1、<p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　摘要：本文闡述了深基坑土釘支護(hù)和預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)發(fā)展及作用機(jī)理，進(jìn)而介紹預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)的作用機(jī)理以及這種支護(hù)方式的特點(diǎn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：土釘；預(yù)應(yīng)力錨桿；復(fù)合支護(hù)。 </p><p>　　The Development Situlation of Prestressed

2、 Anchor Composite Soil Nailing Support </p><p>　　Abstract: This paper expounds the development and mechanism of soil nailing and anchor bolt support of deep excavation,then introduces the mechanism of prestr

3、essed anchor composite soil nailing as well as the characteristics of it. </p><p>　　Key words: soil nails; prestressed anchors; composite support. </p><p>　　中圖分類號(hào)： TD3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p&

4、gt;<b>　　引言 </b></p><p>　　在基坑開(kāi)挖之前，土體處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，但開(kāi)挖以后，局部地層大幅度地減載引起了地層應(yīng)力狀態(tài)的改變，隨之產(chǎn)生位移，所以必須對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)。而現(xiàn)如今隨著城市的發(fā)展，高層建筑鱗次櫛比，層高也不斷增加，基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越大，城市環(huán)境日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)支護(hù)已經(jīng)不能滿足基坑支護(hù)的要求，為了順應(yīng)工程需要，預(yù)應(yīng)力復(fù)合土釘支護(hù)的技術(shù)日漸成熟起來(lái)。本文介紹了預(yù)應(yīng)

5、力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀、特點(diǎn)局限等。 </p><p>　　1土釘支護(hù)技術(shù)的發(fā)展及作用機(jī)理 </p><p>　　1.1土釘技術(shù)的發(fā)展 </p><p>　　土釘支護(hù)是從20世紀(jì)70年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的一種支護(hù)技術(shù)，起源于新奧法和加筋土技術(shù)，最早應(yīng)用于法國(guó)，目前已被廣泛應(yīng)用。在我國(guó)，土釘支護(hù)技術(shù)研究是從上世紀(jì)70年代末開(kāi)始的，一些學(xué)者開(kāi)始對(duì)國(guó)內(nèi)一些邊坡的土釘

6、支護(hù)工程進(jìn)行原位測(cè)試研究。在此之后,土釘支護(hù)技術(shù)便開(kāi)始逐步運(yùn)用于國(guó)內(nèi)的諸多工程建設(shè)之中。 </p><p>　　1.2土釘支護(hù)作用機(jī)理 </p><p>　　土釘支護(hù)是由被加固土體、放置在其中的土釘筋體和噴射混凝土面層三部分組成的。土釘 (soilNails)，就是置入原位土體中較密間距排列的細(xì)長(zhǎng)桿件，如鋼筋或鋼管等，通常還在其外周裹上水泥砂漿或水泥凈漿。該方法是以一定傾角成孔，然后將鋼筋

7、或鋼管置入孔內(nèi)，隨后注漿形成土釘體，進(jìn)而在坡面布設(shè)鋼筋網(wǎng)，并與土釘連接，最后在坡面上噴射混凝土面層，使以上幾個(gè)部分稱為一個(gè)共同體，發(fā)揮群體作用，當(dāng)土體發(fā)生變形時(shí)，通過(guò)土釘與土體接觸界面上的摩擦力和粘結(jié)力，使土釘被動(dòng)受拉，并通過(guò)受拉給土體以約束加固或使其趨于穩(wěn)定。土釘在土體中主要受兩方面力的作用：一是拉力作用，二是土體剪力的作用。土釘支護(hù)的原理就是利用潛在破裂滑移面上土釘和土體之間的摩擦力來(lái)平衡土釘體所受的拉力，依靠土釘體的抗剪強(qiáng)度來(lái)平衡

8、土體有滑裂趨勢(shì)時(shí)所受的抗剪力的作用。 </p><p>　　2錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展及作用機(jī)理 </p><p>　　2.1錨桿支護(hù)的發(fā)展 </p><p>　　錨桿支護(hù)最初應(yīng)用在1872年北威爾士露天頁(yè)巖礦邊坡加固及1912年謝列茲礦巷道支護(hù)中，現(xiàn)在為止已經(jīng)有了一百多年的歷史。但錨桿支護(hù)的廣泛應(yīng)用，僅是在近四、五十年的時(shí)間里[1]。 </p><p

9、>　　2.2預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)的作用機(jī)理 </p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)是通過(guò)從上到下設(shè)置一定間距的預(yù)應(yīng)力錨桿來(lái)錨固原位土體，是一種柔性支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)是由預(yù)應(yīng)力錨桿（索）、面層、錨下承載結(jié)構(gòu)和排水系統(tǒng)幾個(gè)部分組成，是一種主動(dòng)的支護(hù)形式。由于對(duì)錨桿施加了預(yù)應(yīng)力，所以增加了巖土中滑動(dòng)潛在面上的正應(yīng)力和相應(yīng)土的抗剪阻力，減少了巖土中沿潛在滑動(dòng)面的下滑力。由于支護(hù)坑壁的面層厚度較小，所以它的剛度較小，柔

10、性較大，因此稱為預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨桿由自由段和錨固段組成，錨固段設(shè)置于潛在滑移面外的穩(wěn)定土體中，對(duì)錨桿施加的預(yù)應(yīng)力通過(guò)錨下結(jié)構(gòu)和面層對(duì)潛在滑移面以外的穩(wěn)定巖土體進(jìn)行錨固。由于在非穩(wěn)定巖土體內(nèi)設(shè)置了自由段，錨桿在自由段中可以自由伸縮，因此預(yù)應(yīng)力對(duì)整個(gè)非穩(wěn)定巖土體進(jìn)行了主動(dòng)的約束錨固。錨桿預(yù)應(yīng)力還產(chǎn)生了如下效應(yīng)：在錨桿周?chē)鷰r土中產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)，增加了潛在滑動(dòng)面上的正應(yīng)力和抗剪阻力，減少了非穩(wěn)定土體的下滑力，因此預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)是通

11、過(guò)預(yù)應(yīng)力有效地控制了坑壁位移，增加了基坑的穩(wěn)定性，它是一種主動(dòng)的支護(hù)形式[2]。 </p><p><b>　　3復(fù)合土釘支護(hù) </b></p><p>　　3.1復(fù)合土釘支護(hù)的定義 </p><p>　　雖然土釘墻支護(hù)應(yīng)用范圍較廣，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但是它也有很多缺點(diǎn)，比如，土釘墻支護(hù)不能?chē)?yán)格地控制基坑變形，也不具有止水功能。因此，基坑支護(hù)有特殊要求

12、的深基坑工程，如，在地下水豐富的地層支護(hù)，要求基坑變形很小，要求支護(hù)結(jié)構(gòu)作為永久性支護(hù)等情況下，單一使用土釘支護(hù)無(wú)法滿足工程要求。所以需要在保證設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，選擇一種既安全又經(jīng)濟(jì)的支護(hù)形式呢，復(fù)合土釘支護(hù)就應(yīng)運(yùn)而生并不斷發(fā)展和完善起來(lái)的。為了滿足工程的需要，出現(xiàn)了多種復(fù)合土釘支護(hù)形式。 </p><p>　　復(fù)合土釘支護(hù)沒(méi)有明確的定義，陳肇元定義復(fù)合土釘支護(hù)為：復(fù)合土釘支護(hù)就是把土釘與其它支護(hù)形式或施工措施聯(lián)

13、合應(yīng)用，在保證支護(hù)體系安全穩(wěn)定的同時(shí)滿足某種特殊的工程需要，如限制基坑上部的變形、阻止邊坡土體內(nèi)水的滲出、解決開(kāi)挖面的自立性或阻止基坑底面隆起等[3]。復(fù)合土釘支護(hù)最初被稱為改良法，而后在我國(guó)工程界統(tǒng)一的稱為復(fù)合土釘支護(hù)。在國(guó)外，此類研究較為少見(jiàn)，其名稱也不統(tǒng)一，有的稱其為復(fù)合結(jié)構(gòu)，或直接歸類為土釘墻。目前，復(fù)合土釘技術(shù)處于理論落后于實(shí)踐的狀態(tài)，許多理論正在探索之中，且尚未出臺(tái)強(qiáng)制性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。盡管如此，土釘支護(hù)在巖土工程支護(hù)中有著

14、的明顯優(yōu)的勢(shì)，使得該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工程之中。復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)正以其適用性強(qiáng)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)省時(shí)等明顯的優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用在更為廣泛的領(lǐng)域，已經(jīng)成為了一種常用的支護(hù)形式。 </p><p>　　3.2錨桿復(fù)合土釘支護(hù)作用機(jī)理 </p><p>　　由于土釘有很高的抗拉、抗剪強(qiáng)度和抗彎剛度，這是土體無(wú)法比擬的，所以在土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)體系中，受力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移，通過(guò)應(yīng)力擴(kuò)散作用傳遞到周?chē)馏w。

15、對(duì)土釘支護(hù)施加預(yù)應(yīng)力可有效控制坡體水平位移，增強(qiáng)了土釘對(duì)土體的分擔(dān)作用，減小土體的應(yīng)力集中，使塑性區(qū)減小。因此，土釘與預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合支護(hù)的作用機(jī)理可以理解為：采用預(yù)應(yīng)力錨桿可有效提高抗拉承載力；預(yù)應(yīng)力錨桿的有效錨固段將拉應(yīng)力荷載向遠(yuǎn)離滑移面以外的穩(wěn)定土體中傳遞，可有效減少土體變形；通過(guò)在預(yù)應(yīng)力錨桿端頭設(shè)置錨下承載裝置并與面層有效連接，從而將預(yù)應(yīng)力傳給邊坡土體，這樣可減少因?yàn)橄乱徊介_(kāi)挖而引起的應(yīng)力釋放產(chǎn)生的土體變形，從而提高邊坡的穩(wěn)定性。

16、 </p><p>　　3.3預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)體系的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿的施加很大程度上提高了土釘支護(hù)方式的最大支護(hù)深度，使這一復(fù)合支護(hù)方式的應(yīng)用范圍大大增加，對(duì)周?chē)ㄖh(huán)境及地層較為復(fù)雜的地區(qū)很適用，且其施工及材料造價(jià)較低，更使這一支護(hù)方式擁有很大優(yōu)勢(shì)。預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)體系具有如下優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　(1)在預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土

17、釘支護(hù)體系中，土釘受力是被動(dòng)的，錨桿受力是主動(dòng)的，土釘和錨桿的受力相互補(bǔ)，這種互補(bǔ)關(guān)系對(duì)于基坑的穩(wěn)定非常重要。 </p><p>　　(2)土體變形小，支護(hù)效果好。由于在錨桿上施加的預(yù)應(yīng)力，減小了土體的變形，彌補(bǔ)了土釘支護(hù)形式中土體變形大的缺陷。這種支護(hù)形式有效地控制基坑變形，因此可應(yīng)用于深度較大的基坑，以及基坑周?chē)嬖诮ㄖ锖偷叵鹿芫€而對(duì)位移控制比較嚴(yán)格的基坑。 </p><p>　　(

18、3)造價(jià)較低。預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)可以看做是將土釘支護(hù)中的一部分土釘改成錨桿，減少了材料用量，將低了造價(jià)，并且施工中不需要大型機(jī)械和復(fù)雜工藝。 </p><p>　　(4)施工速度快。由于施工工藝相似，除了需要施加預(yù)應(yīng)力外，在施工方法上和施工機(jī)械、施工場(chǎng)地方面與土釘幾乎完全相同，沒(méi)有特殊的要求，大大縮短了工期。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b><