有限制,或者城市还没有全面规划,锚杆、锚索占用了过多的空间范围甚至是超出了建筑红线,严重影响了后续工程的开展。

针对以上情况,为解决锚固技术对环境的影响,保护地下空间环境,提出以下建议:

1.城市整体规划中建筑红线的制定,应考虑地铁等地下空间的范围和施工方法。

2.锚索设计与施工时,首先应对周围环境做详细调查,包括对规划方案要详实了解。设计时应充分考虑周围环境和城市规划,施工方案不应对后续工程造成影响。

3.尽量减短锚索长度,以减少影响范围。减短锚索,必须加大锚索抗拔力,可采用大直径旋喷锚体、扩大头锚杆等新技术。

4.锚索施工对周围环境有影响时,尽可能采用其他支护体系。当工程必须采用锚索方案时,应优先选择可拆卸锚索。

5.预应力锚索筋可采用玻璃钢筋或碳纤维筋,其抗拉力可以保证,便于切割,减少施工难度和施工风险。

篇2

中图分类号：TU74 文献标识码：A

一、引言

岩土锚固技术是将受拉杆件的一部分固定在岩土体中，必要时可对杆件施加预应力，另一部分与工程结构物连接，用来承受结构物产生的拉力或者对于岩土体进行加固，以保持结构物和岩土体的稳定同时改善岩土体的受力状态。

灌浆锚杆是目前在工程中应用最为广泛的锚杆之一，1958 年是由德国 Bauer特种地下工程公司发明并首先将这项技术应用到了加固挡墙的工程中[1]，起到了非常好的效果。

高铝水泥是近年来出现的一种新型灌浆材料[2]，在-10℃的低温下，这种灌浆材料也可以充分的固结，因此为锚杆在永冻土层基础的施工提供了条件，此外各种添加剂也逐渐在灌浆锚杆中应用增强了锚杆的适用性。

在灌浆技术出现后的两个多世纪中，灌浆技术以及灌浆材料有了长足的进展，从最开始的单一化发展到现在灌浆材料种类繁多适用范围广，施工技术多种多样，基本可以满足各种地基工程，使得现在城市里地铁基坑的开挖、软土上修建超高层成为可能[3]。经过多年的发展锚固技术也得到很大提高，多种先进锚固技术的发明使得锚杆的应用范围更加广泛，性能也更加优越。

(一) 单孔复合锚固技术。传统的全粘结式锚固技术虽然施工简单，但存在一定的缺点，当锚杆受到上拔荷载时会在顶端产生严重的应力集中，只有距载部位较近的锚杆有很大的侧摩阻力，随着距离荷载位置的增加侧摩阻力会急剧下降，而且锚杆的应力也会随之急剧的下降，当荷载传至固定端长度最远之前，上部的锚杆体与灌浆体或灌浆体与土体之间产生了相对位移，从而导致了粘结破坏，因此无法充分发挥整个锚杆体的强度。为了改善锚杆的受力性能，冶金部建筑研究总院等单位成功研制单孔复合锚固技术，在一个锚孔中设置多个锚杆单元，这些单元之间是相互独立的，每个锚杆有独立杆体、锚固体和自由长度，而作用荷载时也是通过对于每个锚杆进行分别张拉，并且通过补偿张拉(补偿各个锚杆单元由于自身的差别导致在相同荷载下产生位移差)以达到每个锚杆受到几乎相同的荷载[4, 5]。

单孔锚固复合技术根据受力类型不同主要可以分为拉力分散型和压力分散型两类。与传统的拉力型锚固技术相比有其显著的优越性：

1.克服了锚杆随着长度的增加荷载无法得到有效传递的缺点，使得每个锚杆都能比较均匀的承受荷载，大幅度提高了锚杆的抗拔力，同时也减小了锚杆在荷载作用下的位移。

2.可以使得锚杆在各种土层中都能充分的发挥自身的强度并且充分利用土体的强度。

3. 密实性很好，不易发生开裂，对于锚杆形成了多层的保护，大幅堵增强了锚杆的耐久性。

(二) 旋喷灌浆扩底技术。通过高压喷射原理在锚固段范围内对土体进行切割扩孔并且用水泥浆置换填充，形成一个圆柱状的扩大头，充分的发挥扩大头的端承作用，极大的提高了锚杆的抗拔力[6]。

(三) 预应力锚固技术。这项技术最早产生于英国，充分利用了钢材的抗拉强度高，增强了岩土体的强度及自身稳定性，有效的利用了土体的潜力，同时可以节约工程成本保证了工程的安全性，从而成为提高岩土稳定性的最为经济和有效的一种途径[7]。

二、研究现状

锚杆在现在的岩土工程加固方面应用十分广泛，但不同的工程情况对于锚杆的要求也有区别，因此随着锚杆技术的发展，根据实际工程中的需要逐渐产生了适用于不同环境的新型锚杆。

（一） 快硬水泥锚杆

快硬水泥锚杆类似与普通的灌浆水泥锚杆类似，它也是粘结式锚杆的一种，施工之前先将水泥加水搅拌三分钟左右，然后将水泥灌注到锚杆的底部很快凝结[8]。对于这项技术的使用美国、法国等国家已经非常成熟并且进入批量发展的阶段。我国近几年来对于这种新型锚杆的研究也有了很大的进展，煤炭科研院建井所已经研制成功并进行了少量的试生产。

（二） 二次高压灌浆锚杆

这种方法是在第一次注浆体形成 5MPa 左右的强度时，采用特殊设备进行压力达 3～3.5MPa 的二次注浆，使得原来的注浆体产生贯通的裂缝，二次注浆液深入土层中，这样不但提高了注浆体的抗剪能力，同时也增大了注浆体与土体的接触面积，有效的提高了锚杆的抗拔力[9]。

（三） 让压锚杆(屈服锚杆)

在传统的粘结式锚杆中，当作用在锚杆上的荷载达到了锚杆的极限承载力时，锚固体和土体之间的接触面就会产生相对滑移导致侧摩阻力急剧减小或者锚杆体本身屈服甚至断裂，锚杆的锚固力的达到峰值以后会急剧下降甚至完全消失，导致锚杆失效；而让压锚杆能够克服这一点，在锚杆达到极限荷载时，能够保证抗拔力不变的情况下不发生断裂破坏，甚至在发生较大位移的情况下可以保持锚固力[8]。这种锚杆主要通过两种方法对传统锚杆进行改进，一种方法是对锚杆体的结构进行改变：①比较简单的方法是在锚杆体的垫板和螺母间加入弹簧垫片，这种方法施工简单，但其所能承受的抗拔力也较小并且让压效果较差。②将一些钢珠放入一个内部为锥形的套筒中，当锚杆在荷载作用下发生位移时会将钢珠不断的拉入套筒从而增加了锚杆和套筒的摩擦力，平衡不断增加的荷载，这种方法的让压性能较好，锚固力可以达到 200kN～250 kN。但这两种方法的缺点在于钻孔直径较大、成本高。另外一种方法是改变锚头的结构。①摩擦滑移锚杆，这种锚杆是在锚头处设置楔形体装置，锚杆随着荷载增加产生的滑移使得楔形体越拉越紧直到阻止锚杆的移动。②可伸长的滑动锚杆，特殊钢制成起剪切作用的凸块，锚杆体套有一根钢管，并将灌浆材料注入钻孔和套管以及锚杆体与套管之间，使得所有构件凝固在一起。当锚杆受到较大荷载时，剪切凸块通过旋转剪碎树脂砂使锚杆伸长，可以产生比较大的滑动距离并保持恒定的阻力。

（四） 螺旋锚杆

螺旋锚杆最早在桩基触探实验中作为反力装置而使用，这种锚杆通过作用旋转力矩而钻入土体中。它的优点在于成本低、施工速度快，并且施工时未对土体施加震动，所以土体受到扰动性较小强度不会减弱，而且施工结束后能立刻承受荷载。而且对于一些临时性的工程，可以进行重复利用[8]。

（五）可回收锚杆

可回收锚杆主要应用在一些临时性建筑中，锚杆使用完毕以后可以进行回收重复使用[10]。这种锚杆与传统锚杆的形式和施工方式并无太大差别，只是采用了特殊的锚杆、灌浆体以及承载体，但这种方法还处于研究阶段。这种锚杆主要可以分为以下三类：

1.机械可回收锚杆。在锚杆施工时，将在锚杆体上设置一个连接装置，当锚杆使用完毕时，在锚杆上作用反向荷载使得锚杆和连接装置脱离从而被拉出回收。

2.力学式可回收锚杆。在锚杆体和灌浆体之间采用特殊材料设置隔层，回收时直接拉出便可。

3.化学式可回收锚杆。在锚固段设置爆破装置，使用完毕后引爆爆炸装置将其回收。

（六）自钻式注浆锚杆

自钻式注浆锚杆将带有钻头的杆体直接作为锚杆，当锚杆钻到所需深度时直接灌注水泥浆进行锚固[8]。在一些比较松散的土体或者岩层中应用较广，因为这类地层成孔较为困难，钻孔过程中易发生坍塌。

（七）塑料锚杆

塑料锚杆主要有塑料锚杆和玻璃钢锚杆两种。玻璃钢锚杆采用玻璃纤维对作为增强材料，运用拉挤成型的方法制成，它的优点是成本低、可弯性和抗腐蚀性较好，可以在一定程度上取代金属锚杆，比较适用于煤矿巷道的施工中[11]。塑料锚杆并非完全由塑料制成，而是塑料和金属杆体的复合体。这种锚杆的优点是成本低、重量轻、节约钢材、抗腐蚀性好，并且抗拔力可以达到200～300kN。

（八） 分散压缩型锚杆

分散压缩型锚杆的主要特征是：通过采用多个承载体以及对锚固体施加压缩应力，把传递到地层周围的粘结摩阻力峰值控制到了最低的限度[11]。

三、结语与展望

随着沿海地区经济的发展，在软土甚至淤泥质土中应用抗拔锚杆也是现在工程发展的一个重要方向。本文参考国内外文献，对岩土锚固技术进行了系统总结, 并对今后的研究提出展望。总结如下:

近几年来少数工程在软土中采用了旋喷灌浆型锚杆，使得锚杆的锚固力大幅

度提高，但采用这种方法的工程很少，并且在确定抗拔力方面完全都是根据实验而得到，需采用有限元分析作深入具体的研究。

实际工程中的土层由于地质条件的不同会产生分层，且每层土之间会有较大差别，因此需要进一步的研究不同土质对于各种锚杆的影响。

目前的研究成果大多针对单根锚杆，而实际工程中很少采用单根锚杆，往往是作为锚杆群来使用，锚杆之间又会产生互相影响，所以锚杆群的应用有待深入分析研究。

参考文献：

[1] 韩军等. 锚杆灌浆体与岩(土)体间的粘结强度[J]. 部岩石力学与工程学报, 2005, 19: 84-88.

[2] K.w.Biggar 等. 永冻层基桩施工用高铝水泥基灌浆材料的室内研究和现场应用性能. 《北美最新反循环矿产和水井钻探及基础工程施工钻进工艺与设备》, 地质矿产部勘探技术研究所编, 1994.

[3] 吴昌勇. 水电站引水隧洞固结灌浆试验研究[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2007.

[4] A D Barley. The Single Bore Multiple Anchor System[C]. London: Ground Anchorages and Anchored Structures, 1997.

[5] 程良奎. 单孔复合锚固法的机理与实践[C]. 岩土锚固技术的新进展论文集, 北京: 人民交通出版社, 2000.

[6] 韩军, 丁秀丽, 朱杰兵. 岩土锚固技术的新进展[J]. 长江科学院院报, 2001, 5: 第65-67.

[7] 苗国航. 我国预应力岩土锚固技术的现状与发展[J]. 地质与勘探, 2003, 3: 91-94.

[8] 张乐文, 刘传波. 新型锚杆及岩土锚固新技术[J]. 公路交通科技, 2004, 7: 26-29.

篇3

中图分类号:TU2文献标识码：A文章编号：

1前言

边坡的稳定性是工业与民用建筑工程中不可避免的问题，往往关系到工程的建设成本与运营的安全。到目前为止，国内外学者对边坡稳定性问题做出了卓有成效的工作，为各种类型的边坡稳定分析提出了不同的分析方法。对于均质边坡稳定的数值分析常用的刚体极限平衡方法和数值分析方法。虽然数值分析方法考虑岩土体的变形，从理论上说计算结果更为精确可信，但是数值分析方法的计算结果与软件使用者的经验密切相关，因此规范中对该方法没有明确规定。刚体极限平衡方法[1]不考虑土体的变形，基于Mohr-Coulomb抗剪强度理论为基础，将滑坡体划分成若干垂直条块，建立作用在垂直条块上的力（力矩）的平衡方程式，求解边坡的安全系数。刚体极限平衡方法计算结果稳定，且经过大量工程实践的检验，因此被规范[2]推荐作为边坡稳定分析的方法。

锚杆[3-4]是边坡工程加固的常用方式，本文将采用基于极限平衡理论的简化bishop法，研究不同的边坡坡比下，锚杆锚固角变化对边坡稳定系数的影响，为锚杆加固边坡设计中锚杆锚固角选定提供理论参考。

2锚杆加固边坡的力学分析及分析模型

2.1锚杆加固边坡的力学分析

锚杆加固边坡滑体如图1所示，将滑体划分为n个垂直滑条。将锚杆上的作用力均匀分布引入边坡体中，可以得到如图2所示的锚固边坡土条受力分析模型。

图1 边坡滑体及土条图2 锚固边坡土条受力分析图

由Mohr-Coulomb准则及Terzaghi有效应力、条块垂直方向力的平衡以及滑体绕圆弧中心O点的力矩平衡，最终滑体的稳定系数表达式，如式（1）：

（1）

式中：为边坡的稳定系数，为土条重力，为作用在第i个土条上的地面载荷，是锚杆提供的锚固力，是锚杆的锚固角，、为土条间的竖向作用力，为作用在分块滑面底部的空隙水压力(应力)，为第i个土条的宽度，为滑面土的内摩擦角，为滑动面上的粘结力，为第i个土条滑面相对于水平面的夹角。

2.2计算模型

取工程边坡分析对象，经过简化以后，建立如图2所示的边坡模型，算例边坡高20m。地质勘探表明，边坡的土层为可塑状土，土体容重为18 kN.m-3，黏聚力为21 kPa，内摩擦角为14°。土体具体参数见表1。锚杆采用热扎螺纹钢筋，采用先灌浆后插入锚杆安装锚杆，注浆采用压力式注浆机注入。锚杆纵向间距1m，垂向间距为2m。为了比较不同坡比下锚杆的最优锚固角，研究分别设计边坡坡比为0.5、0.75、1.0与1.25四种情况。

图2计算模型（单位：m）

模型坐标原点取在模型边界左下角，坐标以水平向左为正，坐标以垂直向上为正。无地下水作用，不考虑作用在土条上的孔隙水压力。模型上无外荷载，计算仅考虑自重作用下边坡的稳定性，设定锚杆加固边坡从右至左失稳。

3锚固角参数变化对边坡稳定的影响分析

锚固角是锚杆与水平方向的夹角，在锚杆规范中，锚固角一般不大于45°。研究在保持锚杆力学参数不变的情况下，改变锚固角的大小，考察锚杆加固边坡稳定系数变化。具体计算结果如图3所示。从图3可以看出，对于坡比为0.5时，当锚固角从0°到45°变化，锚杆加固边坡的稳定系数呈缓慢增加的趋势，但是对坡比为0.75、1与1.25，当锚固角从0°到45°变化，锚杆加固边坡的稳定系数先增加，然后减小，这表明锚杆加固边坡，锚固角存在最优角。对于边坡，当锚杆力学等参数不变的时候，当锚固角为最优角时候，边坡的稳定系数最大，边坡的稳定系数最大。从图3可以看出，当坡比为0.5，锚杆最优锚固角大于45°，当坡比为0.75，锚杆最优锚固角约为40°，当坡比为1.0，锚杆最优锚固角约为35°，当于坡比为1.25，锚杆最优锚固角约为30°。随着边坡的坡比的增加，最优锚杆锚固角的角度减少。

图3锚固角与稳定系数的关系

图4给出四种不同坡比，锚杆锚固角为30°时边坡的滑移面。从图4可以看出，边坡的滑移面均为圆弧面，滑坡滑出点均在坡脚附近，符合边坡失稳时候的特征。从图4也可以看出，当锚杆参数不变的情况下，边坡的稳定系数随着边坡坡比的增加而减少。

（a）坡比0.5 （b）坡比0.75

（c）坡比1.00（d）坡比1.25

图4 边坡稳定系数与滑移面

4结束语

论文通过建立不同坡比的锚杆加固的边坡模型，采用基于极限平衡法分析法的bishop法，分析了锚杆锚固角变化下，边坡的稳定系数变化趋势，得到结论如下：

4.1随着锚杆锚固角的增大，边坡稳定系数呈现先增大后减小的趋势。对于锚杆加固边坡，锚杆存在最优锚固角。随着边坡的坡比的增加，最优锚杆锚固角的角度减少。

4.2对于锚杆加固边坡，当锚杆参数保持不变的情况下，边坡稳定系数随着边坡坡比的增加而减小。

参考文献：

(1) 王建良等.软岩边坡稳定性的FLAC和刚体极限平衡法对比分析[J].科学技术与工程，2009，16（9）：4693-4697.

篇4

[abstract] with rock-soil anchoring technology in gansu province HuangTuOu geological disaster management project extensive use, the author contact with a lot of frame structure design, found in many high slope treatment project of frame design problem of the expansion joint of the longitudinal design only request, to horizontal set expansion joints have been mentioned, consult the information also found that part of lateral expansion joints are no detailed requirements. This paper will explore HuangTuOu anchor shaft ribs, the ground beam frame transverse set the expansion joint problems.

[key words] is adjustable seam, anchor framework, the ground beam

中图分类号：U213.1+52.1文献标识码：A文章编号：

随着城市的发展，开挖坡脚造地形成的边坡越来越多，滑坡灾害日益频发，例如2007年9月17日兰州市九州石峡口发生滑坡灾害，大量土体倾泻而下，堵塞九洲开发区与外界相连的唯一通路，并威胁路侧武警部队油料仓库。2009年5月16日与上次滑坡仅隔60m处的石峡口小区4#楼后部山体再次发生滑坡灾害，造成7人死亡的惨剧。笔者全程参与两次滑坡灾害的治理工程设计工作，两次设计均使用了锚固框架结构，后随着工作时间的变化，接触到很多的锚固框架（地梁）的设计方案，在锚固框架竖肋（地梁）上设置横向伸缩缝鲜有人提及，那么有无设置的必要？设置伸缩缝受那些因素的影响？如何设置？设置了伸缩缝对梁的受力情况产生什么样的影响？ 笔者就几年总结的经验就此问题进行较浅层次的探讨。

1、纵向设置伸缩缝的必要性

伸缩缝，在锚固框架结构中主要起变形缝的作用，为了防止由于坡面的不平整造成框架施工后不均匀沉降以及温度变化造成混凝土结构变形产生的框架开裂损坏等情况而设置的。一般横向每间隔6m~20m设置一道伸缩缝，缝完全断开，宽度一般为2cm，内部使用填充材料塞填。素混凝土结构伸缩缝最大间距要求为：现浇结构（配构造钢筋）在室内或土中的情况下，不大于30m[1]。

作为锚固结构的反力措施，竖肋、地梁在很大一定程度上承受较多的滑坡推力，在一般的设计中，基本上每隔8~10m锚固框架分台阶布设，避免了连续长梁的出现，但个别地区由于坡度、土层等因素影响，坡面不能得到有效地整饰，从而造成锚固框架竖肋或地梁需要使用过长的连续梁结构，在结构上来说具有不合理性，设置伸缩缝从而非常必要。同时，为防止梁的不均匀变形（下沉），在岩土层变化处应分开设梁[2]。因此，在竖向为较长连续梁的情况下，锚固框架竖肋或地梁需要设置伸缩缝。

2、纵向设置伸缩缝对梁内力的影响

梁内力是设计锚固框架的主要设计指标之一，每根梁承受的滑坡推力为相邻粱间距宽度的滑坡推力，对于某些边坡的岩土压力分布极其复杂，通常按最不利原则，用锚索的最大设计荷载近似计算分布荷载[2][3]。目前，对于边界条件复杂的弹性地基梁还没有成熟的设计计算公式和算法。多跨连续梁是将锚索作为弹性约束，将框架的横梁或竖梁简化成多跨连续梁。或者为方便计算，将锚索节点作为铰支点，横梁或竖梁作为简支梁[4]。

伸缩缝一般设置在梁两节点中间部位，框架受力情况如图1所示：

(1) 锚索拉力Pt。加固滑坡提高滑坡稳定性的作用力。对滑坡而言，一般认为，对于由液性指数较小、刚度较大和较密实的岩土组成的滑体，从顶层至底层的滑动速度大体一致，故可假定滑面以上滑体作用于框架上推力的分布图为矩形，各锚索拉力设计值可相等[4]。

(2) 框架自重W。

(3) 框架下的地基反力q(x)。q(x)的大小与锚索力的大小、框架梁的刚度及地基的刚度有关。

(4) 框架与坡面的摩擦力f(x)。由于锚索力Pt，和框架自重W产生的沿垂直坡面方向的分力或者由于剩余下滑力在沿坡面方向上存在分力而产生框架与坡面间的摩擦力。

(5) 地面对框架的支承力H。在进行框架结构设计时该力的影响较小，可以忽略。

依据受力图情况，地基反力最大处位于节点处（横梁和竖肋的交点处，即锚索孔的位置），在两根锚索之间设置伸缩缝，对梁的内力没有较大的影响。

锚索框架受力示意图

3、竖肋及地梁上影响伸缩缝设置的因素

横向设置伸缩缝受影响的因素主要以下几个方面：

（1）材料因素：一般钢筋的长度为8m，在尽量减少钢筋焊接接头的情况下，竖肋（地梁）的断开长度应接近8m。

（2）结构因素：根据混凝土设计规范，伸缩缝间距不得超过30m。

（3）地质情况：在地层明显变化处应分开设置框架。

（4）施工工艺：一片框架，竖肋可达2~8根，根据施工工艺的不同，较长的竖肋（地梁）浇筑不一定一次成型，为保证整体性，施工缝的设置尤为必要，竖肋（地梁）施工时需三面支模，考虑振捣方便，局部模板不能预先制作，设置伸缩缝能保证局部的整体性。

4、竖肋及地梁上如何设置伸缩缝

根据上述所列影响因素，竖肋及地梁上设置伸缩缝应遵循以下几点：

（1）横向伸缩缝一般为纵向竖肋或地梁为较长的情况下（一般竖肋或地梁的长度大于30m），为防止不均匀沉降引起变形破坏而设置的。

（2）考虑地层的影响，在地层明显变化处设置横向伸缩缝。

（3）伸缩缝间距一般为8~30m，根据现场情况设置。地层较为单一时间距较大，地层及受力情况较复杂时间距较小。

（4）根据具体的施工工艺，适当调整伸缩缝的设置。

（5）伸缩缝应设置在上下两排锚杆（索）孔的之间的中间位置。

（6）伸缩缝缝完全断开，宽度一般为2cm，内部使用填充材料塞填。

结论：

无论从结构方面还是从地质方面，锚固框架竖肋、地梁在长度较长的情况下，设置伸缩缝是非常必要的。在锚固框架竖肋（地梁）上设置横向伸缩缝对梁的内力无较大影响，对锚固框架、地梁的设计无影响。锚固框架竖肋（地梁）上设置横向伸缩缝受到的影响因素较多，需要依据现场地勘资料、规范和具体施工的工艺确定横向伸缩缝的设置方式。

[1].《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 附录A

[2].郑颖人，陈祖煜，王恭先，凌天清。边坡与滑坡工程治理（第二版）北京：人民交通出版社 2010P488～P489.

[3].赵明价，何光春，王多银。边坡工程处置技术北京：人民交通出版社 P149.

篇5

【工程概况】

笔者在深圳做的某工程为大底盘带多塔的结构。塔楼下的地下室由于塔楼自身的重量能够满足抗浮的要求，现着重讨论上部没塔楼的地下室的抗浮问题。本项目地下室的概貌及抗浮水位如图所示。现取中柱(8mX8.15m)进行讨论。

水浮力： 6x10＝60KN/m2

负二层底板、地下一层及地下室顶板自重： 25x0.5+6+6.3=24.8KN/m2(由广厦软件中计算结果求得)

地下室顶板覆土自重：16x0.8＝12.8KN/m2

地下室底板建筑做法自重：22x0.1＝2.2N/m2

抗浮总重：24.8+12.8+2.2=39.8KN/m2

参考广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ 15-31-2003第5.2.1条规定，地下室抗浮稳定性验算应满足式6.1.6的要求：

W/F≥1.05 （6.1.6）

所需抗浮力：1.05x60-39.8=23.2KN/m2

柱下独立基础(地下室侧壁位置的柱下基础除外)位置设锚杆抗浮:

当抗浮面积为： 8X8.15=65.2m2 此时基础下设锚杆抗浮所需抗拔力： 23.2X65.2=1512.64KN

取单根锚杆的抗拉承载力特征值为310KN，需锚杆根数：n=1512.6/310=4.9，取n=5

根据《岩土锚杆(索)技术规程》第7.4.1条：

单根锚杆需要钢筋面积：1.6X1.3X310X1000/400=1612mm2

(式中1.6为锚杆杆体安全系数，1.3为荷载分项系数)，故选用3}28(As=1847mm2)

根据《广东省建筑地基基础设计规范》第11.2.2条，故采用3}32钢筋(As=2413mm2)

取锚杆孔径为D=150mm

根据《岩土锚杆(索)技术规程》第7.5.1条计算锚杆锚固长度：

根据《广东省建筑地基基础设计规范》第11.2.1条式11.2.1-3，

锚杆的有效锚固长度为：

式中f i为砂浆与第i层岩石间的粘结强度特征值，l为第i层岩体中的锚固长度，d为锚杆孔直径，Rt为单根锚杆的抗拔承载力特征值。

根据《建筑边坡工程技术规范》式7.2.3，锚杆锚固体与地层的锚固长度为：

根据《建筑边坡工程技术规范》式7.2.4，锚杆钢筋与锚固砂浆间所需的锚固长度为：

式中γo为边坡工程重要性系数，γQ为荷载分项系数，N为锚杆轴向拉力标准值，ξ3为钢筋与砂浆粘结工作条件系数，d为锚杆钢筋直径，f为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值，n为钢筋根数。

故取锚杆的有效锚固长度为：2.5m

抗浮锚杆承载力特征值估算：Fa=∑qsiuili=400x3.14x0.15x2.5=471KN>1.3x310=403KN (qsi为岩土体与锚固体粘结强度特征值)

锚杆的布置方式一般有集中点状布置、集中线状布置、面状均匀布置等方法。它们都有各自的有缺点：

1． 集中点状布置，此方法推荐用于坚硬岩。一般布置在柱下，此次的案例就是采用的这种方法。优点：可以充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力；由于锚杆布置集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有很强的抵抗力。缺点：要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏；由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便；地下室底板梁板配筋较大。

2． 面状均匀布置，此方法可用于所有情况。在地下室底板下均匀布置；优点：适用于所有土体和岩体；地下室底板梁板配筋较小。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全）；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于能分担的锚杆较少，此情况抵抗力差；由于锚杆布置相对分散，对于地下室底板下的外防水施工比较麻烦。

3． 集中线状布置，此方法推荐用于坚硬岩与较硬岩。一般布置于地下室底板梁下；优点：由于锚杆布置相对集中，对于地下室底板下的外防水施工也比较方便；对于个别锚杆承载力不足的情况，由于有较多的锚杆分担，有较强的抵抗力。缺点：不能充分利用上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力（个人认为考虑的话偏于不安全，对于跨高比小于6的底板梁，可以适当考虑上部结构传来的竖向力来平衡掉一部分水浮力），要求锚固于较硬岩体中，不适用于软岩与土体；地下室底板板配筋较大。

注意事项：

1）集中点状布置，抗浮锚杆与岩石锚杆基础结合为优，需注意柱底弯矩对锚杆拉力的影响，特别是柱底弯矩较大的时候；

2）参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》，应选用永久性锚杆部分内容；

3）岩石情况（坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩）应准确区分，可参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》表7.2.3-1注4；

4）锚杆抗拔承载力特征值应通过现场试验确定，可参考《建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002》附录C；

5）抗浮设计水位的确定应合理可靠，一般应由地质勘测单位提供，比较可靠和有说服力，应设置水位观测井，对于超出抗浮设计水位的情况应有应对措施；

6）锚杆抗拔承载力特征值现场试验时由于一般为单根锚杆加载，未考虑锚杆间距影响（附图一填充部分），特别是锚杆间距较为密集时的情况；当单根锚杆影响范围内的土体自重（附图二填充部分）大于锚杆拉力时，可以不考虑锚杆间距影响；

7）由于锚杆钢筋会穿过底板外防水，锚杆钢筋应有防水措施；

8）锚杆锚固体与（岩）土层的锚固长度应取有效锚固长度，由于基坑开挖会对底板下土体有一定扰动，特别是采用爆破开挖的基坑，一般要加300-500MM；

篇6

中图分类号：U213.1 文献标识码：A

1前 言

路基在公路工程施工中是一个十分重要的方面，其对公路工程的质量具有十分重要的影响。实践证明，通过加强对公路路基边坡防护的研究，可以有效地提高公路路基的施工质量，确保公路路基的安全性和可靠性。在对公路路基边坡的研究过程中，一定要考虑到影响边坡失稳的因素，从而对症下药，解决边坡的治理问题。因此，根据自己的多年施工经验的总结和研究，从公路路基边坡失稳的因素出发，研究边坡防护的原则以及具体的措施，希望对相关的领域的研究提供借鉴。

分析公路路基边坡防护的原则

2.1在公路路基边坡防护过程中，要坚持从工程地段的地质地貌条件出发，加强对滑坡做出科学合理的定性评价，在此过程中，再辅之以定量评价。

2.2要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡防护过程中，要从本地的地形地貌地质条件族从科学的分析，并对各种地质地貌做出合理的利用，因地制宜，采取有效的控制措施，如此，可以让工程治理更为稳定，且一定程度上降低了工程的成本。

2.3在进行边坡防护过程中，要确保工程的安全性，实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件，做出科学合理的设计，并严格计算整个工程的安全系数。

分析公路路基边坡失稳的因素

3.1公路建设的土石方工程阶段是破坏原地貌植被、弃土、弃石的集中时期，工程用土范围内原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或丧失，并为水土流失发生、发展提供了大量易冲蚀的松散堆积物。路基边坡开挖、填筑是原有地表植被被破坏，形成大面积坡面，表土层抗蚀能力减弱，水土流失加剧，从而导致边坡失稳的机率增大。

3.2设计中对滑坡路段岩土性质认识不足，设计边坡率过陡。施工中未根据实际情况采取相应措施，堑坡仍按原设计破率开挖，边坡过高过陡，难以保证自身稳定。边坡开挖后，未及时进行防护，长时间暴露在大气中，致使风化、冲刷严重。

分析公路路基边坡防护技术

4.1混凝土挡墙：在高边坡加固中，混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式，这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题，进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土当强的设计时，应该充分考虑滑面的形状以及位置，从而选择适合的挡墙基础砌筑深度，此外，挡墙后面应该设计必要的泄水孔，从而有效地减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。如图1

4.2锚固洞：在加固高边坡时，锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法，在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式，从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外，锚固洞自身具备一定的倾斜度，从而有效地避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。

4.3植物防护措施：植物防护以成活的植物作为路基防护的材料，通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用，在拟保护的路基部位，形成有生命的保护层；是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式，利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用，保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素，选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植物根系能与土层密切结合，盘根错节，使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层，从而有效地稳定土层，阻挡冲刷和坍塌。

4.3.1铺草皮：草皮要选根系发达、茎矮叶茂、生长繁殖迅速、易成活、便于种植的草皮；干枯腐朽及喜水的草皮不宜使用，严禁用泥沼地区的草皮。如边坡土不宜草皮生长，应先铺一层厚10~20cm的黏性土，当边坡坡度陡于1:2时，铺黏土前应将边坡先挖成台阶或沟槽。

铺草皮可与其他防护措施结合使用。如片（卵）石方格草皮，由片石在边坡上形成骨架，中间铺草皮，可防止边坡表面滑塌、草皮脱落。草皮还可以铺于窗孔式护面墙、框格防护等开孔或格内，形成综合防护。如图2

图1 图2

4.3.2植树：植树防护的边坡应较缓，最好是1：1.5或是更缓的边坡。种树宜选用与沈阳当地土壤、气候条件相适应、根系发达、枝叶茂密、生长速度快的品种。对常浸水的农村公路，应选用喜水、耐水的乔木和灌木，适合沈阳地区优先选用杨树、柳树、紫穗槐；路堑路面及路肩边缘外0.8~1.0m范围内的路堤边坡上下不一般种植乔木。

植树防护可与种草、栽花等防护措施综合应用，以获得更好的防护效果。

4.3.3种草：选用的草籽必须适应沈阳地区的土壤和气候条件。通常应选择生长快、根系发达、叶茎低矮、枝叶茂密或有葡萄茎的多年生草种(三叶草、抓哏草)。当边坡土质不宜草类生长时，可以在坡面培腐植土促进草类生长。同时在路肩上也可以栽植部分花卉，对路面起到美化的作用。

4.4 地下排水

4.4.1大孔径排水管（沟）：该种情况多用于泉眼式渗水，在多雨地区，部分泉眼雨季水量较大，采用倾斜式排水孔很难及时排出水流，往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管（沟）具有较为明显效果。

4.4.2支撑式渗沟：支撑式深沟主要设计在路基边坡体裂缝水发育明显，且出现多个渗出点，往以带状、面状发育的坡面，由于其水丰富、分布分散，通过设置“Y”型支撑式渗沟，可有效收集边坡一定范围的渗水，并及时排出，对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用，从而保证边坡稳定。

4.4.3倾斜式排水管：在多雨地区，往往边坡水在一定的深度内大范围分布，若不及时排水，长期储存在路基边坡体内，影响边坡体的岩土强度，不利于边坡稳定，该情况下，可通过设置深层的带孔排水管，必要式可采用上下交错布设，可有克服支撑渗沟深度不足的缺点，将深层水排水。

4.4.4渗沟：渗沟对排水路基边坡下渗水、裂缝水具有显著效果，也可降低路基两侧的地下水位。

结束语

对于公路路基的边坡，一定要采取有效的处理措施，不断采用先进技术和机械设备，预防边坡的出现，加强对边坡稳定性的定量定性分析，强化对边坡的预防治理工作，已经是整个公路建设施工，养护中的重要环节，在整个交通网络建设中已得到了更多的关注。提高边坡的防护水平，既保证了整个公路建设的质量，也促进了我国公路建设健康快速的发展。

参考文献：

刘克伟.水利水电工程高边坡的治理与加固探讨「J，中国房地产业，2011（03）

雷蕾，谢新生，竹寿水库泄洪隧洞进口高边坡加固方案研究「J，陕西水利，2011（06）

篇7

0 引言

锚杆支护作为岩土体支护的一种重要方式，其支护机理也是随着岩土体支护机理的发展而发展的，岩土体锚固机理及计算模型主要有两种模式，一是结构力学模式，二是岩土力学模式。

结构力学模式认为，围岩仅对支护结构产生荷载，包括围岩主动的压力和被动的弹性抗力，这种荷载-结构模式，是运用结构力学的解法进行求解，在这种模式的基础上发展出来的锚杆支护机理有悬吊减跨理论，组合梁理论，组合拱理论以及楔固理论。

岩土力学模式以岩体的自身强度和自身承载能力为出发点，这种理论认为，锚杆的作用主要是加固岩土体的力学性质，从宏观上分析锚杆是限制岩土体脱离原来位置或是产生较大变形，但从力学方面分析是提高了岩土体的抗剪强度参数，即粘聚力和内摩擦角，可以认为是锚杆与岩土体共同作用形成一个强度较大的复合体系。锚杆支护中基于这种理论提出的松动圈支护理论，锚杆提高加固体强度参数理论[1]。

有必要指出，松动圈理论与传统支护理论中的悬吊理论，组合拱理论具有一定的相似之处，因为松动圈理论中的中松动圈和大松动圈原理的提出正是基于悬吊理论和组合拱理论，但他们之间又有很大的区别，因此，有必要深入的阐述松动圈理论和传统悬吊理论，组合拱理论之间的联系，着重分析他们之间的差异，使学者和工程技术人员对悬吊理论，组合拱理论和松动圈理论有个更加清晰的认识和理解，对理论的发展和工程实践中选择合理的支护理论进行设计都有一定的指导意义。

1 锚杆传统悬吊理论，组合拱理论

1.1 锚杆传统悬吊作用理论

悬吊理论认为，巷道经过开挖，其内部的应力状态会改变，原有的稳定岩体因应力改变，内部裂隙张开，块体切割出现破碎，出现不稳的岩块，在巷道围岩的一定范围内，应当存在具有稳定岩层或是稳定岩层结构，将锚杆锚固于稳定岩层或稳定岩层结构中，下部破碎岩体通过锚杆的作用将自身重量荷载传递到深部稳定岩层中，锚杆杆体充分发挥自身抗拉的能力传递荷载。

1.2 组合拱理论

锚杆悬吊作用主要强调单根锚杆对围岩的悬吊能力，而组合拱理论则主要发挥锚杆的群体效应。组合拱理论是指，在软弱围岩开挖巷道时，巷道变形较大，岩体较为破碎，在巷道围岩中锚固锚杆时，在预应力的作用下锚杆会在端部形成一个受压的圆锥形区域[2]，如果如果沿巷道周边均匀的布置锚杆，则受压的锥形区域会相互重合，并形成具有一定宽度的连续受压带，如果能有合理的措施，保证受压带内的岩体不被挤出，则其强度参数会有很大程度的提高。压缩带不仅能保持自身的稳定，而且形成的拱形结构还能保持围岩的稳定性。

1.3 松动圈概念及支护理论

1.3.1 松动圈概念

巷道围岩松动圈是指在巷道或隧道经过开挖以后，原有围岩应力状态随着开挖卸荷会重新分布，巷道周边应力由三向受压应力状态转变成二向甚至单向应力状态，巷道表面径向力为零，巷道环向方向会出现应力集中。在巷道壁面向巷道围岩深部逐渐过渡到原岩三向受力状态的过程中，环向应力逐渐减小，当一定深度的围岩强度难以承受应力集中程度时，则此处围岩将会破坏，当围岩强度刚好平衡应力时，此处围岩处于塑性屈服状态，则围岩塑性屈服点到相应巷道之间的径向距离，就是松动的厚度，倘若开挖巷道为圆形且地质条件在各个方向一致，则松动会沿着巷道形成一定厚度圆形圈，这个圆形圈就成为松动圈。当围岩为不均质，受较大地应力以及其他地质条件的影响时将呈异形的松动圈。

1.3.2 松动圈支护理论

巷道围岩中普遍存在松动圈，只有少量洞径较小的巷道围岩处于弹性状态。巷道围岩松动圈支护理论为，围岩开挖过程中会产生破碎膨胀，这种碎胀变形将会产生较大甚至大于岩体自重的碎胀荷载，此时，碎胀荷载是围岩支护的主要荷载。松动圈为零时是围岩可以自稳的条件[3-4]。根据巷道中实测或根据有关分类方法预测出的松动圈半径，将松动圈划分为小松动圈，中松动圈和大松动圈。其中，小松动圈半径LD

2 松动圈理论与传统悬吊，组合拱支护理论的关系

由于松动圈支护理论根据松动圈半径的不同，采用不同的支护理论。小松动圈时无需支护或是仅需要表面喷射混凝土，而中松动圈和大松动圈锚杆支护理论与传动锚杆的悬吊理论和组合拱理论相似，所以此处重点分析中松动圈和大松动圈锚杆支护理论与传统支护理论之间的差异。

2.1 锚杆中松动圈支护理论与传统悬吊理论差异

锚杆中松动圈支护理论采用的是悬吊理论，与传统悬吊理论在基本原理上是一致的，即都是通过锚杆的悬吊作用将不稳定围岩锚固于稳定岩层中。但是在适用条件，支护对象，锚杆长度设计，锚杆与围岩之间的协调关系方面存在较大的差异。

1）适用条件上：传统悬吊理论主要基于自然冒落拱和组合梁板理论，因此，需要巷道顶板具有稳定的岩层或是岩层结构并且不适用于巷道的侧边壁和底板，倘若巷道顶板没有稳定的岩层，或者稳定岩层离巷道较远，此时按照传统悬吊理论解释锚杆支护是没有作用的，但实际锚杆支护效果很好，此时传统悬吊就难以解释了。松动圈悬吊支护理论是基于实测的松动圈的范围，锚杆锚固于松动圈之外的一定范围即可发挥锚杆的悬吊作用，无论巷道顶板一定范围内是否具有稳定的岩层。此外，巷道周围均有松动圈存在，所以该理论能适用于巷道各个部位。

2）在支护对象上：传统悬吊理论将巷道顶板中不稳定的破碎岩体，冒落拱内的岩体重量作为支护的对象，很容易通过岩体的重量计算所需反力，锚杆设计参数比较明确，但倘若围岩较为破碎，裂隙发育，则不稳定岩体和冒落拱内的岩体重量将非常大，此时支护强度就需要很大。松动圈理论认为在岩石破碎过程中会产生碎胀力，碎胀力是锚杆支护的主要对象，碎胀力的大小与支护时机有很大的关系，所以锚杆设计参数时较难确定。

3）锚杆长度设计上：传统悬吊理论和中松动圈理论支护理论在锚杆长度设计公式均为（1）[5]，主要是不稳定层厚度的选择不同：

l总=kD+l1+l2（1）

其中D为不稳定岩层厚度，k为安全系数，一般取为k=1-1.25，l1 ，l2分别为锚杆锚进稳定岩层的长度和锚杆外露长度，对于安全系数，锚杆锚固和外露长度容易确定，对于不稳定层D的厚度，松动圈理论是通过把实测的松动圈厚度作为不稳定层的厚度，具有数值准确易定的特点。而传统悬吊理论的不稳定层厚度是从巷道顶点到围岩坚硬稳定层的，坚硬岩层位置难以确定，这就导致不稳定层的厚度难以确定。

4）锚杆与围岩之间的相互关系上：锚杆和围岩之间的关系，是两种理论的一个根本区别。传统悬吊理论将破碎不稳定的围岩均认为是被支护的对象，围岩没有任何自承能力，只有通过锚杆的支护才能保持稳定，所以在锚固段围岩对锚杆剪应力向上，不稳定段围岩对锚杆的剪应力向下，锚杆锚固端必须支护在锚杆稳定的坚硬岩层中。而松动圈理论认为，围岩在松动圈之岩处在塑性平衡稳定状态，无论是否是坚硬的岩层，都可以作为锚杆的锚固段，围岩和锚杆是共同承受松动圈内的碎胀力的。也就是说，传统悬吊理论是不考虑围岩自承能力的，而松动圈理论考虑了围岩的自承能力，与实际情况更加吻合。

2.2 大松动圈理论与组合拱理论差异

当在软岩中开挖巷道时，一般会产生较大的松动圈，当松动圈厚度值LD>150cm，称为大松动圈围岩状态，此时的锚杆悬吊理论难以满足支护机理，而组合拱理论则对大变形软岩巷道的支护提供了一种理论基础。组合拱理论是围岩在单根锚杆挤压作用下会形成一个锥形挤压区，多根锚杆沿巷道周边合理布置后，锥形挤压区会相互重合形成一个具有一定厚度的连续挤压带，在挤压带内部的岩体，无论是否破碎，只要经过钢筋网或是喷射混凝土等合理措施，以限制其不掉块挤出，则内部岩体就会是三向受力状态，大大增加了其力学性质，有效的增强了巷道的稳定性。挤压带随着巷道断面改变在松动圈中会形成不同的形状，当巷道断面是拱形时，则挤压带呈拱形结构，当是矩形断面时，会出现矩形结构挤压带。

大松动圈的挤压拱理论是借鉴了传统组合拱理论，但是松动圈的挤压拱理论还着重考虑了一下三个方面的问题。

1）挤压拱厚度的确定：挤压拱厚度b由公式（2）确定[5]：

b=■（2）

其中l为锚杆长度，α是锚杆对破碎岩体的控制角，取值45度，a为锚杆间距。

由公式（2）可知，挤压拱的厚度随锚杆长度的增大而增大，随锚杆间距的减小而增大，可见，挤压拱厚度的确定对锚杆长度和间距的设计至关重要，此时，可以借鉴松动圈悬吊理论的做法，将锚杆松动圈厚度乘以一个安全系数作为挤压拱厚度，而松动圈厚度可以采用超声波，岩石电阻率等方法进行较为准确的测定。

2）挤压拱锚杆间的岩体限制：传统组合拱理论也要求对锚杆间的岩体进行有效的限制，这多是出于对巷道周边变形量和掉块安全的考虑，而松动圈挤压拱理论则更多的从保持挤压拱的完整性考虑，倘若锚杆间的岩体不能有效的进行限制而导致岩体掉块、脱落，则挤压拱就会随之减弱，甚至渐进破坏而导致整个挤压带失效。所以，让围岩形成有效的挤压带除了合理布置锚杆之外，还应当对进行加设钢筋网，喷射混凝土等措施进行加固。

3）动态压力对松动圈支护的影响：松动圈理论认为，巷道开挖完成后，其松动圈范围基本确定，但是当巷道出现二次开挖，周围隧道群的开挖，煤矿中巷道上次及下层煤的开采等都会引起巷道原有松动圈的变化，因此，在进行松动圈挤压拱厚度的确定时，要充分考虑这些因素的影响，掌握松动圈动态发展规律，对挤压拱进行合理设计，确保一次设计能充分考虑到未知压力变化时对挤压拱的影响。松动圈挤压拱的动态设计是传统组合拱理论没有充分考虑的地方。

3 结论

本文通过对锚杆传统悬吊理论，组合拱理论以及松动圈支护理论的分析，指出松动圈理论中的悬吊理论，挤压拱理论与传统悬吊理论，组合拱理论之间的联系与差异，并着重指出不同理论的差异点，使学者或是工程技术人员能对这三种理论有个清晰的认识，对以后锚杆支护理论的发展和锚杆在实际工程中的应用也有一定的指导意义，并得出如下结论：

1）中松动圈的悬吊理论在适用条件上更加广泛，支护对象主要是围岩破碎过程中的碎胀力，锚杆长度设计不稳定岩层的厚度可取松动圈的厚度，锚杆与围岩之间的协调关系上充分利用论文围岩的自承能力，以上几个方面与传统支护理论具有较大的差异。

2）大松动圈挤压拱理论对挤压拱锚杆间的岩体限制主要是为增强挤压拱的稳定性，而动态压力对松动圈支护具有明显的影响，这些方面比传统组合拱理论的认识和分析更加深入。

【参考文献】

[1]沈绍学.锚杆支护理论探析[J].科技创新导报，2008，25：90.

[2]贾颖绚，宋宏伟.土木工程中锚杆支护机理研究现状与展望[J].岩土工程界，2003，08：53-56.

篇8

一般来讲，锚索施工的主要工序包括以下几个方面：测量放线造孔锚索制作与安装锚索一次注浆锚墩一期混凝土浇筑锚索张拉锚索二次注浆锚墩二期混凝土浇筑。我们在对锚索施工质量进行考核时，主要依据有：锚索施工的行业标准以及国家规范；设计的图纸和设计变更通知，以及相关的设计技术要求等；签订的合同文本要求、锚索施工组织设计及监理文函批复意见。

一、锚索形式选择

我们根据锚索内锚固段形式的不同，一般可以将锚索分为：拉力分散形、普通拉力形、拉压复合形和压力分散形。在对形式选取时，要充分结合工程特点，选择最优形式，下面论文就锚索各个形式的特点做简单分析：（1）拉力分散形锚索其特点

是内锚固段钢绞线分散布置开来，将锚索张拉力分散的传递到内锚固段的不同深度处，这就有效的解决了拉力过于集中的问题，对桥梁本身起到了有效的保护作用。（2）普通拉力形锚索优点有结构较为简单、造价成本低廉、施工十分便捷，但是其内锚固段的上部拉力过于集中，常见的问题是导致混凝土断裂，进而影响固的效果。（3）拉压复合形和压力分散形锚索内锚固段混凝土承受压应力，可以有效的提高锚固效果，特别是其自由长度的增加，可以更好的适应边坡岩体变形。同时我们不能忽视的是，内锚固段形式很复杂，在安装和张拉等都较为繁琐，大大增加了施工的难度，造价方面也远高于普通的拉力形锚索。一般来讲，对于地质条件较为简单的施工环境下，我们应该选择施工便捷、形式简单、造价低廉的普通拉力形锚索，既可以满足工程需要，这样有助于我们提高施工效率、加快工程进度、控制工程投资。而在那些地质条件很复杂、内锚固岩石质量较差的边坡，可以选择压力分散形、拉力分散形和拉压复合形锚索，以确保锚索张拉质量，保证工程达到设计锚固的要求。

二、水电站锚索施工中出现的问题及应对措施

（1）造孔。在造孔过程中，首先用油漆在施工部位标明锚索开孔位置，孔位偏差不得大于十厘米；钻机平台必须做到牢靠稳固，对方位角也要严格校验。其次，在钻孔施工过程中，充分发挥钻机的导向作用，尽量减少孔斜误差，并及时采用合理纠偏措施，做好相关记录。最后，应按分序加密的原则进行钻孔，成孔后及时进行锚固段固结灌浆，确保成孔质量。（2）锚索制作。我们在向孔内安装锚索时，经常会遇见锚索架线板在通过锚索孔内的裂缝时卡入裂缝。为了解决这一问题，我们通过在每一架线板上焊接四个五十毫米的圆弧状的防护挡片，并且在锚索头用铁丝固定50×300毫米的钢管作为临时的导向帽。而在吊装锚索的时侯，我们可以专门制作一套吊装锚索装置，即用两个150×150×10立方毫米的钢板，分为上下夹住锚具，并且用螺丝固定好两个钢板。这样就可以有效解决问题，同时吊装也可以做到方便快捷、安全可靠。（3）锚索注浆。锚索注浆的主要目的是为了形成锚固段和对锚索形成防腐保护。注浆则是锚索施工的关键工序之一。锚索注浆的效果好坏对锚索的锚固性能具有十分重要的影响。钻孔中有大的裂缝和通气孔时，为防止水泥浆进入裂缝和通气管道，制作了七根直径七十五毫米，长2～3米止浆管，对于特殊情况，可以增加缠绕两道海带。（4）承压混凝土锚墩制作。锚墩钢垫板要求牢固地焊接在钢筋骨架上，且其预留孔的中心位置应与锚孔轴线一致，几何尺寸满足设计要求，表面平整。模板要根据锚墩几何尺寸专门定做，混凝土浇筑时要充分振捣，钢垫板底部混凝土必须充填密实。（5）锚索张拉。其一，当注浆强度达到30MPa以后开始张拉锚索。张拉设备要配套使用，并通过有关认证机构的标定，绘制出压力表读数-张拉力关系曲线，并且要以正式文件提交给监理工程师。如果有拆卸、检修或者是经受了强烈撞击的压力表，都应该重新进行标定。其二，锚索张拉采用单根预紧后再分级整体张拉的施工方法。为确保钢绞线理顺并受力均匀，张拉前应按设计荷载的10％进行单根钢绞线预紧。其三，严禁非作业人员进入锚索张拉作业区，同时张拉时千斤顶出力方向的45°内也必须严禁站人。（6）外锚头防护。锚索施工完成后，要求钢绞线在锚具外的外露长度不大于两厘米，多余部分要予以切除，外露部分钢绞线用混凝土进行封锚保护。

锚索施工对施工平台、锚索灌浆、以及造孔的精度等方面都有很高的要求。经过我国水电施工人员不谢努力，在水电站锚索施工上已经取得了显著成绩。近年来，我国出台了一系列促进水电工程建设政策，加快了我国水电建设步伐，锚索施工技术也必将在水利工程建设中发挥重要的作用。

参 考 文 献

篇9

1.2边坡工程稳定性分析方法

1.2.1边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法，也是工程实践中应用最多的一种方法。

1.2.2边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料，以岩土体天然结构为工程结构，或以堆置物为工程材料，以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性，天然边坡尤为突出，因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用，而且作用强度不一，且又错综复杂，致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法，可靠指标法，统计矩法以及随机有限元法。

2边坡工程处治技术

2.1抗滑桩技术边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似，但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件；但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外，桩径较小时人工作业面困难。

2.2注浆加固技术注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，从而满足各类土木建筑工程的需要；注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽略其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。

2.3加筋边坡和加筋挡土墙技术加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度，增强土体的稳定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术，形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比，加筋边坡和加筋挡土墙的特点有：结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点，目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等；甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。

2.4锚固技术岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重，节约了工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的社会效益和经济效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用，例如以下几种情况：①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩；锚杆可以是预应力或非预应力锚杆，预应力锚杆材料多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上，锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡，以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙，这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ，Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护，一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。

2.5预应力锚索加固技术用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力，提高它们的刚度，使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压，滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大，加强它们的自承能力，可有效地限制岩体的部份变形和位移。

2.6排水工程的设计地表排水工程的设计要求：①填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝，往往是滑坡的先兆，也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层，使土的抗剪强度降低，造成坡体滑动。因此，对坑洼和裂缝应仔细查找，认真夯填。②合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置，应尽量顺直，并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时，应将凹地填平或与外侧挡土墙相连，内侧与水沟联结，避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底，导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点，充分利用自然沟谷，在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等，形成树杈状、网状排水系统，以迅速引走坡面雨水。

3结语

论文对常用边坡工程的处治措施进行了初步探讨，指出了常用边坡工程处治措施的适用性，然而随着工程建设规模的不断增大，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡处治技术的要求也越来越高。可以预见，随着科学技术的发展，边坡处治技术将得到进一步的发展，并逐步趋于完善。

参考文献：

[1]彭小云，张婷，秦龙.高陡边坡稳定性的影响因素分析[J].高陡边坡稳定性的影响因素分析.2002.

[2]赵明阶，何光春等.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社.2003.

篇10

巷道支护技术是煤炭开采过程中关键技术之一。巷道支护的安全、合理、有效是保证矿井高产高效的前提条件[1～8]。近年来，由于锚杆支护方式具有支护效果好、成本低廉等优点，因此巷道锚杆支护技术得到了极为迅速的发展，广泛应用锚杆支护给煤矿企业带来了的技术经济效益巨大[9～12]。

1 工程地质概况

某矿主采煤层为26#煤层，该煤层厚2.9m，普氏硬度系数f为1.1，煤层的相对瓦斯涌出量为0.382m3/t，自然发火期12个月。地面标高+36.7～+41.4m，井下标高-370～-456m，煤层赋存稳定。煤层老顶为粗砂岩，厚4m，灰白色，胶结致密，分选性差；直接顶为泥岩，厚2.5m，黑色，致密块状、均一含炭屑；煤层为26#煤层，厚2.9m，黑色，煤质脆硬块状；直接底为泥岩，浅灰色，致密块状含粉砂岩。

2 支护形式及支护参数设计

2.1 支护断面确定

工作面运输、回风顺槽为矩形断面，掘进宽度4000mm，掘进高度2500mm。

2.2 支护参数确定

2.2.1 锚杆支护参数的确定

2.2.1.1 锚杆长度的确定

L=L1+L2+L3 （1）

式中：L—锚杆长度，m；

L1—锚杆外露长度，L1=垫板厚度+螺母厚度+（0.02～0.03）m，一般L1取0.15m；

L2—锚杆有效长度，m；

L3—锚杆锚固长度，取0.3～0.4m。

锚杆外露长度Ll取0.15m，采用PHD—2型声波检测仪测定巷道围岩松动圈可以确定：巷顶：L2=1.6m，巷帮：L2=1.2m，锚杆锚固长度L3取0.4m，将上述数据代入公式1可得：

L=0.15+1.60+0.4

=2.15（m）

这里取L=2.2m；

注：锚杆有效长度L：的确定，在条件允许的情况下，尽量采用现场实测值，因普氏自然平衡拱理论计算方法确定L2时，L2值往往偏高，对有些岩性不适用。

2.2.1.2 锚杆间排距的确定

D≤0.5L（m） （2）

将上面得出的锚杆的长度值代入公式2可得：

D≤0.5L=0.5×1.8=0.9m

2.2.1.3 锚杆直径的确定

（3）

将前面算得的锚杆长度值代入公式3有：

d=2.2/110=20mm

2.2.1.4 锚杆锚固力的确定

锚杆锚固力Q可按下式计算

（4）

式中：Q—锚杆锚固力，t；

K—锚杆安全系数，取2～3；

L—锚杆有效长度，m；r—视密度，t/m3。

将上述计算得到的参数代入公式4有：

2.2.2 锚索支护参数的确定

当煤巷顶板下沉量为80～100mm或以上时，多数情况下难以采用锚杆支护方法保持顶板的长期稳定，因此需要采用锚索进行加强支护，以防止顶板局部冒顶。

锚索长度：

（5）

其中：——锚索长度，m；——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m；

——需要悬吊的不稳定岩层厚度，m；——上托盘及锚固厚度，m，一般为0.1m；

——需外露的张拉长度，m，一般为0.2m。

其中需要悬吊的不稳定岩层厚度一般为巷道顶部煤层、伪顶、直接顶的总厚度。据32602工作面综合柱状图显示，需要悬吊的不稳定岩层厚度为2.96m，考虑顶板厚度的变化，取安全系数为1.4，所以不稳定岩层厚度为4.15m。由公式5计算可得：

3 巷道支护的数值分析

根据上面确定的支护参数采用FLAC3D数值模拟软件进行数值分析。模拟结果如图1、图2、图3、图4。

从锚索支护的铅直应力图可以看出，锚索长度在应力集中程度较高的区域以外；从水平应力图可以看出水平应力是关于巷道中线呈现对称状态出现的，可以确定锚索的锚固区域仍然在稳定围岩中，这样能避免锚索因为围岩的破坏而失去悬吊作用。

从锚杆锚索的受力图中可以看出，锚杆的受力比较均匀，且两帮的锚杆受力大于顶板的锚杆，顶板中部的锚杆受力最小；从锚杆锚索的变形分布图中可以看出，锚杆的刚度较大变形较小，锚索的刚度小变形大。巷道在采用理论设计的参数支护下巷道围岩变形量有所减小，技术经济效益良好。

4 结论

采用合理的理论计算公式确定了软岩巷道的支护参数，通过数值分析验证了支护参数设计的合理性。在此支护参数下巷道围岩变形量小，受力分布合理，取得了较好的技术经济效果。

参考文献：

[1]鲁岩等.巷旁开掘卸压巷技术研究与应用[J].采矿与安全工程学报，2006，9：329～332.

[2]何富连等.综放沿空巷道围岩卸压控制研究[J].煤炭学报，2000，12.

[3]孙秉佐.综放工作面顺槽邻空巷卸压新技术的应用[J].科技情报开发与经济，2006，11.

[4]郑西贵，李学华等.巷外掘巷保护巷道的应力转移技术[J].矿山压力与顶板管理，2005，No4：46～47.

[5]董方庭等.巷道围岩松动圈支护理论及应用技术[M].北京：煤炭工业出版社，2001（10）.

[6]琳登阁.高应力松散破碎围岩巷道支护技术[M].建井技术，2001（22）：26～28.

[7]何满潮，彭涛.高应力软岩的工程地质特征[J].矿山压力与顶板管理，1995（2）：8～11.

[8]温进涛，朱维申，李术才.锚索对结构面的锚固抗剪效应研究[J]，岩土力学与工程学报，2003（22）：10.

[9]杜克辉.近距离煤层下山布置与支护技术研究[D].中国矿业大学硕士学位论文，2007.

篇11

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A

随着我国经济建设的发展，地铁建设工程项目数量和规模迅速扩大，这些项目中的基坑工程都在不同程度上遇到了对基坑自身稳定和周围环境影响的控制问题。这样，如何在设计和施工中控制土移以保护建筑物、地下管线和构筑物便成为地铁工程中亟需研究和解决的课题。基坑工程的最基本的作用是为了给地下工程敞开开挖创造条件。而基坑支护体系的基本作用是确保基坑稳定性和周围环境稳定性达到安全要求。所以，地铁深基坑支护体系在地铁深基坑建筑工程项目中发挥重要作用。

在各个城市地铁工程中，所有的基坑工程项目基本上都属于深基坑工程。当前国内的深基坑支护体系主要有，地下连续墙支护、排桩支护、预应力锚索支护、内支撑、钢板桩支护、水泥土重力式挡墙，深层水泥搅拌桩支护等。本文主要是对以上提到的前三种支护方式进行分析比较，在具体实践过程中，需要根据基坑深度、土质条件、地下水情况等，选择合理经济的解决方案。

1 地下连续墙支护

1.1 地下连续墙支护特点

在工程应用中地下连续墙已被公认为是深基坑工程中最佳的挡土结构之一，地下连续墙平面布置形式见图1，它具有如下

显著的优点：

a. 施工具有低噪音、低震动等优点，工程施工对环境的影响小；

B. 连续墙刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小；

c. 墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外的影响较小；

d. 可作为地下室结构的外墙，可配合逆作法施工，以缩短工程的工期、降低工程造价。

但地下连续墙也存在弃土和废泥浆处理、粉砂地层易引起槽壁坍塌及渗漏等问题，因而需采取相关的措施来保证连续墙施工的质量。作为基坑围护结构，主要基于强度、变形和稳定性三个大的方面对地下连续墙进行设计和计算。

（a）（b）（c）

（d）

图1地下连续墙平面布置形式

2排桩支护

2.1 排桩支护类型

排桩围护体是利用常规的各种桩体，例如钻孔灌注桩、挖孔桩、预制桩及混合式桩等并

排连续起来形成的地下挡土结构。按照单个桩体成桩工艺的不同，排桩围护体桩型大致有以下几种：钻孔灌注桩、预制混凝土桩、挖孔桩、压浆桩、SMW 工法（型钢水泥土搅拌桩）等。这些单个桩体可在平面布置上采取不同的排列形式形成挡土结构，来支挡不同地质和施工条件下基坑开挖时的侧向水土压力。

2.2 单排桩内力和变形计算

柱列式挡墙虽由单个桩体并成，但其竖向受力形式与壁式地下连续墙是类似的，其与壁式地下连续墙的区别是，由于分离式布置的排桩之间不能传递剪力和水平向的弯矩，所以在横向的整体性远不如地下连续墙。在设计中，一般可通过水平向的腰梁来加强桩墙的整体性。计算步骤

a.计算等刚度壁式地下墙折算厚度h

设钻孔桩桩径为 D，桩净距为t，则单根桩应等价为长D+t 的壁式地下墙，令等价后的地下墙厚为h，按二者刚度相等的原则可得：

，

若采用一字相切排列，t

b.按厚度为h 的壁式地下墙，计算出每延米墙之弯矩剪力 及位移。

c.换算得相应单桩的弯矩 、剪力 及位移 ，然后分别进行截面与配筋计算。

，， 。

2.3 双排桩

双排桩的计算较为复杂，首先是作用在双排桩结构上的土压力难以确定，特别是桩间土的作用对前后排桩的影响难以确定，桩间土的存在对前后排桩所受的主动及被动土压力均产生影响，由于有后排桩的存在，双排支护结构与无后排桩的单排悬臂支护桩相比，墙背土体的剪切角将发生改变。剪切破坏面不同，将导致土体的主动土压力的变化。如何考虑上述因素的作用，以对前后排桩所受土压力进行修正。其次是双排支护结构的简化计算模型如何确立，包括嵌固深度的确定、固定端的假定、桩顶位移的计算等。

3 预应力锚索支护

3.1 预应力锚索工作机制

预应力锚杆（索）是将受拉杆件的一端（锚固段）固定在稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结，用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的作用力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物稳定。其设计工作流程见图2，与其它支护形式相比，,具有以下特点：

a. 提供开阔的施工作业空间，非常的利于土方开挖施工。锚杆（索）施工机械设备施工作业占用空间小，适合各种场地和地形；

b. 对岩土的扰动小，地层开挖后可立即提供支护作用力，控制土体变形发展趋势；

c. 锚杆（索）作用部位、倾角、密度和施工时间可根据工程实际情况具体调整；

d. 预应力锚杆（索）的抗拔力已由试验和实际工程实例验证，能够保证设计有足够安全系

数。

图2 预应力锚索设计工作流程

4 几种支护体系分析比较

表1将四种支护体系从场地地层工程岩土特性，水文地质条件周围环境的影响程度，各种技术经济条件等因素进行了分析比较。

表1 深基坑支护方式分析比较

5结语

地铁深基坑支护工程己经成为我国建筑业研究的重点问题，同时地铁深基坑支护体系已经成为人们研究的关键难点。从深基坑支护的角度看，只有对其选项进行合理设计才能保证施工顺利开展，其选项受到经济因素和技术因素影响，为了能够满足施工的具体要求，达到减少对周围影响的目的，需要从工期短、施工方便、经济效益等方面进行综合考虑。最后进行比较最终确定，支护结构挡墙选项过程中与地下水位降低、支撑选型、挖土方案等配套进行研究。

参考文献：

[1] 刘国彬，王卫东．基坑工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2009

[2] 徐干成，郑颖人．岩土锚固技术手册[M]．北京：中国水利水电出版社，2013

[3] 杨磊．地铁深基坑支护方案的优化探讨[D]．[硕士学位论文].武汉:武汉理工大学，2011

[4] 何思明．预应力锚索破坏特性及极限抗拔力研究[J]．岩石力学与工程学报，23(17)：296

篇12

我国《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）中规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动，未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。

1.软弱地基加固处理方法

软弱地基的加固处理[1]，按其原理和作法的不同，可分为以下四类：

1.1排水固结法

排水固结法又称预压法，其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法；通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出，土体发生固结 ，土中孔隙体积减小，土体强度提高，达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。

1.2振密、挤密法

振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法；采用一定措施，通过振动和挤密使深层土密实，使地基土孔隙比减小，强度提高。

1.3置换及拌入法

置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法；采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未被加固部分的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。

1.4加筋法

加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力，减小沉降，维持建筑物稳定。

以上方法的原理、适用范围及工程实例可参考殷宗泽、龚晓南主编的《地基处理工程实例》[2]一书。

2.软弱地基处理方法的选择

在地基处理中，我们要遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量[3]。可根据以下条件进行选择：

2.1地质条件

不同的方法适用于不同的地质条件，可参看规范。

2.2设计施工条件

设计时应考虑工期及用料情况：工期不宜安排得太紧；时间充分，施工时地基稳定性好，遗留问题少。工程用料要求就地取材。施工时应采用科学的管理方法。

2.3场地环境条件

要考虑施工时对周围环境的影响。如：新填土会挤压原有道路、房屋，产生侧向位移或附加沉降；用砂桩、砂井时，施工有噪声，靠近居民点会扰民；采用降低水位法时，要考虑引起周围地基的下沉和对周围居民用水的影响故应预先调查或做隔水墙，并考虑施工后注水复原的问题；采用填土堆载时要有大量的土料运进运出工地，会影响交通和环境卫生；打石灰桩、灌注药物或采用电渗排水时，会污染周围地下水，应慎重对待。

2.4结构物条件

要考虑结构物的等级、结构体系、断面形状、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素对所选择加固方法的影响，特别是有地下结构物（地下室、涵洞、地铁等），或者结构物高低不同、沉降不均时，应当特别注意。

3.地基处理技术的创新

近几年来，世界各地因地制宜的发展了许多新的地基处理方法。

3.1。 添掺外加剂方面[4]

以前的地基处理方法大多从机械设备着手，从而建立某种工法，而从材料入手提高地基处理质量和效果的较少。高性能土壤固化剂土壤混合后，特别是与高含水量和富含有机质的淤泥发生一系列物理化学反应，形成相互连接的网状结构，从而提高固化土的强度，减少地基变形。通过室内实验和现场试验证明，用高性能土壤固化剂作地基处理特别是对软弱地基的处理很有效，比普通水泥加固效果好的多，此项技术在国外应用已相当普遍已有很成熟的研究机构和公司，但在国内尚属起步阶段。

3.2 综合应用水平方面

重视多种地基处理方法的综合应用可取得较好的社会经济效益。

真空预压法与高压喷射注浆法结合可使真空预压应用于水平渗透性较大的土层，而高压喷射注浆法与灌浆相结合使纠偏加固技术提高到一个新的水平[5]。

单用动力固结法(俗称强夯法)处理饱和软粘土地基时却极易产生“橡皮土”现象，难以达到预期效果。为此，岩土工程界将强夯法和排水固结法结合起来，开创了“动力排水固结法”这项新技术[6]。

3.3.可持续发展方面

我国《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002已经将粉煤灰正式列为换填垫层法可采用的一种垫层材料。

渣土桩又称“孔内深层夯扩挤密桩”，是一种新型地基处理方法，其充分利用建筑垃圾，变废为宝，施工现场干净无污染。

地基处理技术还被用于防止有害物渗出液污染地下水以及防止其他已被污染区域地下水的流动造成污染扩散。近期出现的处理新技术是让被污染的地下水通过含有将地下水中有害物变性、吸收及降解的铁屑或碳颗粒的活性截水墙PRB使地下水得到净化[7]。

4．结语

我国地基处理技术发展很快，但还有许多方面需进一步研究：

（1）发展现场监测技术的研究。

（2）发展测试技术的研究

（3）促进地基处理理论方面的进一步发展。

（4）完善工法的质量检验手段。

（5）发展地基处理新技术，提高地基处理技术的综合应用水平的研究。。

（6）要因地制宜合理选用处理方法。正确评价各种地基处理方法的适用性。

（7）研制新机械新材料，提高施工工艺，实现信息化施工的研究。

（8）深化施工管理体制改革，重视专业施工队伍建设。

参考文献

[1] 顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏.地基与基础[M] 北京:中国建筑工业出版社，2003，(15):576

[2] 殷宗泽，龚晓南 地基处理工程实例[M] 北京:中国水利水电出版社，2000(1):14~17

[3] 陈莞尔 软弱地基加固方法的合理选择[J] 地基基础，2004

[4] 於春强，郑尔康 高性能土壤固化剂及在地基处理中的应用[J] 第九届土力学及岩土工程学术会议论文集2003