通過對深圳假日廣場深基坑預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的全過程內(nèi)力和變形的監(jiān)測，總結(jié)其變化規(guī)律及影響因素；擬在通過對復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理的研究，分析土釘、錨索以及土體間的相互作用。
復(fù)合土釘支護(hù)是在土釘支護(hù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、用于基坑支護(hù)或提高邊坡穩(wěn)定性的一種新技術(shù)，在我國的城市建設(shè)中己有大量的工程實踐，但復(fù)合土釘支護(hù)的理論落后于實踐，設(shè)計分析方法不完善，試驗研究不多，又限制了這項技術(shù)的發(fā)展。預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)是復(fù)合土釘支護(hù)中常用而有效的一種技術(shù)方法，是采用土釘與預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)。它可以有效地控制基坑變形，大大提高基坑邊坡的穩(wěn)定性。本文通過對預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)進(jìn)行較為全面的分析和測試，擬進(jìn)一步揭示該支護(hù)方法的內(nèi)力和變形特征，為該支護(hù)方法的設(shè)計和施工提供較為科學(xué)的依據(jù)。
假日廣場深基坑支護(hù)工程位于深圳市南山區(qū)，北鄰世界花園，南靠深南大道和深圳地鐵，與世界之窗隔路相望。場地西北東三面鄰近市政道路，道路周邊分布有世界花園供水管道和排污管道、市政雨水管道和燃?xì)夤艿酪约巴ㄐ殴饫|，東側(cè)道路對面為五星級深圳威尼斯酒店，周邊環(huán)境復(fù)雜?；?xùn)|西向長308.2m，南北向?qū)?6.5m～82.5m，總開挖面積20000m?2。基坑開挖深度東西北三側(cè)為17.6～21.0m，基坑南側(cè)開挖深度為13.8～18.7m。
3.1試驗?zāi)康摹?/div>
本試驗的目的主要是通過對復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的全過程內(nèi)力和變形的監(jiān)測，總結(jié)其變化規(guī)律及影響因素；研究復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理，分析土釘、錨索以及土體間的相互作用。
3.2試驗方案。
現(xiàn)場試驗包括基坑周邊水平位移觀測、基坑周邊沉降觀測、邊坡深層土體水平位移測試、土釘與錨索內(nèi)力測試、土壓力測試、土釘與錨索抗拔力測試、孔隙水壓力測試等。
3.2.1復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、土壓力、孔隙水壓力、地下水位監(jiān)測宜與基坑變形同步進(jìn)行。每次開挖后應(yīng)當(dāng)加密測試次數(shù)，以便及時掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化過程。
3.2.2土釘、錨索的拉拔試驗在錨固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80％或養(yǎng)護(hù)超過15天后方可進(jìn)行。
3.2.3各種觀測點(diǎn)的布置。
3.3試驗裝置。
3.3.1土釘與錨索內(nèi)力監(jiān)測。
3.3.1.1共設(shè)置鋼筋應(yīng)力計30個，錨頭測力計3個，鋼筋應(yīng)力傳感器采用GJJ-10型振弦式鋼筋應(yīng)力計。
3.3.1.2預(yù)應(yīng)力錨頭壓力傳感器采用MSJ-201型號振弦式錨頭測力計。
3.4復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力觀測結(jié)果及分析。
對試驗剖面的土釘內(nèi)力情況進(jìn)行了長達(dá)十個月的測試，整個測試過程中，著重研究支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨基坑開挖、降水、預(yù)應(yīng)力錨索張拉等因素變化的分布及變化規(guī)律。
3.4.1復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力觀測結(jié)果。
3.4.2復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力觀測結(jié)果分析。
試驗剖面支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化過程可以發(fā)現(xiàn)如下一些規(guī)律：
3.4.2.1復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中土釘受力具有時間效應(yīng)。開挖后邊坡土體內(nèi)應(yīng)力的釋放是一個緩慢的過程。根據(jù)實際測試觀測，在每層開挖完成置入土釘后，外界環(huán)境變化不大時，釘體內(nèi)的應(yīng)力通常需一周左右的時間才能趨于穩(wěn)定。
3.4.2.2復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)種土釘受力具有瞬時開挖效應(yīng)。對應(yīng)于每層土體開挖，土釘內(nèi)力都有一個突變。如果開挖土層距離上部土釘較遠(yuǎn)，開挖對土釘內(nèi)力的增長的影響明顯變小。
3.4.2.3對比各排土釘應(yīng)力隨時間的變化情況，可以發(fā)現(xiàn)：靠近地表的土釘內(nèi)力在開挖最初階段速率變化快，在錨索施工張拉以后，內(nèi)力增率明顯降低，并隨開挖深度的增加應(yīng)力變化幅度小，幾乎成一直線，內(nèi)力峰值也會出現(xiàn)衰減；而下部土釘?shù)膽?yīng)力達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)則需要一個較長的過程，并且應(yīng)力一直在不斷增加。這是因為隨著開挖加深，優(yōu)勢滑移面向土體后部移動，超出了上部土釘?shù)募庸谭秶虼松喜客玲旈L度應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加長。受預(yù)應(yīng)力錨索的影響，可以看出，最下面一層土釘承受的拉力是各排土釘中最小的。
3.4.2.4復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中的土釘受力具有空間效應(yīng)。在每層土釘附近的開挖都會使土釘應(yīng)力發(fā)生較為明顯的變化。復(fù)合土釘結(jié)構(gòu)應(yīng)力因開挖的變化并不局限于其結(jié)構(gòu)所在位置的開挖，其相鄰施工層段的開挖對其應(yīng)力也有一定的影響，但影響的幅度相對較小。因此在施工過程中宜采用分段開挖。
3.4.2.5基坑開挖完成后，深圳進(jìn)入雨季，降水量增多，土釘應(yīng)力曲線表現(xiàn)為波浪狀起伏，由于雨水滲透的滯后效應(yīng)，地表附近土釘應(yīng)力變化明顯要比底部土釘應(yīng)力變化時間早，而且變化幅度也大，各層土釘應(yīng)力都有降低的趨勢，因此施工過程中要做好坑頂?shù)挠驳鼗c排水工作，減少水的入滲，以防止因為土地參數(shù)的降低，而導(dǎo)致邊坡破壞。
3.4.2.6錨索施加預(yù)應(yīng)力對附近土釘應(yīng)力影響明顯，對距離較遠(yuǎn)的土釘應(yīng)力影響不明顯，但從總體趨勢上來說，施加錨索后土釘后期內(nèi)力增加趨勢都得到了一定的緩和，這是因為施加預(yù)應(yīng)力的錨索，有效的控制了邊坡的位移，使得位移速率降低，相應(yīng)的土釘內(nèi)力增加速率也降低。并且錨索也分擔(dān)了其周圍土釘中的部分拉應(yīng)力，使得周邊土釘受力減小。
3.4.2.7 預(yù)應(yīng)力錨索張拉完成后有一定的應(yīng)力損失，約為鎖定荷載的5％。圖中可以看出第三、五排的錨索受開挖、降雨等外界環(huán)境變化的影響不大，應(yīng)力整體表現(xiàn)平穩(wěn)，而最下面的第七排的錨索除了受開挖影響較大外，在開挖完成后應(yīng)力仍然在不斷增大，可見靠近基坑中下部的錨索較靠近基坑上部的錨索對于控制邊坡的整體穩(wěn)定性作用更大。
3.4.2.8復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中土釘?shù)膽?yīng)力分布與土釘墻中土釘應(yīng)力分布形式差別不大，仍然表現(xiàn)為兩頭小中間大的。由各排土釘結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨開挖應(yīng)力曲線可以看出隨著開挖的進(jìn)行，釘體內(nèi)應(yīng)力峰值的位置逐漸向釘體中、后部轉(zhuǎn)移，后面的土體逐漸被調(diào)動并參與到整個支護(hù)結(jié)構(gòu)中形成復(fù)合受力機(jī)制。
3.4.2.9靠近噴射混凝土面層部分的土釘受力情況，可以反映該處面層的側(cè)向土壓力， 發(fā)現(xiàn)該處土釘內(nèi)力都比較小，其隨深度的分布形式也呈現(xiàn)出上下小，中間大的規(guī)律。這表明噴射混凝土面層所承受的側(cè)向土壓力也比較小。
3.4.2.10 土釘應(yīng)力峰值沿深度呈現(xiàn)上下小、中間大的分布形式，且最大峰值點(diǎn)位于基坑邊坡中偏下的位置。 反映了各排土釘應(yīng)力峰值點(diǎn)的位置并沒有呈現(xiàn)出類似于圓弧式的分布特點(diǎn)，尤其是在坡腳附近，土釘最大應(yīng)力峰值點(diǎn)的位置并非在坡腳，而是與坡角有一定的距離，這有別于傳統(tǒng)土釘墻土釘最大應(yīng)力出現(xiàn)在坡角的分布形式。
4.結(jié)論
4.1預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中土釘受力具有時間效應(yīng)，故每層開挖完成后應(yīng)盡快構(gòu)筑支護(hù)結(jié)構(gòu)以減少邊坡變形。
4.2預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中土釘受力具有空間效應(yīng)，故施工過程中宜采用分層分段跳挖，且每段開挖距離不宜過長。
4.3預(yù)應(yīng)力錨索可以協(xié)調(diào)整個支護(hù)結(jié)構(gòu)的受情況，提高邊坡抗滑穩(wěn)定性和減小邊坡變形。
4.4當(dāng)基坑開挖深度較深時，復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)上部土釘應(yīng)加長，底部可以適應(yīng)減短，錨索布置在中下部更有利于基坑的安全。
4.5靠近地表的土釘內(nèi)力對降雨反應(yīng)敏感，同時具有時間滯后效應(yīng)，施工過程中一定要對此引起注意。
4.6從各排土釘應(yīng)力最大的位置可以看出，預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢滑移面并不通過坡腳。
預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)作用一種新型的工藝，在理論分析和現(xiàn)場測試研究中仍有許多工作需要開展。
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