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文档简介
力传缭镶缀,由鏊姆熬中受力,遽过锚抒数锚嬲力乎褥羼力。镪抒然钱鼹力奁黎境 蹬瑷傻移藏,避避藤应力豹藏蕊群褥戳发挥干擎鬻,镭鞠:的受应生变化并通过喷射硷及 冀中的受力筋镱以调憋,从巅形成一个与蛙一锻结拇避姒靛整体支护煞绞,越副陵魁 基璇像移懿谗愆, 颈癜力镭板墙支护投术舆肖经济、快捷、安全性楚鲍饯点,它艇提供开爝如施工 空海,鼹麓挖稻缝稳戆王鹣效率褰藤慧。镄稃藏互辊械及设备作遭空澜小,可为备 耱施形及溺魂使用,同时,它不独占工期,而随基城开挞嗣步、泼水进行,节约工翅; _ 鼙l 锚杼及骥赛孝袋瑟落代替传统懿镄支撵弱桩( 醺拣、钢板褴) ,稚够大餐节省钢材、 羧镲建树,减少方汗挖鹫且能改蒋施工条件;其次锻籽的颈般威力可以通过撬拔实 验慕获褥。送照琵僚涯浚诗鸯避够弱安全发,按期逸羧麴位移。 在藏王过程中,我们采敬了边坡稳定性豪全监测措施,主要包括边坡水平位移观 撄及支妒络擒挠凌黢溅;淀辫滋溅;潋及链器瘦力鼗淡;精粱钢翁应办瀣浏等。进行 全逡程鹃检测著及时反馈信惠,随时掌程边城的使移趋势与发展。 本文主溪奔绍了鞭鼗办滋耪凌誊离逡医潦藿瑰嚣靛中蕊瘦璃渍嚣,结合菜王程实 镶默源瘫力锚稽酌设计,讦算原瓒,_ i 过程;施工工艺;施工过程中的败测嚣方艇作了 一定懿探讨。 荚建溺;基烧王程。袋黢宠镂择,盛秀熬溅 t h ea p p l i c a t i o no fp r e - s t r e s sa n c h o rb o a r ds u p p o r t t o c h n o l o g yt ot h e d e e pf o u n d a t i o nt r e n c he x c a v a t i o n a b s t r a c t d i r e c t e db y :h a nw e n h a o ,m a l e ,b o r ni n1 9 7 1 p r e f e s s o rl i uh o n g j u n ,i n2 0 0 0 a p p l i c a n tf o re n g i n e e r i n gm a s t e rd e g r e e :e n v i r o n m e n tp r o j e c t ( f i e l d so fr o c k a n ds o i i ) c h i n ao c e a nu n i v e r s i t yj u l y2 0 0 3 a st h ei n c r e a s eo fd o m e s t i ch i g h r i s eb u i l d i n g s ,m o r ea n dm o r ed e e p f o u n d a t i o nt r e n c hs u p p o r t i n gc o n s t r u c t i o n sh a v ec o m ei n t oe x i s t e n c e a m o n gt h e g e n e r a lg e o g r a p h i c a lc o n d i t i o no ft h eu r b a nd i s t r i c t i nq i n g d a o ,m o s to f r e g i o n s ,w h i c hm a i n l yc o n s i s to fs t r o n gd ec o m p o s e dr o c k s ,a r ei nq u it eg o o d c o n d i t i o n ,e x c e p tf o rt h es a n d ys o i la n do o z ys o l la l o n gs e as i d e s 。b u tt h e d e v e l o p m e n to fr o c kc r a c k sa n db r e a k i n gz o n e sa n du n s t a b l el a m p r o p h y r es t ill e x i s t s ob l a s t i n gi sn e e d e dd u r i n gc o n s t r u c t i o n so ff o u n d a t i o nt r e n c h b l a s t i n gh a v eb a di n f l u e n c eo nt h es t a b i l i t yo fs l o p e s ,m o r e o v e r ,t h e s l o p e l i d i n gh a sh a p p e n e df o rs e v e r a lt i m e s ,8 0t h ee n g i n e e r i n gp r o j e c to f f o u n d a t i o nt r e n c ha t t r a c t sm o r ea t t e n t i o no fp e o p l e i no r d e rt of i n do u ta ne c o n o m i c a l p r a c t i c a la n dr e l i a b l es u p p o r t i n g m e t h o d ,s o m er e l e v a n tt e c h n i c a lp e r s o n n e la n di ,b a s e do ns u c c e s s f u i e x p e r i e n c e sa n dp r o j e c ti n s t a n c e s ,d e s i g n e dt h ep r e s t r e s sa n c h o rb o u r d s u p p o r t i n gs y s t e m ,w h i c hi s t oe x e r tp r e s s u r eo nt h ea n c h o r sa n dt o in d e p e n d e n t l ys u p p o r ts l o p e s t h i ss y s t e mh a ss u c c e s s e da n dr e p l a c e dt h e p i l e a n c h o rs u p p o r t i n gs y s t e mu s e di np a s t + i n q i n g d a o 。t h i ss y s t e mh a sb e c o m e o n eo fm a i nt e c h n o l o g i e si nt h ef i e l do fd e e pf o u n d a t i o nt r e n c h t h et e c h n o l o g yo fa n c h o rs h o t ,w h i c ha p p e a r e d5 0y e a r sa g oi n f o r e i g n c o u n t r i e s w a so n l yat e m p o r a r ys u p p o r t n gm e a s u r ed u r i n gc o n s t r u c t i n g t h e p o u r i n ga n c h o ra n ds h o tc o n c r e t ea su s e df r o mt h em i d d l eo f1 9 5 0 s ,w h i l et h e t e c h n o l o g yo fa n c h o r a g e ,w h i c hw a su s e da sf o u n d a t i o ns u p p o r tw a sp o p u l a ri n e u r o p ei n1 9 6 0 s ,a n dt h i sm e t h o dw a su s e dt os t r e n g t h e nt h et u n n e l s c e i l i n g s a n ds u p p o r tm i n e sf r o m1 9 7 0 si nc h i n ms i n c e1 9 8 0 s ,i tw a su s e di nd e e p f o u n d a t i o ns u p p o r t i n gc o n s t r u c t i o nw i t ht h es t e e l p il e s ,p o u r i n gp it e sa n d d i a p h r a g m st o g e t h e r a sam e a s u r eo fa n c h o r i n gi ns u p p o r t i n gs y s t e m ,i th a s g o ts a t i s f y i n ge f f e c t t h es u p p o r t i n gm e c h a n i s mo fp r e s t r e s sa n c h o ri s g i v e ni nf o l l o w i n g s e n t e n c e si nt h i sp a r a g r a p h :m a k ef u l lu s eo fs e c t i o n a l s t a b i li t y 。p u t - u p s t e e l l n e ts h o tc o n c r e t et ot h es t r a t i f i e de a r t ha st h et r e n c hi sb e i n g e x c a v a t e d a n db yt h i sm e a n s ,t h el i t t l el i d i n go fs o i l l a y e r sa n ds m a l lb r o k e ns l u m p s o fr o c ks l o p e sc a nb ea v o i d e d 。f u r t h e r m o r e ,t h e p r e s s u r eo fs o l lc a nb ee x e r t e d o na n c h o rb o a r d s ,s ot h es t r e s s e da n c h o rc a nb a a n c et h ep r e s s u r eo fs o i 1 t h r o u g ht h ea n c h o r i n g 。b e f o r et h et r e n c hd i s p l a c e s ,t h ea n c h o r i n gp r e s s u r e b e g i n st ow o r kt h r o u g ht h ee x e r t i o no fp r e s t r e s s m e a n w h i l e ,t h es t r e s s p r e s s u r eo fa n c h o rc h a n g e sa n di sa d j u s t e dt h r o u g hs h o tc o n c r e t ea n d t s s t r e s s e ds t e e l ,s ot h ew h o l es u p p o r t i n gs y s t e m ,w h i c hi ss i m i i a rw i t ht h e p i l e a n c h o rs u p p o r t i n gs y s t e m ,i sf i n a l l yf o r m e d a n d i tc a n1 i m i tt h e d i s p l a c e m e n to ft r e n c h e s t h ep r e - s t r e s sa n c h o rb o a r ds u p p o r t i n gt e c h n o l o g yi se c o n o m i c a l ,s p e e d y a n ds a f ee n o u g h i tc a nb r o a d e nt h ec o n s t r u c t i n gs p a c ea n dc a np r o m o t et h e 、e f f i c i e n c ya n dq u a l i t yo fe x c a v a t i o na n dr e s t r u c t u r i n gc o n s t r u c t i o n t h e e q u i p m e n t sa n dt h en e e d e dw o r k s i t eo ft h i st e c h n o l o g ya r es m a l l ,s ot h e ya p p l y t oe v e r yk i n do fg e o g r a p h i c a lc o n d i t i o n sa n da r e a s m e a n w h i l e ,i td o e sn o tn e e d ae x t r at i m et ob ec a r r i e do u t i tc a nc o n t i n u o u s l yw o r kd u r i n gt h ee x c a v a t i o n o ft r e n c h e s ,s ow h o l ew o r kc y c l ec a nb er e d u c e d a n c h o r sa n dl a y e r so fs h o t c o n c r e t eh a v er e p l a c e dt h et r a d i t i o n a ls t e e lf r a m e sa n dp i l e s ,i n c l u d i n g c o n c r e t ep i l e s ,s t e e lp i l e s ,a n dt h e yc a nl a r g e l ye c o n o m i z ec o n s t r u c t i o n m a t e r i a l s ,s u c ha ss t e e la n dc o n c r e t e ,r e d u c et h ea m o u n to fs o i lt h a tw o u l d h ee x c a v a t e do u t ,a n di m p r o v ew o r kc o n d i t i o n s t h ep r e s t r e s so fa n c h o r sc a n b ea c q u i r e db ys t r e s s l o c k i n g s ot h ed e s i g ni ss a f ee n o u g ht oc o n t r o l d i s p l a c e m e n to fs l o p e s d u r i n gt h ep r o c e s so fc o n s t r u c t i o n ,w ea d o p t e dt h es e c u r i t ym o n i t o r i n g m e a s u r e st ot h es t a b i l i t yo fs l o p e s t h e s em e a s u r e si n c l u d e dt h e s l o p e h o r i z o n t a ld i s p l a c e m e n tm o n i t o r ,t h es u p p o r t i n gs t r u c t u r es w a gm o n i t o r ,t h e s u b s i d e n c em o n i t o r ,t h ep r e s t r e s so fa n c h o rm o n i t o r ,t h er i b b e db e a ms t e e l s t r e s sm o n i t o t w em o n i t o r e dt h ew h o l ep r o c e s sa n dg o tf e e d b a c ki n f o r m a t i o n i nt i m e ,s ot h et r e n da n dd e v e l o p m e n to fs l o p e sd i s p l a c e m e n t sa r eu n d e r c o n t r o la ta n yt i m ec o m b i n e dw i t hac e r t a i np r o j e c ti n s t a n c e t h i st h e s i sm a i n l yi n t r o d u c e dt h ea p p i c a t i o no fp r e s t r e s sa n c h o rt ot h e d e e pf o u n d a t i o nt r e n c he x c a v a t i o no fo i n gd a od i s t r i c t ;a n dt h ed e s i g n c a l c u l a t i o np r i n c i p l ea n dp r o c e s so fp r e s t r e s sa n t h o r ,t h ec o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g ya n dt h em o n i t o r sd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o na r ea l s oe x p l o r e di nt h i s t h e s s k e y 并o r d s :f o u n d a t i o nt r e n c hc o n s t r u c t i o np r e - s t r e s sa n c h o r s t r e s sm o n i t o r 预应力锚板墙支护技术在深基坑开挖中的应用 预应力锚板墙支护技术在深基坑开挖中的应用 1 兹言 随着圜内高层建筑的发展,深綦坑支护工程越来越多,综合青岛市区的地质状况,除 海边有砂髋土及淤溅较静,大部分施域岩二 二条件籀辩较箨,多潋强溅亿岩为皇三,筐卷石 裂涨发育,翔或有叛裂嫠和稳定性投差的煌斑岩穿插其中,熬坑施工肘篱耍爆破施工,对 边坡的稳定造成了不利影响,加之谶续出现的几次滑坡失稳事件,基坑支护工程越来越引 越了各方磷静重褫。 为探索神经游、实用、可靠的支护方法,结合一些成功的经验枣u 工程实例,笔者与 有关技术人员一起设计了预成力锚檄墙支护技术,在锚秆上施加预应力,主动、独立支护 遮缓,取 弋了过去了露臻懿撩镬支护体系,并实憨成功,裁为岛城i 葭年来深蘩凌支护主 要技术之一。 锚喷技术,在国外5 0 年代前,只是作为施工过程中的币| l j | 6 1 j 时陛措施,5 0 年代中后期 凄残了灌浆锚抒秘蹊舞硷,蕊 睾爻基懿支护懿锈定工浚 二6 0 霉 在欧溯开始骜及。垂戢潮 7 0 年代前已开使在加固隧洞顶、矿山支护等工程中了1 :始使_ e f ;| ,8 0 年代丁r 始应用于深鉴坑曼 护工程,但电主要怒与钢板桩、灌注桩、地下连续瑞等结合设糟,散爻 支护系统的渖l 咋蘸 晷手段取褥了良好瓣效果。f 1 2 预应力锚板的支护机理:充分利用岩土层自身或预处理的局部的稳定性,随基坑丌挖 分绥挂钢筋网喷射硷,戬避兔层帮片及岩石边坡小的节理破碎滑塌,并把土聪力传给铺 扳,出锚杼集中受力,通过键抒的锚鼹力平锈土压力。锚抒豹链圈力在熬坑出现位移 魏 通过预应力的旆加即得以发挥作用,锚杆的受应生变化并通翘磷射砼及其中的鼹力筋得以 调熬,觚雨形成一个与桩一锚结构= i 交 菇豁整体支护系统,起到蔽 b 蓥筑位移酶髂翻。 预应力锚板墙文护技术舆育经济、快捷、安全性齑的优点,它可提供开阔的施工空n q , 提高挖土和结构施工的效率和质量。锚杆施工机械及设备作业宅问小可为各种地7 眵及炀 预应力键掇壤支护技术在濒基坟嚣挖中毖应用 地使用,同时,它不独占工期,面随基坟开挖固步、流z k 进 亍,节约工期;用锚枣w f 及喷射 砼面层代替传统的钢支撑和桩( 砼桩、钢板桩) , 能够大量节省钢材、砼筹建材,减少上 方开羧量盈巍敬善施工条释;其次锚释豹颈鸯i 癍努可鼓遥过浏羹实验来获褥。滏魏q 傈疆 设汁省足够的安全度,控制边坡的位移。1 在施工过程中,我们采取了边坡稳定性安全监测措施,主要包括边坡水平位移j 5 1 i l 测及 支护绣梅挠爱簸测;泼降篷测;滚及锤$ 1 :应力婺测;臻粱锻麓应努l 簦溪l 等。进行全怼鞋瓣 检测并及时反馈信息,随时掌搬边坡的位移趋势与发展。 2 岩土锚固目前的发展现状 2 1 岩土锚闯的基本原理与特点 澍层与土层的锚阐是种撇苗杆埋入地层进行预加威力的技术。锚杆瓶入预先钻凿的 孑l l 蠹莠露定予底灞。露定磊,邋零对其麓土l 预瘦力。锾轷岁 露予魏蘑自谶怒锤头露定。 一种情况是锚头直接附着在结构上,以满足结构的稳定。另一利情况是通过梁板,构成其 他部件将锚头施加的应力传递予更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚 誊 :溺烫逮层瓣砉葱剪强震聚燕遂终梅鑫冬拉力或器撩趣瑟瑟院 垂鑫身秘稳定。卷二l 二镶舀麓主要 功能怒: 提供作用于结构物上以承受外载的抗力,其方向朝着锚秆与岩土体相接触的点; 馒被镶霾遣层产生压应力,或瓣被通避戆主层越宓# 憝馋鲻( ; j :瑟应力 莲争l :) ; 加固并增加地层强度,也相应地改善了地层的其他力学性能: 当锚释通过被锚闫结构时,能使缩构本身产生预威力: 通过锚枵,使结拇与岩石联锬在一起,形成一皲共网工作的复合结构,使岩露s 蹬 有效地承受拉力和剪力。 镪杼的这骛功麓是骗狰琶的。对菜特定静工程蠢言,也并非每个功能稚洲毒哥。 若采用非预应力锚朽,则在岩体中起到简单的加越作用, 酊且只有强岩土层波西松动变逝 2 预应力锚板墙支护技术在深基坑开挖中的应用 时,才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不如如预应力锚杆。 3 1 预应力锚杆与非预应力( 普通) 锚杆的结构构造与基本原理存在差异,两者在地层中 的力系是截然不同的。预应力锚固除能控制结构物的位移外,具有多方面的优点。 见下表: 预应力锚杆与非预应力锚杆的比较 预应力锚杆非预应力锚杆 l 、安装后能及时提供支护抗力,使岩体处1 、安装后岩石移动锚杆才能被动地发挥作 于三轴应力状态。用。 2 、控制地层与结构物的能力强。2 、控制地层与结构物变形能力差。 3 、按一定密度布露锚杆,施加预应力手能3 、难于在地层中形成压缩区。 在地层中形成压缩区,有利于地层稳定。 4 、预加应力后,能明显地提高潜在滑移面4 、仅靠杆体自身强度发挥其抗拉抗剪作 或岩石软弱结构的抗剪强度。用。 5 、张拉工序能检验锚杆的承载力质量易保5 、缺乏检验锚杆施工质量与承载力的有效 证。方法。 6 、施工工艺较复杂。6 、施工简单。 2 2 岩土锚固的最新进展 早在1 8 9 0 年,北威尔士的煤矿加固工程,最先出现用在钢筋加固名层,1 9 0 5 年美嘲 矿山中出现了类似的钢筋加固工程。1 9 1 8 年,波兰将岩石锚杆用于m i r 矿。1 9 3 4 年存阿 尔多利亚切尔伐斯坝加高工程中,首先采用承载力为1 0 0 0 0 k n 的预应力锚杆来保持加高后 灿 体的稳定。在稍后的时间里,印度的坦沙坝,南非的斯登布拉斯坝、英国的亚格尔坝和 奥地利的斯布列希坝也同样采用预应力锚杆加固。1 9 5 7 年前德国b a u e r 公司采用叶j 层锚杆。 【j 7 1 1 1 8 1 2 0 世纪6 0 年代,前捷克斯洛伐克l i p n o 电站主厂房( 宽为3 2 m ) 前德国的w a l d e s k 预疵力锚教墙支护技术在深基统开携中裁成弼 圭| 蠡下电站主厂房( 宽3 3 4 m ) 等大垂l 建下漏室慕掰离颈寂秀长锤脊耩 蠹弱疲力短锸抒( 张 拉锚杆) 相结会的支护腻。中国的矿山巷道,铁路隧洞和电站地下厂房锻杆支护的应用 得以迅速发展。1 9 6 4 年安徽梅山水库采用设计承载力为2 4 0 0 - 3 0 0 0 k n 的锚杆加固坝基。 勰世纪7 0 年代,茭国在饕蘩姆簌豹竣潜艇综合基缝予躲弱浚建孛,广泛瘦瘸途锈以 抵抗地下水的上浮力。纽约也弗贸易中土呶开挖工程采用锚固技太,长9 5 0 m ,厚0 9 0 m 的 遗下连l g 琴蠹,穿过有枫质粉士、砂和硬土层直达罄岩,歼挖从地两以下列2 1 m 深,由6 排锚栉背拉。锚杼倾角为4 5 。,工作穗蔽走3 0 0 0 k n 。法蕊、瑞士、兹德溪、兹捷竞帮洛 伐克、澳大币0 豫先后颁布了地层锚杆技术规范。之后,瑞士、法国、前捷克斯洛伐克、澳 大剥甄、意犬翻、英篱、巴嚣、莛餮、秘本等国产泛采焉器锚群技术维护边坡稳定。【甥 进入2 0 擞纪8 0 年代,英国、日本等圈毋究开发了一种糍型锚圈技术攀孔复套锚墓, 改善了锚杆的传力机制,能大大提高锚杆的承载力和耐久性。英国采用单孔复合锚固技术 在软土中缴羹耔承载力这爨t 3 3 7 k n 。1 9 8 9 年,瀵大稻驻在w a r r a g a m b a 重力颤麴辫工程 中,采用由6 5 根填径为15 5 m m 的钢绞线组成的锚孝于,极限承载力达1 6 5 0 0 k n 。在业i 期 间,中国北京的京城大燧、壬府饭店、上海太平洋饭店等大型基坑工程采用预应力土层锚 抒鸳挝挂j 囊续撬,取霉黎磐效采。类羹i 喇、英藿、美国、霾奉、中蠢帮窝繇预应力协会相 继制定了地层锚杆技术规范。【3 l 2 0 世纪9 0 年代以来,国内外岩土锚固技术无论在理论研究、技术创新戚工程应用方 嚣,熬承褥了飞速静发溪。遥二卡年来磬键蠢瘴蔫领域秘巍模不颧扩大,震示了广”黼豹 发展前景。 岩锚嗣技术除在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续保持着良 好的j 蹙展势态终,重力壤攘固王程、撬粱礴l 冀毅撬颤覆、撬遮震z 程孛黪邃层镶霆霆l 有 着长足的进展。如前德阑采用1 0 4 根长7 5 m ,设汁承载力为4 5 0 0 k n 的预应力锚杆加固了 1 9 0 8 - - 1 9 t 4 年逡成的商4 7 m 的e d e r 混凝土重力坝。澳大;i q 亚扶1 9 9 2 年至1 9 9 5 年先后对 n e p e a n 、c a p t a i n sf l a t 、b u r f i n j u c k 、l y e l l 嚣4 座漫凝重秀埂罴鼹颓应力镶拇送嚣攘露, 其中b t t r r i r t j u e k 坝高7 9 m ,采用由6 5 根鬣径为1 5 + 2 m m 钢绞线组成的预应力锚杆( 索) 进 4 预应力锚板墙支护技术在深基坑开挖中的应用 _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 行加固,锚杆的钻孔直径为3 1 5 m m ,锚杆的极限承载力达1 6 2 5 0 k n 。澳大利亚悉尼通往 g l e b e 岛的钢索斜拉桥同样采用高承载力的预应力锚杆( 索) 将基础桩与下卧的砂岩层锚 固起来,以承受大的上举力。每根锚杆由6 4 根直径为1 5 2 r a m 钢绞线组成,锚孔直径 3 1 0 r a m ,锚杆长4 0 - - - 4 6 m 。根限承载力为1 6 7 0 0 k n ,共用2 2 根预应力t - i 十f f 。日本位于和 。哥山景县田边市的一座朝海的高层建筑,为防止建筑物在地震或台风期间倒塌,采用了 2 5 2 根垂直锚杆,锚杆嵌入砂层岩7 5 m 。自由段长1 0 4 1 2 1 m ,锚杆安装初始拉力值为 1 4 5 m n ,随着房屋施工的进行,地基被压实,建筑荷载增加,地锚拉力缓慢减小,当施 工结束后,地锚拉力稳定在1 2 6 m n ,大于地锚的设计拉力1 1 8 m n 。地锚锚固后的1 2 0 0 天和1 3 2 1 天,先后承受了台风和地震的影响,但测得的锚杆拉力及锚杆附近的地层位移, 几乎无变化。 7 1 1 8 】 我国岩土锚固的发展速度也是特别令 注目的。从1 9 9 3 年至1 9 9 9 年,据初步统计, 仅边坡工程与深基坑工程,锚杆的年用量约为3 0 0 0 - - 3 5 0 0 k m 。部分岩土锚固工程实例见 表。举世瞩目的三峡工程水利枢纽工程,长1 6 0 7 m 的船闸边坡处于风化程度不等的闪云 斜长花岗岩中,采用4 0 0 0 余根长2 5 l m 设计承载力为3 0 0 0 k n ( 部分为1 0 0 0 k n ) 的预 应力锚杆和近l o 万根长8 一1 4 m 的高强锚杆作系统加圃或局部加固,它对阻止不稳定块 体的塌滑,改善边坡的应力状态,抑制塑性区的扩展,提高边坡的整体稳定| 生发挥了重要 作用。n 7 1 t a l n 小浪底水利枢纽工程主厂房宽2 6 2 m ,长2 5 1 5 m ,最大高度6 1 4 4 m ,其顶拱采用设 计拉力值为1 5 0 0 k n 、长2 5 m 、间距4 5 m 6 0 m 的预应力锚杆与6 _ _ 8 m 、间距3 0 r e x 3 0 m 的系统张拉锚杆加固,取得良好效果。 9 1 岩土n i 固工程实例 锚杆锚杆承载锚杆钢绞线最大钻7 l 1工程名称工程用途 类型力( k n )( 根,直径)商径( m m ) f 三峡水利枢纽边坡稳定拉力型 3 0 0 01 9 1 5 2 r a m 1 6 5 一1 7 6 l李家峡水电站边坡稳定拉力型 3 0 0 0 ,耍瘗查堡篓擅塞篓燕查垄篓蕉堕茎燕! 堕堂旦 一 李象浃求电站璧力额龆蠢藏力垄 1 0 0 0 05 5 1 5 2 黼 2 5 6 小浪艇水暑u 枢级边坡稳定 挝力型 3 0 0 01 9 1 5 2 m m 2 2 0 = 滩水电站地下厂房挝力型 1 7 5 03 3 1 5 2 珊“ 荔聚痰毫戆羹力缓热鞭控力登 溯 4 3 1 5 。2 m 2 4 0 8 0 0 03 0 0 率满水电站堂力坝加阐拉力型 6 0 0 06 1 5 2 r 肿 中国镶撑总嚣办公涤萋凌支掇挝力墼 8 0 08 1 2 。? 暇l1 3 3 室 j e 索京城大篪深基坑支捅匿力分散型1 3 9 1 5 2 m m 1 5 0 酋都枧场扩建工程络构抗浮控力型 2 2 1 4 1 5 + 殛聪 2 0 0 梅山水库熏力坝加嘲压力分散型 3 2 0 0 1 6 5 中( 钢丝) ,j 、滚底承稍枢纽施下厂房控力鍪1 5 1 5 0 漫湾水电蝼边坡稳定拉力型 3 0 。 j e 京中国嘏行大厦蒸坑开挖深2 1 0 砣4 5 m 。穿越的地层为人正堆积层、粉层粘士、 缨、中砂毒珏砂卵石层。漱 _ 4 搂颈应力锤姆鸳披霉8 0 c m 避下连续墙终支樾络蟓。筵采 用设计承载力为8 0 0 k n 的锚杆1 3 0 0 余根,成功地维护了熬坑的稳定。基坑周边的最大位 移耋筏为3 0 m m 。该基统东餐鹣3 3 7 辗穰寝力锫释系嚣力分散鍪,在其使焉功戆完成后, 按要求全部实现了抽芯拆除技术,为日届顺利地建造地下随场愈l i 龟了良好条传。 首都机场扩建工程的地下车库,为抵抗地下水的上扬力,并用了1 0 0 0 多根设计承载力大于 2 0 0 0 k n 的压力分数墼鼷挺,霹减小她下塞j 女锻黢s 6 热经济效果卡分霞萋。 本文主要介绍了预威力锚杆襁青岛地区深基城开挖中的应用情况,结合菜工程实例从 预应力镶秆静设计,诗冀原理,i 童程;施工工艺;施工过糨中的益测等方面作了一定的探 讨。现猩,该技术已成为岛城近,吃每中的深基坑支护主要技术之一壤广使用。 预应力镭投墙支护技术在深基坑开挖串的藏用 3 王程实例概况 舒医附院肿瘤防治中心基坑工程位于山大医院西北角,观象山的南坡。现场周围自然 标高平均4 5 m ,最高处约+ 5 3 0 0 m ,该工程原设计为地上六层、地下二层,藏底标商为绝对 振毫+ 3 l 。6 5 m ,局部区城基底拣舞为+ 瓢7 5 m 。 、 在工程施工过程中,由于发现基坑蘸部有地下坑道。内有设铸。地下坑道的顶标高最 高为+ 3 1 0 4 m ,地下通道的底标搿为1 9 m 左右。蛾下通道的最大跨度2 0 m 。 缀磅究决定: 将熬底标简由十3 1 6 5 m 变更为+ i g m 。也就是将人防穿透,将基础麈落在地下通道 静藏部。瓠建造下纛层、蟪上六蘑。 掩拜申瘤防治中心室处坪标熹降至+ 3 5 。6 8 m 。 正程变更后,工程开挖深度展深将选3 4 m ,最浅处约有2 3 m 。工程基坑周围环境复杂, 逢下德震交纯较大,鼓窍遗下璇逶影嚼,青许多影穗速缓稳定、可能遥成由体淆坡的因素 无法预测,存在重大安全隐患,经与业走、监理瓶定并缎织专家评审,要求熏新勘探岩石 构造。 鬟瑟葫探磊,荚燕鏊覆条传黧下: 现有工程地形原呈山坡状,地形自北向南倾斜,现在场区标高在3 7 3 9 米的范围局部 到3 5 5 米,场医岩石基本为中风化岩,局部有破碎带,地层自上而下依次为杂填土层: 峻自蓑懿月撼蒌藏纯藿寒 孛舞i 佳基装 国黥纯基若。 分别叙述如下: 杂填土层:厚0 卜1 翮,主要魄( i 为粘土、砂土。 粉矮黏主屡0 。i - 3 m ,霹塑状态。童要必藐爨老燕纯瑟残。 强风化熬岩,厚i - 5 m 中风纯基岩。 泼区的构造特征:主要表现在叛层、苓理、鼗脉的发瓷等方嚣。 嫩下水:场区地下水位浅,但第四系孔隙水檄少,基岩裂隙水存在但寓水性赞,支护 7 预威力锚板墙支护技术狂深基坑开挖中的应用 方案设计时可不计算水滕,但支护方案应考虑裂隙水泻掉。 同时结论认为山体窬有滑动的可自。丽旦在施工过程中旁下歹4 不利强豢存农: 。基坟鼷l 嶷远鼹象一路侧开挖潦度约3 秘,开挖边线嵩疆象一$ 蕃佼2 礁志右,宙予 主粼酬庄右为翔嚣技强风纯籍为嶷垒考虑已采取迸当放城,以下岩石部分既从第四排锚杆 将采取爨直支护,开挖及爆破面将采取援溉于9 0 度施工。施工难度大还会对边坡产生震动。 同时,观象路往来车辆、行 会对边坡产生动赘载,恧鼹处予边坡理论潺移瑟范爨内, 壁边坡失稳,会产生严藿舞聚。 ( 蛩萋坑酊西托侧为第二热电公司办公楼,f j 缶邋基坑约踟,自然坪与坑底高麓2 7 m ,其 基础为浅基础( 局部为深基础) 。浅基础处舜硼预应力锚枉支护,其深基出座落予人防涸威 此处已采用钉支护,基垅嚣挖会怼其稳定挂产生影嚷。 基琉的系餐精一五层往宅楼,离蓦坑边坡仪0 5 m ,自然坪与基坑底部高差约3 0 m , 无放坡系数,需垂直支护,、为保证支护面纛直开挖两将小于9 0 度,此处如有位移憋影响到 楼内人员生命财产的安全。 蛩麓坟底瓣2 3 黔瑟积存在地下坑道设淹,坑邋最大跨度2 0 m ,贯穿于地下,洞商 度最高约1 2 m 。给施工安全带来极大隐患。例如幅近供热站地下锅炉房位置( 厂区疆北角) , 如果将原坑邋结构破坏,可能造成供热站瞧下锅炉房坑道塌方,冠时造成地鬻上办公楼沉 跨、位移,甚至整体性玻坏,避蠢弓l 麓逢镀反癍造成整个基坑遍坡尖稳,后架不堰设想。 斑下通道顶部的者体澍现边坡有水平支撑作用,如采用一次性将洞顶破碎,其应力 突然释放会对边坡增自不稳定因素。 整个基坑地质梅造均为岌嚣,爨爆破聂挖。爆酸蓬工必然会对迭簸产生震葫,糟粕 - 岩石裂陈,带来安全戆患。 4 基坑预应力锚板粱支护方案设计 4 ,1 支孛产方案选择 4 1 岩层条件 毫 预应力锚板墙支护技术在深基坑开挖中的应用 本基坑强风化花岗岩为粗粒结构,块状构造,手能掰碎,裂隙发育。根据我市基 坑开挖的经验,该类岩体的最大弱点是遇水软化,遇震动易破碎,而且间有稳定性极差的 煌斑岩脉。因此强风化花岗岩层和顶部土层是本基坑支护的重点。 另外由于本工程位于青医附院内,周围紧邻观象路、平原路、地区供热站、住宅楼、 制剂楼锅炉房等,其中肿瘤中心距平原路1 5 米;距观象路最近处为g 米;距供热站为8 米, 距锅炉房为5 6 米,而氧气站紧邻观象路,地下会议室距观象路最近为5 米,距住宅楼6 米,周边环境复杂,故需对这些部位进行支护。 基坑平面图见图2 1 图2 1 基坑平面图 4 1 - 2 四种方案比较 4 1 2 1 灌注桩锚杆支护 这是最安全、最传统的一种支护方法,能有效地减少基坑位移和沉降,支挡土层,但 对本工程来讲因中微风化钻孔入岩困难,所有的桩将成为吊脚桩,另外灌注桩不仅成桩困 9 预威力锚板墙支护技术在深基坑开挖中的应用 难,而且成本商。猩钻孔桩施工期间士方不能开挖,施工工期长,因此这种方法不遣用。 4 11 2 2 钢管桩锚杆支护 钢罄桩因为苓鬟莽护即商强度,晨锩孔夸楣辩容荔,添诧有葬于糟钢管桩代替灌注桩。 缎钢管壹径选厢审1 0 8 - 审1 4 6 光缝管,馕这种管的抗弯能力差,即使有锚杆背拉,也极易 弯曲,从而造成土体大的位移,而且桩间止极易流空,容易形成“竹篮提豆癃”的支护结 果,近年来青岛市已有黔3 个此类支护工程蛇失败教训,爨燧尽璧不爝。 4 。1 2 3 镶囔支护 由于所用锚秆为稚预应力锚杆( 长般不超过6 m ) ,因此主鬻用于岩石边坡因节理、破 碎等的局部不稳定支护,该种支护方法在本基坑中风他岩及较完整的强肛i 化学底韶可少部 分应用。 4 ,1 2 4 预应力锚板支护 该种支护形式魑在锚喷和土钉墙基础上发展应用成功的一秘硬质岩土艨基坑支护形 式,其最大的优点是减小基坑位移程泼隅不单独占王期,造价较低。 4 。1 。3 预应力锚板支护机瑾 本基坑建议选用预应力锚板支护,该支护结构的机理是充分利用岩土层瞧身( 或预处 理) 的稳定性,隐基坑开控分层喷射锻簏嬲硷,以避免层片帮及卷葛边坡小静节瑾艘碎 滑塌,并把士压力传至锚板,由锚杆集中受力,通过锚秆的锚固力平衡压力。锚杆的锚 简力在基坑出现位移前通过预应力的施加即得以发挥作用。随基坑的挖深和位移的出现, 锚秆的受力发生变化并通过喷射砼及其中的加劲受力笈褥以调整,从恧形成一岭与桩( 昂 脚桩) 锚结构近似的整体支护系统,起到限制摹境饶移的作用。英对基坑位移的约束 效采闷柱锚支护近似,只是锚秆背箍的结构物不同而已。 4 ,2 工程变更裁基坑支护设计暴例 4 2 1 观象路供热蛄侧支护设许计算 本基坑是以强风化岩麟和土层为支护重点,岩石力学中无现成的计算方法,由于该类 i o 塑窒垄堕堡塑塞塑垫查垄鳖薹垫墅丝! 盟生旦 强风化糟边坡的塌方爨有粘土层的类似5 | 啐征因此土压力的计算仍沿用传统土力学理论r 计算结果将偏于安全。 本次设计以观象路供热站段进行计算,( 挖深h = 1 6 - - - 2 0 m ) ,该段需垂直开挖,坡顶供热 站附加荷载较大,原有围墙保留目进行加固,考虑供热站及路面附加荷载q = 6 0 k n m 2 ,地下 冰池部分及热力公司设备振动荷载q :3 0 k n m 2 ,附加荷载总计为q = 1 9 0 f ( n m 2 。 岩土层参数取值:据业主现提供勘探,缺少岩土层的部分物理力学参数,支护计算无 法进行,现只能根据青岛市类1 以岩土层的经验数值进行初步计算。 0 3 m 以粉质粘土为主,项部含有少量杂填土,建议取值c 。:0 巾= l0 0 r , = 1 9 7 k n m 3 h , = 3 m 3 - 8 m ,场区强风化岩厚度不均,取h 2 = s m , c 产l o k p a 中2 _ 鸫0r f = 2 2 k n m 基坑侧压力分布图见图2 2 。 土压力计算: 回填土o ,3 m 段: k a l = t d ( 4 5 。一巾t 2 ) = o 7 0 4 图2 2 基坑侧压力分布图 *il上1lilil;上 。口暑i 点 善-咀口 预应力镭板穑支护技术在深蒸坑开撼中靛应瘸 6 a l = r , h , k a l - 2 c 幕a i i ,6 1 2 k i c x e a l = 0 。船6a l * h , = 6 2 。4 2 k n 州 风俄岩3 4 9 m 段: k a 2 = - t g f f 4 5 6 一每茹= 瞧1 5 , o a l - - 1 ,t g ( 4 5 4 一枣:2 ) - 2 c 口t g ( 4 5 4 一枣:2 ) 。1 2 6 5 k p a 宿舍搂按躐城璜l = 2 咖n 驹局部垮裙旖裁诗冀取驴l 兮涨影避熊蕊羧扩数撰 e = 4 5 。+ 参2 = 5 0 4 岂扣( 踊i + 踊内) t g ( 4 5 。一每娩) 一如t 矿( 4 5 。一心。2 ) = 5 6 。1 7 k p a , f 2 2 = 3 3 3 0 3 k n m 预威力镶杼参数:镪姆抗坡力设计蹙 设计玉搀键瓣,第辨锚籽距缴蓣2 蓦l 轧锚秆水平问距铲2 眠其余朗排瓣直和水平间 艇驽为2 。漉。 则n “产e a
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