砂卵石場地深基坑錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

蔣 莉

(重慶市市政設(shè)計研究院，400020)

砂卵石場地深基坑錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

蔣 莉

(重慶市市政設(shè)計研究院，400020)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升前提下，高層建筑和地下結(jié)構(gòu)取得了突出的發(fā)展成就，同時深基坑的深度和規(guī)模也不斷發(fā)展。隨著建筑結(jié)構(gòu)類型的不斷優(yōu)化發(fā)展，砂卵石場地的深基坑處理得到了廣泛的關(guān)注，其中涉及到錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計，在實(shí)踐過程中必須了解施工要點(diǎn)，并根據(jù)其變化趨勢，確定結(jié)構(gòu)的應(yīng)用形式。本文將以深基坑錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形式為研究點(diǎn)，對具體的設(shè)計形式和應(yīng)用方向進(jìn)行詳細(xì)的分析。

砂卵石場；深基坑；錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)

隨著城市化發(fā)展水平的不斷提升，在實(shí)踐中必須從現(xiàn)有的施工要點(diǎn)入手，掌握相關(guān)預(yù)防措施。為了滿足人們的日常發(fā)展需要，必須對交通、商業(yè)及其他功能引起重視，在多樣化發(fā)展趨勢的影響下，對城市發(fā)展現(xiàn)狀提出了更高的要求。城市當(dāng)前以三維空間發(fā)展模式為主，為了提升其發(fā)展強(qiáng)度，必須對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行詳細(xì)的了解。深基坑是當(dāng)前工程實(shí)踐中存在的主要問題，由于其發(fā)展理論和工程性質(zhì)的特殊性，部分深基坑工程的設(shè)計和實(shí)踐情況存在比較大的差異，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)不完整，應(yīng)用現(xiàn)狀不樂觀。因此必須根據(jù)實(shí)際情況，對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，促進(jìn)深基坑的建設(shè)進(jìn)步。

一、錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析

錨拉樁是一種由傳統(tǒng)抗滑樁發(fā)展起來的新型治理滑坡的阻滑工程結(jié)構(gòu),由抗滑樁和銷索組成?；谄浒l(fā)展的特殊性，需要在實(shí)踐中按照既定的發(fā)展結(jié)構(gòu)和應(yīng)用趨勢，對系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并切實(shí)適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)系統(tǒng)。以下將對錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析

支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對砂卵石場地的深基坑工程有一定的影響，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到工程的整體質(zhì)量。在實(shí)踐中必須結(jié)合實(shí)際情況，計算出基坑穩(wěn)定值，并根據(jù)基坑變形趨勢，對土體結(jié)構(gòu)和形狀進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于不同支護(hù)結(jié)構(gòu)其應(yīng)用機(jī)理存在一定的差異，因此在后期損壞的過程中呈現(xiàn)出不同的破壞方式?；谄茐姆绞降牟町愋裕仨毟鶕?jù)砂卵石場地的動力學(xué)知識對應(yīng)用體系進(jìn)行有效的控制，其次要考慮到抗隆起的穩(wěn)定性，利用砂卵石場地的相關(guān)機(jī)制強(qiáng)化該系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。

2.錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式分析

在錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性設(shè)計過程中，由于土壓力的計算形式不同，因此需要根據(jù)其形式的差異性，確定理論性支護(hù)結(jié)構(gòu)，但是由于深基坑的實(shí)際調(diào)整工作是一個動態(tài)的發(fā)展過程，現(xiàn)有的設(shè)計防范無法適應(yīng)工程的實(shí)際要求，進(jìn)而出現(xiàn)強(qiáng)度下降的情況。如果計算結(jié)果和實(shí)際情況存在比較大的差異，則說明深基坑工程存在很多不確定的隱患因素，包括土體參數(shù)、外力因素及變形因素等，要根據(jù)其應(yīng)用特點(diǎn)和趨勢確定應(yīng)用形式[2]。

3.砂卵石場地基坑穩(wěn)定性計算方式分析

根據(jù)大量的基坑工程實(shí)際應(yīng)用模式來看，針對工程事故中存在的不良因素，必須在二次利用形式中對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如果出現(xiàn)工程事故比較嚴(yán)重的情況，則需要在考慮支護(hù)機(jī)構(gòu)和基坑土體之間的關(guān)系，確定主要安全控制因素。根據(jù)地區(qū)性大量砂卵石場地基坑錯拉支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果可知，在同等條件的影響下，其整體安全系數(shù)比穩(wěn)定性的安全系數(shù)低，基于砂卵石場地錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的特殊性，在應(yīng)用過程中必須以控制安全系數(shù)為目標(biāo)，使整體性系數(shù)在1以上，根據(jù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，1表示的是標(biāo)準(zhǔn)值，其次抗傾覆穩(wěn)定性要滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)制度的范圍，在1.2左右。另外根據(jù)整體性標(biāo)準(zhǔn)值和抗傾覆穩(wěn)定的比較結(jié)果可知，砂卵石場地錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)必須滿足構(gòu)件強(qiáng)度的相關(guān)要求，同時為了避免出現(xiàn)變形的情況，必須對重要性的控制因素進(jìn)行調(diào)整。由于深基坑工程需要在保證基坑基本穩(wěn)定的前提下進(jìn)行，周圍土體如果出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，則直接對基坑本身的安全和穩(wěn)定造成影響，在砂卵石場地的基坑設(shè)計中考慮坑底隆起變形較小,故變形計算中僅考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)變形及基坑外側(cè)地表沉降[3]。

二、砂卵石場地深基坑錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式分析

針對深基坑錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的特殊性，在應(yīng)用過程中必須考慮到形式的整體性設(shè)計，并根據(jù)實(shí)際變化趨勢，確定切實(shí)可行的支護(hù)防護(hù)體系。以下將對砂卵石場地深基坑錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計形式進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.設(shè)定結(jié)構(gòu)參數(shù)

結(jié)構(gòu)參數(shù)是主體系的重要依據(jù)，在應(yīng)用過程中需要對降水體系和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。根據(jù)管井應(yīng)用形式變化的多樣性可知，如果降水井的直徑在500-600mm之間，需要根據(jù)內(nèi)部直徑的長度確定水平距離。由于單井深度和整體性深度存在一定的差異，因此根據(jù)其變化趨勢的差異性，確定單井深度和周圍水井的設(shè)計形式。由于場地受限因素比較多，如果管井降水量比較大，短時間內(nèi)無法將水派出去，則需要對基坑進(jìn)行開挖，在內(nèi)部設(shè)置排水溝和集水井。

2.設(shè)定支護(hù)形式

根據(jù)“理正深基坑支護(hù)設(shè)計軟件6.01版”的相關(guān)要求，為了對排樁直徑、排樁間距及深度進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治?，需要在現(xiàn)有的支護(hù)體系基礎(chǔ)上，確定錨索，為了達(dá)到控制基坑變形的目的，必須根據(jù)設(shè)計形式的差異，對不同種類的基樁采取不同的支護(hù)形式。具體的工況程序特點(diǎn)及設(shè)置情況如表一：

表一：設(shè)計工況分析

3.建立應(yīng)用模型

不同支護(hù)結(jié)構(gòu)存在本質(zhì)性的差異，根據(jù)按Mohr-Coulomb材料限制，需要在實(shí)踐中對巖土材料參數(shù)進(jìn)行合理的分析，必要時設(shè)定應(yīng)用模型。首先要計算模型的相關(guān)向量，在水壓、變形及地應(yīng)力場等條件的限制下，為了對施工程序進(jìn)行詳細(xì)的分析，需要在現(xiàn)有的基坑開挖技術(shù)基礎(chǔ)上考慮到其他工況的特點(diǎn)和條件，必要時激活支護(hù)樁。根據(jù)樁身水平位移模擬計算結(jié)果和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的比較可知，設(shè)計值和實(shí)測值之間存在一定的差異性，必須根據(jù)模擬結(jié)果確定結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計形式[4]。

4.確定嵌固深度

嵌固深度是深基坑處理的重要基礎(chǔ)，由于樁身容易出現(xiàn)變形的情況，為了不影響其應(yīng)用效果，要不斷對樁身進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，禁止出現(xiàn)變形、彎矩及其他情況。基于嵌固深度的變化，樁身內(nèi)滑的趨勢逐漸明顯，為了對整體應(yīng)用形式進(jìn)行調(diào)整，必須減少變形幅度，并按照原有的應(yīng)用方式對深層滑動模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。樁身水平變化是隨著嵌固神幅度而變化的，由于變形位置明顯，因此整體控制力更為顯著。樁身彎矩最大值和嵌固深度有一定的聯(lián)系，由于其應(yīng)用位置始終是在14m左右，與錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩分布模式近似,表明規(guī)范受力和變形分析模型不能完全適用砂卵石場地錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑工程設(shè)計[5].

結(jié)束語

針對砂卵石場地深基坑錨拉樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的差異性，為了增強(qiáng)該系統(tǒng)的穩(wěn)固性，需要在第一時間對應(yīng)用結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。基于支護(hù)結(jié)構(gòu)對工程的整體影響，要結(jié)合工程概況在，考慮到地區(qū)差異，在本次研究中，錨拉排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)控制基坑尤其是大于10m的深基坑變形方面以及在正常的施工過程中所表現(xiàn)出的高效特性,具有顯著的優(yōu)勢，因此在實(shí)踐中可以靈活應(yīng)用該技術(shù)，進(jìn)而達(dá)到提升其穩(wěn)固性的目的。

[1]時偉，劉繼明，章偉． 深基坑樁錨支護(hù)體系水平變形試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2013，22(11) ∶ 2335-2338.

[2]候永茂，王建華，陳錦劍． 超大型深基坑開挖過程三維有限元分析[J].巖土工程學(xué)報，2011，28( 09) ∶ 1374-1377.

[3]付先進(jìn)，林作忠． 基于 plaxis 的超深基坑開挖彈塑性有限元數(shù)值計算與分析[J].中國水運(yùn)，2010，10(04) ∶ 190-192.

[4]高頌東.土工分析中水土分算、水土合算的概念、原理與應(yīng)用實(shí)例[J].建筑科學(xué),2014,20(4)∶34-42.

[5]張燕凱.深基坑工程中考慮幵挖深度和時間效應(yīng)的土壓力計算公式的探討[J].南昌大學(xué)學(xué)報(工科版),2012,23(11)∶88-91.

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1007-6344（2015）06-0095-01