邊坡支護技術論文范文

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一、土木工程中的邊坡支護技術

土木工程中的邊坡支護技術比較多，例舉比較常見的邊坡支護技術。如:《”錨桿支護，其在邊坡支護中較為常見，利用水泥土墻做為輔助支護，有利于邊坡的側向穩定，錨桿支護在土木工程中，適用于高度低于6米的基坑，提供足夠的支護力;(2)開槽施工，先根據邊坡支護的情況，在基坑周圍開挖內槽，利用內部支撐的方式，形成邊坡的擋體，支擋土木工程邊坡內的土體結構，由此保障邊坡的穩定度;(3)土釘支護，此類邊坡支護方式的穩定性較高，但是其對土木工程的環境有要求，只能適用在特性土質內，而且土質內的水位不能太高，在邊坡基坑低于12米的工程內較為常見;(4)逆作拱墻，結合土木工程基坑的實際情況，設計拱墻支護，通過拱墻提供支護的能力，一般邊坡支護中的逆作拱墻分為全封和局部兩種，需根據邊坡支護的需求確定拱墻類型。

二、土木工程中邊坡支護技術的應用

土木工程中邊坡支護技術的應用主要分為三項，支撐土木工程的邊坡施工，對其做如下分析:

1、邊坡支護方案

根據土木工程的需求，制定邊坡支護的方案，保障其在土木工程中的順利施工。以某土木工程為例，分析邊坡支護技術的方案川。第一該工程采取土釘支護的方式，根據方案要求，在土釘支護的過程中，要保障支護的強度達到工程標準，方案中規定了土釘的深度，要求施工人員嚴格按照深度執行支護;第二標記成孔的位置和編號，便于邊坡支護時識別;第三設計拉拔試驗，檢查土釘打入的效果，此部分需交由第三方完成，確保土釘具備充足的強度;第四規定注槳的比例，規范外加劑的用量，該工程方案中規定采用重力灌注的情況，適當情況下可以采取補槳處理。

2、基坑開挖

基坑開挖是土木工程邊坡支護的重要環節，因為基坑開挖的過程中，導致土層或地質結構出現破壞，增加開挖的難度，尤其是在開挖后期，很容易出現變形、位移，所以基坑開挖中需要遵循分區原則，確保分區基坑平衡開挖后，才能進行下一分區的基坑作業izl。例如:某土木工程在基坑開挖中，開槽后立即進行支撐，支撐完成后緊接著進行開挖，而且還要遵循分區的原則，避免超過基坑原本的設計量，該工程基坑開挖到距離支護邊坡約8米的時候，進行分段開挖，以25米為分段的標準，為提高基坑開挖的速度，該工程在分段基坑內選擇了跳挖的方式。

3、地質監測

地質監測應用在邊坡支護的整個過程中，主要是排除土木工程施工中的地質影響，保障土地工程處于穩定的狀態，以免發生變形。邊坡支護中的地質監測，穩定土木工程的施工環境，規避地質環境引發的風險，尤其是基坑施工部分，更是要強化地質監測，根據地質監測的數據，安排邊坡支護的施工。邊坡支護施工技術中的地質監測，起到良好的監控作用，施工人員觀察測點的地質變化，對施工方案提出改進意見，以此來提升邊坡支護的水平，促使其更加適應土木工程的環境。地質監測中能夠約束邊坡支護技術的應用，及時發現土木工程地質條件的臨界值，準確控制邊坡支護，以免土木工程的邊坡結構受到地質影響。

三、土木工程中邊坡支護技術的質量控制

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論文摘要：土釘墻支護是通過土釘技術的加固使其成為一個復合擋土結構。盡管該技術應用較為廣泛，但其理論研究卻落后于工程實踐，特別是對于土釘支護軟弱巖質邊坡工程的研究則更少，因此，本文通過分析土釘墻支護的特點，針對邊坡支護的機理，從施工材料及機具的準備，到施工工藝及質量控制的相關技術進行探討，以期充分發揮土體的空間支護作用，使邊坡位移和變形及時得到約束限制。

1 土釘墻支護的特點

土釘墻支護法，以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度，變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面，在噴層與土層間產生“嵌固效應”，并隨開挖逐步形成全封閉支護系統；噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土，使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落，以及隔水防滲等作用。土釘的特殊控壓注漿可使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地質體，其內固段深固于滑移面之外的土體內部，其外固端同噴網面層聯為-體，可把邊壁不穩定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網可使噴層具有更好的整體性和柔性，能有效地調整噴層與土釘內應力分布。

2 土釘墻邊坡支護的機理

土釘墻加固與傳統的護坡和擋土墻支撐機理不一樣，土釘墻在邊坡的一定范圍內形成了一個加固區，由于很密的土釘錨桿的作用，滑移面不可能出現在加固區，只能產生于非加固區，從而使滑移面遠離邊坡，達到穩定邊坡的目的，加固區的整體穩定，包括加固區抗傾覆與抗滑移問題，用增加加固區的寬度和底排土錨桿打成向下傾斜穿過滑移面等措施來解決，土釘墻通過下述幾個方面的綜合作用使邊坡周邊土體形成加固區。

2.1 錨固作用

密布的錨桿與砂漿柱體相結合對周圍土體產生有效的錨固作用，限制了砂漿柱體周圍的土體變形。①土釘不需要施加預應力，而是在土體發生變形后使其承受拉力工作；②土釘支護在邊坡中比較密集，起到了加筋的作用，提高了土的強度，為被動受力機制。由于土釘在全長范圍內與土體接觸，其荷載傳遞沿整個土體進行。

2.2 土釘漿孔對土體的擠密作用

由于土釘錨桿的密度比較大，擠密作用的影響也較大，使加固區的土體比非加固區土體密度大。密集的土釘與土釘之間土形成復合土體，其結構類似重力式擋土墻，個別土釘的破壞不會使整個結構的功能完全喪失。

2.3 護坡作用

土釘墻的面層不是主要受力結構，其主要作用在于保持土體的局部穩定性。在公路邊坡治理中，土釘墻的面層還起到防止沖刷、防止雨水滲入坡體影響邊坡穩定性的重要作用。

2.4 土釘受力及規模

一般錨桿長度在15～45m之間，直徑較大，錨桿所承受的荷載可達400kN以上，某些預應力錨索設計荷載更可達3000kN。其端部的構造較土釘復雜，以防止面層沖切破壞；而土釘長度一般為3～10m，漿體直徑100 mm左右，一般不提供很大的承載力。單根土釘受荷一般在100kN以下，面層結構較簡單，利用小尺寸墊板及掛網噴射混凝土即可滿足要求。

目前國內土釘支護結構主要用在建筑基坑支護上，用于公路邊坡支護的較少。這主要是因為基坑深度不大，一般不超過20m。但是山區，道路路塹邊坡很高，原來的力學平衡破壞嚴重，產生的滑坡推力每延米可達1000kN以上，采用土釘支護結構則難以滿足要求。對于一些滑坡推力小的土石質路塹邊坡，仍可采用土釘支護，既節省投資，也能縮短工期，具有明顯的優勢。一些缺乏穩定性的高路堤或擋土墻也可以采用土釘支護加固，但還有待于我們改進土釘支護技術，使其優點發揮在整個邊坡支護中。

3 土釘墻邊坡支護的施工材料及機具

3.1 原材料

土釘鋼筋使用前應拉直、除銹、涂油；選用P·032.5普通硅酸鹽水泥；采用干凈的中粗砂，含泥量小于5％；采用干凈的圓礫，粒徑2～4 mm；使用速凝劑，應做與水泥相容性試驗及水泥漿凝結效果試驗。

3.2 施工機具

土釘成孔機具根據土質和現場環境條件選用(沖擊鉆、螺旋鉆、風槍或洛陽鏟等)能完成設計要求的有效機具；注漿泵選用孔口壓力大于0.1MPa的泥漿泵；混凝土噴射機應密封良好，輸送連續均勻，輸送水平距離不小于60m，垂直距離不小于10m；空壓機應滿足噴射機工作壓和耗風量的要求；攪拌方法采用現場人工拌和或混凝土攪拌機攪拌。

4 土釘墻邊坡支護的施工工藝

土釘墻的施工流程為：挖土整理坡面初噴打孔眼插桿灌注掛網復噴。

4.1 開挖整理坡面

土釘支護是分層進行的，因此挖土深度不能超過設計深度，同時要保證坡角達到設計要求的78°～80°，坡面平整光滑，坡角未達到設計要求的則要進行專門修整。

4.2 初噴

為使挖好的坡面不產生垮塌，凡挖好的坡面需立即進行混凝土噴射，以使表層固結。其混凝土材料的配合比為水泥：石子=1.5:1.5，水灰比=0.5～0.6。

4.3 鉆孔

采用人工機械一起作用的方法，鉆孔下傾角度為15°～25°，采用風鉆的方法進行，人工挖工用的是洛陽鏟，兩人一組。

4.4 插桿與灌漿

成孔后按設計要求插入直徑中22mm加筋桿，加筋桿每1.5m焊接直徑110mm的扶正環，起導正作用。在插筋的同時，用加筋桿將注漿管(直徑1.5in)帶進離孔底0.3m的地方，然后進行灌注，注漿材料的配合比為水泥：砂子=1:2。水灰比=0.4～0.5。孔內一定要灌滿，不能形成空洞和孔隙。

4.5 掛網

上道工序完工后，按設計要求，將直徑中6mm的鋼筋，按30cm×30cm的網距焊接，固定于坡面之上；同時，在危險坡上的土釘之間用金屬件(如槽鋼等)連接在一起，以進一步加強支護強度。

4.6 復噴

掛網后，整個坡面復噴混凝土，其噴射厚度達到設計要求。

5 土釘墻邊坡支護的施工質量控制

5.1 原材料控制

采購的各種材料必須滿足規范及設計要求，必須選擇清潔、堅硬、耐久的材料，禁止使用含有達到有害量的廢物、泥、鹽類、有機物等的不合格材料；選擇的混合劑不能對水泥的凝固、水化作用產生有害的影響。

5.2 施工工藝控制

土釘孔眼的位置必須根據受噴面實際情況和設計布置。作土釘用的鋼筋，使用前須除銹矯直，安裝位置距孔眼中心，鋼筋插入深度不得小于設計要求的90%，安裝后不得敲擊、碰撞。灌漿用的砂漿應拌和均勻，隨用隨拌，孔眼在灌漿前用風吹凈，灌漿時從孔底開始，連續均勻的進行。掛鋼筋網前必須將坡面清理平順使鋼筋網緊靠坡面鋼筋網與土釘的聯接必須牢固可靠。噴射混凝上的配合比必須經試驗確定噴射混凝上宜隨拌隨用。分層噴射混凝土時后層混凝土應在前層混凝土終凝后進行，如超終凝1小時以上時，則受噴面必須用水、風清洗；噴頭應與受噴面垂自其間距以0.6-1.2m為宜。噴頭應連續、緩慢橫向移動噴射厚度應均勻。噴射混凝土施工終凝2h后及時進行濕潤養護，養護時間不得少于l4天。

結束語

土釘墻施工成功解決了基坑邊坡的強度及穩定性問題，保證了施工的安全。此外，由于土釘墻能充分利用土體的自承能力的特點，與噴錨支護相比，其造價低，施工方便。因此在條件允許的情況下，采用土釘墻支護，可以大大節省投資。土釘墻施工周期短，與挖土同時進行，很少占用獨立工期。挖土與土釘支護都分層分塊施工，充分發揮土體的空間支護作用，并在開挖后幾個小時內封閉，使邊坡位移和變形及時得到約束限制。

參考文獻

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關鍵詞：防治原則；工況分析；抗滑樁；有限元

Abstract: in view of the slope instability problem in the process of highway excavation, the landslide thrust calculation using transfer coefficient method, the analysis of excavation are not taken to support and excavation and USES the anti-slide pile supporting two remaining in force, in the cases of anti-slide pile effectively prevent the slope deformation and failure, and to achieve stable, finally USES the ansys finite element simulation analysis, show that highway slope excavation process in the strong effect of the anti-slide pile supporting.

Key words: control principle; Operating mode analysis; Anti-slide pile; The finite element

中圖分類號：X734文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

1公路開挖中存在的問題

公路路塹邊坡工程設計數量集中、種類多、性質雜等特點，但又存在場區及區域規律；和重點復雜的邊坡工程設計有所差別；但又沒有勘察設計工作程序和細則；另外由于各種條件的限制，邊坡施工時卻又不能嚴格按照“分級開挖，逐級支護”原則施工。目前，大部分公路路基邊坡施工主要采用全坡面開挖后暴露很長時間再進行防護和加固，導致人為誘導的邊坡變形，嚴重時更會導致多次(處)邊坡失穩破壞的工程事故，對工程施工和營運安全帶來直接危害，更會對工程造價和施工進度帶來影響。

2邊坡主要的防治原則及整治技術

在公路邊坡防護工程設計中，根本問題是在邊坡的穩定與經濟之間選擇一種合理的平衡。對于已發生病害或穩定性不足的邊坡，需采用一定的防治措施使其在運營期間的保持穩定性或安全性。然而，針對不同邊坡的具體情況采取不同的工程措施[1]。

公路邊坡失穩的主要原因，一般認為是由于巖體下滑力增加，或巖體抗滑力降低所致。因此，正對邊坡失穩的防治措施主要針對上述兩方面進行處置，從而改善邊坡穩定性能，增加邊坡安全系數。

公路邊坡整治技術主要分為兩種，一種是針對邊坡存在的隱患或可能發生的病害采取的預防性措施；另一種則是針對病害采取的治理工程措施。第一種處治技術是防止病害的發生或制止邊坡變形，第二種整治的目的則為使邊坡滿足設計的安全性能。

3抗滑樁支擋工程特點

為支擋失穩坡體的下滑力，通常采用抗滑樁加固邊坡的方法。在這類加固工程中，在淺層及中厚層滑體的前緣，或厚度不大且有地質條件的滑體的中部，常常采用鋼筋混凝土樁或鋼軌混凝土挖孔樁。而在大多數情況下，常采用樁墻結合的措施，采用分級支撐滑體，減輕對下部擋墻的推力[2]。此外，還可分排間隔設樁，這樣不但工作面多，不會相互干擾，而且能夠加快施工進度。

采用支擋(擋墻、抗滑樁等)措施是邊坡處治的基本方法，對于不穩定的邊坡巖土體，使用支擋結構，通過設置抗滑樁的形式增大滑體抗滑能力，提高滑體的穩定性能。該方法的優點是可以基本解決邊坡的穩定問題，但是其缺點則是支擋位置的設置靈活性較小。

4有限元軟件及破壞準則

土是由固體、液體和氣體組成的三相體，三相物質的質量、密度、成因類型、形成歷史等因素，都會使土表現出不同的性質。形成巖土體介質的力學性質非常復雜，影響其應力和變形的因素很多。鑒于實際工程中計算需要，可采用商用軟件對其進行分析，本文采用的軟件為ANSYS，對邊坡開挖抗滑樁穩定性進行計算分析。ANSYS可以很好的模擬巖土的力學性能，對巖土的應力—變形與穩定性進行分析。

采用的Drucker-prager準則，通過分析自重應力及開挖對土體的影響，采用雙參數準則，可以表示為：

式（1）

其中，k和是由試驗確定的材料常數。根據應力不變量和，Drucker-prager準則可以表示為：

式（2）

5工程概況

某高速公路 K03+148～K13+220段，該路塹邊坡于2010年8月開始開挖施工，在開挖過程中，邊坡出現了大的滑移變形，山頂部分出現明顯位移，通過勘察認為，該開挖過程可能引發滑坡，滑體范圍較大，深度較深，一般厚度4～9m，最大厚度12m，滑坡的體積(80～140)×46m3，為一中型滑坡。設計施工方案為：坡頂及中部削坡減載，并采用格子護坡，在坡腳設24根抗滑樁(K13+248～K13+344)，兩端用抗滑擋墻加固，修排水溝、前緣施工泄水孔，邊坡的變形得到遏制，邊坡整體處于穩定狀態。

5.1滑坡推力

利用規范中的傳遞系數法[3]，計算滑坡推力及抗滑樁內力，根據勘察報告以及現場的巖土體物理性質實驗及相應的技術規范。

下滑力：

（3）

抗滑力：

（4）

安全系數：

（5）

由式(3)，(4)，可得[4]：

（6）

（7）

采用傳遞系數法對該路塹坡邊坡進行推力計算和穩定性分析，分兩種工況。工況一：自然狀態下開挖邊坡后推力計算和穩定性分析；工況二：抗滑樁治理后穩定性分析。

推力計算結果，根據計算結果可以得出以下結論：在未支護前穩定系數0.98，最后條塊剩余下滑力為567.4 KN/m，表明邊坡處于欠穩定狀態。在抗滑樁處置后，該邊坡的穩定性系數為 1.15，最后條塊剩余下滑力為0，表明抗滑樁支護取得明顯效果，推力計算如表1、2所示，抗滑樁支護后，剪力和彎矩隨樁身變化如圖1、2所示。

表1 工況一推力結果

表2工況二推力結果

圖1剪力隨樁深變化圖2彎矩隨樁深變化

為了對以上計算結果進行對比，采用有限元軟件ansys模擬該公路邊坡開挖過程及抗樁的支擋， 計算參數選取如表3所示，采用Plane42平面單元來模擬巖土體,鋼筋混凝土抗滑樁采用Beam3單元。材料本構模型時采用DP模型?？够瑯稑督孛娉叽鐬?3.5m×2m，受荷段和錨固段長分別為12m和6m，激活梁單元beam3，其邊坡開挖支擋后坡體剪應力分布如圖3所示,依據坡體破壞準則，支擋后邊坡處于穩定狀態，抗滑樁的彎矩分布如圖4所示，正負彎矩的改變處即是該公路邊坡開挖過程中潛在的滑動面。

表3模型參數

圖3巖體的剪應力圖4抗滑樁的彎矩

4結論

針對公路開挖中的邊坡破壞和失穩問題，本文提出了防治原則和整治技術相結合的方法，對抗滑樁的支護特點進行了重點說明。借助具體的工程實例，采用傳遞系數法，分析和計算邊坡下滑力，通過抗滑樁支護前后的邊坡剩余下滑力對比和有限元的模擬，說明抗滑樁可以很好的提高公路邊坡穩定性。

參考文獻

[1]沈珠江.樁的抗滑阻力和抗滑樁的極限設計]JI.巖土工程學報,1992,14()l:41～43

[2]王恭先.高邊坡設計與加固問題的討論.甘肅科學學報，2003.21-25

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關鍵詞：建筑深基坑 支護變形 控制

隨著城市現代化建設進程的不斷加快，有限的城市地面空間已不能滿足人們日益增長的生活和工作需要，于是人們開始向高空和地下尋求發展空間。地下建筑工程正處在高速發展的時期，這使得深基坑工程施工問題在技術和經濟上對整個建筑施工起著舉足輕重的影響。其中建筑深基坑支護變形問題是目前比較關注的話題，論文重點對深基坑支護技術的應用作了探討，并提出一些具有工程應用價值的建議措施和成果。

1、深基坑支護體系

1.1深基坑支護體系的分類

按照圍護結構的受力破壞情況，可將圍護結構分成非重力式圍護結構(柔性圍護結構)和重力式圍護結構(剛性圍護結構)。

1.2深基坑支護技術存在的主要問題

1）土層開挖和邊坡支護不配套。深基坑開挖過程中，支護施工滯后于土方施工比較常見，因此不得不采取二次回填或搭設架子來完成支護施工。一般來說，土方開挖施工技術含量相對較低，工序比較簡單，組織管理也容易。而深基坑擋土或擋水的支護結構施工技術含量比較高，工序多且復雜，施工組織和管理都較土方開挖復雜。

2）邊坡修理達不到設計和規范要求深基坑開挖常存在超挖和欠挖現象。一般深基坑開挖均使用機械開挖，人工修坡后即開始擋土支護的混凝土初噴工序。而在實際開挖時，由于施工管理人員不到位，技術交底不充分，分層分段開挖高度不一，開挖機械操作人員的操作水平低等因素的影響，使機械開挖后的邊坡表面平整度、順直度極不規則，達不到設計和規范要求。

3）成孔注漿不到位、土釘或錨桿受力達不到設計要求。鉆孔中如果不認真研究土體情況，會產生出渣不盡、殘渣沉積等問題，進而影響注漿質量，有的甚至造成成孔困難、孔洞坍塌，無法插筋和注漿。

4）工程監理不到位。對于設計監理與對建筑物及周邊環境的監控尚有一定差距，亟待完善與提高。

2、深基坑支護變形機理

1）坑底土體隆起?；茁∑鹆康拇笮∈桥袛嗷臃€定性和將來建筑物沉降的重要因素之一?？拥茁∑鹗谴怪狈较蛐逗筛淖兛拥淄馏w原始應力狀態的反應，在開挖深度不大時，坑底土體在卸荷后發生垂直的彈性隆起。當圍護墻底為清孔良好的原狀土或注漿加固土體時，圍護墻隨土體回彈而抬高。

2）圍護墻的位移。圍護墻墻體的變形從水平向改變基坑土體原始應力狀態而引起地層移動?；娱_始開挖后，圍護墻便開始受力變形。在基坑內側卸去原有土壓力時，在墻體外側則受到主動土壓力。而在基坑的圍護墻內側則受到全部或部分被動土壓力。圍護墻的位移使墻體主動土壓力區和被動土壓力區的土體發生位移。墻外側主動土壓力區的土體向坑內水平位移，使背后土體水平應力減小，以致剪應力增大，出現塑性區，而在基坑開挖面以下的墻內側被動土壓力區的土體向坑內水平位移，使坑底土體加大水平向應力，以致坑底土體增大剪應力而發生水平向擠壓和向上隆起的位移，在坑底處形成局部塑性區。因此，同樣地質條件和開挖深度下，深基坑周圍地層變形范圍及幅度，因墻體的變形不同而有很大差異，墻體變形往往是引起周圍地層移動的重要原因。

3、深基坑支護變形控制技術

3.1重視地質勘察工作

深基坑支護施工中，監理工程師要認真閱讀工程的地質勘察報告，了解基坑開挖所在地的地形、地貌和地質特點，分析可能導致邊坡土體滑坡的各種因素，對影響邊坡穩定性的關鍵地段、重要地層和土質指標做到心中有數。由于地質勘察資料不一定很詳細而且可能與實際情況有出入，監理工程師在基坑開挖中還要經常對比現場的地質情況，與地質報告差異很大時要及時告知建設單位，由建設單位通知勘察和設計單位，查看是否需要調整方案。

3.2設計方案必須經過技術論證

基坑工程設計中應包括支護體系的選型、圍護結構的強度、變形計算、場地內外土體穩定性、滲透穩定性、降水要求、挖土要求、監測內容等。圍護墻體和支撐體系的布置應遵循下述原則：1）基坑支護結構的構件(包括圍護墻、隔水帷幕和支撐錨桿)不應超出建筑用地范圍。否則應事先征得政府主管部門或相鄰地塊業主的同意。2）基坑支護結構構件不能影響主體結構構件的正常施工及鄰近建筑物和地下管線的正常使用，確保基坑坑壁穩定，施工安全。3）有條件時基坑平面形狀盡可能采用受力較好的圓形、正方形和矩形，盡可能便于挖土、便于支護結構和基礎施工。4）深基坑支護方案需組織專家進行審查論證合格方可組織實施。支護體系選型應根據工程規模、主體工程特點、場地條件、環境保護要求、巖土工程勘察資料、土方開挖方法以及地區工程經驗等因素，綜合進行經較、分析，在確保安全可靠的前提下，選擇經濟合理、切實可行的方案。要求施工單位聘請有豐富經驗的專家進行設計、施工方案的評審，以使有效降低基坑支護的風險，防止安全事故的發生。

3.3深基坑施工要點

1）深基坑工程挖土方案主要有放坡挖土、中心島式、盆式和逆作法施工。土方開挖順序、方法要與設計工況一致，基坑邊堆置土方不應超設計荷載。防止深基坑挖土后土體回彈變形過大，要設法減少土體中有效應力的變化，減少暴露時間，并防止地基土浸水，同時保證井點降水正常進行，挖至設計標高后盡快澆筑墊層和底板。支護樁打設完畢后基坑開挖，制定合理的施工順序和技術措施，防止圍護結構位移和傾斜，土方開挖要均勻、分層減少開挖時的壓力差，確保邊坡穩定。

2）排樁墻支護工程:排樁墻支護結構包括灌注樁、預制樁、板樁等類型構成的支護結構，開挖后應及時支護，每一道支撐施工應確保基坑變形在設計要求的控制范圍內。

3）在含水層豐富的基坑，制定確實可靠的止水措施，確?；邮┕ぜ班徑ㄖ锏陌踩?。堅持見證取樣制度，對進場材料嚴格把關。施工單位進場的水泥、鋼筋、鋼鉸線、砂子、石子、摻加劑等必須按規定報驗，取樣送檢。

4）做好隱蔽工程驗收。施工過程中，監理工程師應對錨桿位置、鉆孔直徑、深度及角度、錨桿插入長度，注漿配比、壓力及注漿量，噴錨墻面厚度及強度，錨桿應力等進行檢查，按規定留置混凝土試塊、水泥漿試塊等。

5）降水與排水:要配合基坑開挖的安全措施，施工前應有降水與排水設計，當在基坑外降水時，應有降水范圍的估算，同時在降水過程中進行監測。降水系統運轉過程中隨時檢查觀測孔中的水位，對基坑內明排水設置排水溝和集水井。

3.4動態監測，推行信息化施工

由于深基坑開挖過程中，邊坡穩定存在很多潛在的危險和破壞的突然性，地下工程受各種水文、地質、雨水等復雜條件的影響，特別在基坑旁有基礎埋置較淺的建筑，或有重要的地下電纜和市政管線，很難從理論上預估出現的問題。根據土層位移的時空效應，及時掌握土體變形特性、邊坡的穩定狀態和支護效果，發現異常情況及時采取措施，預防邊坡失穩和周圍建筑沉降等事故發生。支護完畢后，應要求支護施工單位與總承包單位辦理階段驗收和文字移交手續，將基坑支護情況、監測結果、注意事項等書面轉交總包單位，同時要求繼續委托有資質的檢測單位加強監測，以便出現問題時界定責任。

4、結語

綜上所述，為了減少深基坑支護施工事故，需要科學設計、精心施工、強化監理，保護坑邊建筑與環境，不斷提高深基坑支護技術和管理水平。

參考文獻：

[1]劉建航，侯學淵.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業出版社，2009:81-83

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關鍵詞：土釘墻；建筑工程；深基坑支護；作用；應用；質量控制

中圖分類號：TU198 文獻標識碼： A

土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制，在上個世紀70年代從德國、法國及美國發展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式，隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板，最終實現重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內，通過土釘和土一起完成作業，進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度，如地下水位在坑底以上時，必須根據實際施工要求，進行有效排水與截水施工。

一、土釘墻支護深基坑的作用

1、應力傳遞與擴散作用

當荷載增大到一定程度后，邊坡表面和內部裂縫己發展到一定寬度，此時坡腳應力最大。這時下層土釘伸入到滑裂域外穩定土體中的部分仍能提供較大的抗力，土釘通過其應力傳遞作用，將滑裂面內部應力傳遞到后部的穩定土體中，并分散在較大范圍的土體內，降低應力集中程度。在相同的荷載作用下，經過檢驗：被土釘鎖加固的土體在內部的應變水平比其他素土邊坡土體內的應變水平要降低了很多，這種情況帶來的優勢就是對開裂區域的形成與發展產生了明顯的阻礙效果。

2、箍束骨架作用

土釘與同作用，土釘自身的剛度和強度以及它在土體內的分布空間所決定的，它具有制約土體變形的作用，使得復合土體構成一個整體結構。

3、坡面變形的約束作用

在坡面上設置的與土釘連成一體的鋼筋混凝土面板是發揮土釘有效作用的重要組成部分。面板提供的約束取決土釘表面與土的摩阻力，當復合土體開裂擴大并連成片時，只有開裂區域后面的穩定復合土體產生摩阻力。

4、分擔作用

在復合土體內，土釘有較高的抗拉、抗剪強度和抗彎強度，當土體進入塑性狀態后，應力逐漸向土釘轉移。當土體開裂時，土釘分擔作用更為明顯。土釘內產生相應的彎剪、拉剪等復合應力，于是就會導致土釘體外裹漿體碎裂、鋼筋屈服的結果。

二、土釘墻施工技術在建筑工程深基坑支護中的應用

隨著我國建筑工程事業發展速度的不斷提升，為確保建筑工程深基坑施工的質量，施工企業必須重視其施工工藝，規范施工流程，只有這樣才能提高工程的整體質量，實現其經濟效益。

1、鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業，其成孔工具為洛陽鉆機，將其孔徑設置為80毫米，深度應確保其超過土釘長度100毫米，成孔傾角為15度。每鉆進1米，并進行傾角地測量，避免偏向等情況的出現。

2、土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合，進行土釘的制作，確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘的設置，選用搭焊連接的方式進行土釘連接，焊縫高度控制在6毫米，把土釘在成孔作業后設置在孔內。

3、注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業，其作業流程為在孔底插入注漿管，確保管口與孔底之間距離200毫米，注漿管應同時進行注漿與拔出作業，確保注漿管底能夠在漿面以下，確保注漿過程中可以順利從孔口流出，并將止漿閥設置在孔口，選用壓力注漿的方式進行施工，確保水泥漿強度為M20，注漿壓力控制在1到2Mpa之間。

4、掛鋼筋網并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網進行土釘墻面施工，將其間距定為200毫米，在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業；搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右，隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業，同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。

5、安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用用PVC管作為主要材料，泄水管長度必須在450毫米以上，并在管附近進行鉆孔作業，孔數應控制在5到8個，隨后在管外側進行尼龍網布的包裹作業。泄水孔縱橫距離定為2米，布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。

6、復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工，其設計強度必須在C20左右，其厚度應控制在80毫米。第一，選用干拌方式，混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工，混凝土噴射施工過程中根據實際情況，可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后，及時完成土釘錨固作業，結束焊接鋼筋網施工后，必須及時進行噴射混凝土作業。選用分層噴射的方式，由下到上的方式進行噴射混凝土作業。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間，確保其不出現掉漿現象后，進行第二層混凝土再噴射作業，直至其厚度符合設計規定。

三、土釘墻施工技術的質量控制

1、護筒中心和樁中心的偏差不能超過5cm，埋深不能低于1m，泥漿的比重最好控制在1.1～1.2，孔底沉渣的厚度不能超過15cm；鋼筋籠安放位置準確，鋼筋連接滿足規范要求；水下澆筑混凝土施工需要連續作業，保證導管埋入混凝土內深度不小于2米，速度適宜，避免堵管或鋼筋籠上浮，同時樁頭超灌1米。灌注樁混凝土養護完成后，按照相關規范和設計要求進行質量檢測，確保質量合格。

2、土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔，在達到要求的深度后再次擴大孔的端部，一般形成柱狀。實施錨桿支護技術施工，主要將鋼筋、鋼索或者其它類型的抗拉材料放入孔內，然后灌注漿液材料，令其和土層結合成為抗拉力強的錨桿。這樣的支護技術能夠讓支撐體系承受很大的拉力，有利于保護其結構穩定，防止出現變形，同時還具有節省材料、人力，加快施工進度。

3、在深基坑支護完成后的施工期間，無坑壁坍塌問題出現，通過儀器對周圍建筑物進行監測，無明顯的變形現象出現。混凝土灌注樁和錨桿支護能夠保證該工程的順利進行，并且保障周圍的建筑物的安全，因此實施深基坑支護施工方案是可行的。

四、結束語

綜上所述，建筑工程是關系到國民經濟增長的重要工程，隨著我國房地產事業發展速度的不斷加快，其建設要求也不斷提升，土釘墻施工技術作為建筑工程施工的重要技術之一，其施工工藝選擇的科學性、合理性將直接關系著整個工程的質量，關系到人們的生命安全。只有確保其施工工藝的規范性，充分掌握其技術要點，才能有效提升其整體質量。

參考文獻：

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[3]蘭云才；虞利軍；歐陽濤堅；；軟土地區深基坑支護工程實例[A]；第十三屆全國探礦工程（巖土鉆掘工程）學術研討會論文專輯[C]；2005年

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摘要:本文主要對深基坑支護施工問題進行了分析。闡述了基坑工程是一門綜合性、實踐性很強的學科，但是在現今的實際施工中面臨著基坑越來越深的趨勢，尤其是在環保要求逐漸提高的今天，我們必須要以嚴謹的科學態度來對待深基坑支護問題，文章分析了巖土工程中深基坑支護施工中目前存在的主要問題，并提出相應的處理對策，以期在今后的工程實踐中不斷總結和提高技術水平，為發展深基坑工程的理論和實踐做出貢獻。 關鍵詞:深基坑;支護施工;問題

Abstract: this paper focuses on the problems of deep foundation pit support construction are analyzed. Expounds the foundation pit engineering is a comprehensive and practical subject, but in the actual construction of the deep foundation pit facing more and more trends, especially in the environmental protection request an increased today, we must by strict scientific attitude to treat deep foundation pit supporting problem, this paper analyzes the deep foundation pit support in geotechnical engineering construction at present the existing problems, and puts forward corresponding countermeasures, so as to in the engineering practice continuously review and improve the technical level, for the development of deep foundation pit engineering theory and practice to make the contribution.

Keywords: deep foundation pit; Support construction; question

中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A 文章編號：0引言 隨著時代的發展和人民的生活水平的提高，建筑物的重要性和安全等級越來越高，且深基坑的開挖深度也越來越大，合理的基坑支護技術是保障建筑物安全施工的關鍵，為了確保建筑物的穩定性，建筑基礎必須要滿足地下埋深嵌固的規范要求。建筑結構主體越高，其埋置深度也就越深，對基坑工程施工要求也就越高，隨之存在問題也越來越多，這給建筑施工帶來了很大的困難。 1深基坑支護施工中存在的問題 現今深基坑支護結構的設計理論雖然有了很大發展，但是在實際施工中仍然存在許多不足的地方，主要表現為如下幾個方面。 1.1邊坡修理不達標 在深基坑施工中經常存在挖多或挖少的現象，這都是由于施工管理人員管理的不到位以及機械操作手的操作水平等多種因素的影響，使得機械開挖后的邊坡表面的平整度和順直度不規則，而人工修理時又由于條件的限制不可能作深度挖掘，故經常性的會出現擋土支付后出現超挖和欠挖現象。這是深基坑支護工程施工中較為常見的不足之處。 1.2施工過程與施工設計的差別大 在深基坑中需要支護施工時，會用到深層攪拌樁，但其水泥摻量會不夠，這就影響水泥土的支護強度，進而使得水泥土發生裂縫，另外，在實際施工中，偷工減料的現象也時常發生，深基坑挖土設計中常常對挖土程序有所要求來減少支護變形，并進行圖紙交底，而實際施工中往往不管這些框框，搶進度，圖局部效益，這往往就會造成偷工減料現象的發生。深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。在未能進行空間問題處理之前而需按平面應變假設設計時，支護結構的構造要適當調整，以適應開挖空間效應的要求。這點在設計與實際施工相差較大，也需要引起高度的重視。 1.3土層開挖和邊坡支護不配套 當土方開挖技術含量較低時，組織管理也相對容易。而擋土支護的技術含量較高，施工組織和管理都比土方開挖復雜。所以在實際的施工過程中，大型的工程一般都是由專業的施工隊伍來完成的，而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣，在施工過程中協調管理的難度大，土方施工單位搶進度，拖延工期，開挖順序較亂，特別是雨天期間施工，甚至不顧擋土支護施工所需要工作面，留給支護施工的操作面幾乎是無法操作，時間上也無法去完成支護工作，對屬于巖土工程的地下施工項目，資質限制不嚴格，基坑支護工程轉手承包較為普遍，一些施工單位不具備技術條件，為了追求利潤而隨意修改工程設計，降低安全度?，F場管理混亂，以致出現險情，未做到信息化施工和動態化管理。這也是深基坑支護施工中常見的問題之一。 轉貼于 中國論文下載中心 studa.ne

2深基坑支護實施策略 2.1變傳統深基坑支護工程設計理念 現如今我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗，初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規律，為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于巖土深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段，而且，目前我國還沒有統一的支護結構設計的相關規范和標準。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護樁仍用“等值梁法”進行計算。這些陳舊的計算理論所計算出的結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大，既不安全也不經濟。因此，深基坑支護結構的施工工程設計不應該再采用以往傳統的“結構荷載法”，而應徹底改變傳統的設計觀念，逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系。 2.2重視變形觀測，并注意及時補救 巖土工程中深基坑支護結構變形觀測的內容包括:基坑邊坡的變形觀測、及周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監測數據可以及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況，分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差，在下部施工中及時校正設計參數，對已施工的部位采取恰當的補救和控制措施，為此，要求現場變形觀測的數據必須準確、可靠、及時，要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責，保證觀測質量。如果在實際測量中確實發現異常情況，就需要即時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現大的變形或滑動，立即分析主要原因，做出可靠的加固設計和施工方案，使加固工作快速而有效，防止變形或滑動繼續發展。研究和應用已有的基坑工程行業的和地區性規范以及當地的工程經驗。對于重大復雜的基坑工程目前國內采用專家論證的形式，對保證工程安全、降低造價是有效和現實的一種方法。 2.3梔程控制基坑支護的施工質量 巖土深基坑支護施工重在于過程控制，一旦施工過程控制環節出現問題，事后糾正和補救都會比較困難。因此我們必須進行嚴格的施工過程控制管理，確保施工質量。嚴格按設計方案組織施工。工程施工前，有關人員需要熟悉當地的地質資料、本次施工設計圖紙及施工現場周圍的環境，另外，降水系統應確保正常工作。施工單位在施工過程中不得隨意改變錨桿位置、長度、型號、數量，鋼筋網間距，加強筋范圍，放坡系數等。設計方案變更時必須重新經專家評審。基坑支護施工單位要與挖土施工單位緊密配合，堅持分層分段開挖和分層分段支護的施工原則進行施工。土方開挖的順序和具體開挖的方法必須與設計的工作情況相一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則，減少開挖過程中土體的擾動范圍，縮短基坑開挖卸荷后無支撐的暴露時間，對稱開挖，均衡開挖，合理利用土體自身在開挖過程中控制位移的能力。巖土深基坑開挖的過程中應采取措施以防止碰撞支護結構、工程樁或撓動基底原狀土。 3結束語 鑒于巖土深基坑工程施工的復雜性和風險性，實際施工管理中要求決策者需要掌握本地區或類似條件下已有的成功的經驗和失敗的教訓，根據特定的工程要求和條件進行綜合考慮，做出安全、可靠、經濟的包括圍護結構、支護體系、土方開挖、降水、地基加固、監測和環保的整體施工方案。

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【關鍵詞】邊坡穩定；防護技術；公路；邊坡破壞

1.引言

當前我國正加大基礎建設的力度，以響應國民經濟的快速發展。公路等級越來越高，一些公路所處的地形也更加復雜。公路邊坡防護工程難度加大，其解決邊坡的穩定問題具有實際的工程安全可靠度意義和經濟性價值。一直以來，路基邊坡的綜合防護是公路建設的薄弱環節，其造成的安全隱患和經濟損失也一般是不可小覷的[1]。

2.邊坡穩定理論

2.1 邊坡穩定理論的發展

邊坡穩定分析最早出現于十八世紀，當法國某軍隊修建土質工事時對其邊坡的穩定進行了穩定性分析[2]。之后一百年后，人們大量的修建運河、鐵路以及大土壩，使人們逐漸意識到這些構筑物的邊坡穩定研究的必要性。隨著這項與研究的發展，邊坡穩定問題成為巖土工程的經典問題之一。早期的理論研究建立在與實際有一定出入的條件基礎之上，為半理論半經驗性質，分析的方法并不完善。研究的成果與實際結果有較大出入。

邊坡穩定研究另一個比較有里程碑意義的是1950年土力學專家太沙基發表了題為《滑坡機理》的論文。該論文對滑坡產生的過程、起因以及判定方法進行了論述，為之后邊坡穩定的研究奠定了基礎。到了20世紀60年代，一些大型大壩、巖體失穩事故的發生，更加促使了邊坡穩定研究的發展。這時的理論研究逐漸采用彈塑性理論，使研究成果更加接近實際。

2.2 邊坡穩定分析方法

如今邊坡穩定問題分析方法較多。最常用的是極限平衡分析法和有限元法。極限平衡法將滑動帶上土體豎向劃分為若干土條，列出這些土條的靜力平衡方程，從而計算出邊坡安全系數。極限平衡法較容易理解掌握，但得到的安全系數不夠準確，與實際監測結果有一定差異。有限元法計算結果較為真實，且不必事先假定滑動體形狀位置，缺點是不能直接得到安全系數，工程應用不方便。

3.邊坡的破壞形式

邊坡破壞常發生于巖土軟弱處和強風化段。某公路邊坡破壞實例如圖1所示。為保證行車安全，應注意檢查邊坡的變化，及時進行加強防護。通常其破壞形式如下幾種[3]：

（1）滑坡：巖土在重力作用下無支撐力整體向下方滑動。通常發生于河流、雨水沖刷后以及人為切割較多坡腳后。當坡體頂部超載后也易發生此現象?；赂鶕W特征可分為牽引式和推移式。牽引式滑坡起因是下部先滑動，導致上部土體失去支撐作用繼而變形滑動，發生速度較為緩慢。推移式滑坡則是上部土體受到擠壓后向下移動，并擠壓下面的土體，常見于上部堆載的情況。

（2）崩塌：陡坡上巖層本身不穩定，容易在外界的擾動下發生突然的脆性破壞。崩塌發生速度極快，無明顯的滑動面。雖然剝落的巖體總體積一般并不大，但其發生突然，若路面有行人車輛，則很難避開。

（3）剝落：巖土表面在風化作用下與母體脫離。

圖1 邊坡破壞實例

4.邊坡失穩的防護措施

邊坡穩定防護措施可分為淺層的防護與深層加固治理以及二者的綜合治理方法。

4.1 淺層防護措施

（1）坡面防護。坡面防護主要方法有種植植被，抹面，捶面等。當邊坡較為穩定，表面只輕微沖刷，且土質環境適宜草類生長，可采用種植草體方法防止土坡表面的沖刷。當坡面易風化或沖刷嚴重時，可用材料抹面形成整體性較好的表面。

以某公路工程為例，其表層土為膨脹土則其開挖后原本穩定的土層現在表層，土體所受到的擾動較大，較容易發生失穩問題。此時應特別注意對坡面的加固防護。該項目表層采用混凝土骨架，主要為方格和拱形護坡并結合使用植被護坡[4]。

（2）地面排水。

從造成土坡失穩的原因分析中可知水對土坡失穩的重要影響，因此必須將表層水及時排出，防止地面水變成地下水，減少水對土坡的擾動。地面排水主要有以下幾類，在挖方路基的路肩外側；挖方路基上方適當位置以對流向路基的水流截流；用以引出低洼積水的排水溝等。

（3）沖刷防護。用以防止邊坡的被沖刷以及受大氣影響，多采用護面墻。護面墻的坡度應滿足整體的穩定要求。

4.2 深層防護措施

（1）排除地下水。不僅應對地表水及時排除，對地下水更應注意其水位變化，并及時制定應對措施。深層地下水的排除方式有：滲溝排水、集水井排水、平溝排水及滲水隧洞排水。

（2）巖土錨固技術。采用拉桿將土坡錨固在穩定的巖層上，充分利用穩定巖層的作用力，提高土坡整體的穩定性。該方法在幾乎不增加結構自重的基礎上確保了巖土的穩定，減輕了下部土體基礎的作用力，更加確保了結構安全性。該方法經濟性安全性明顯，故在巖土工程中廣泛應用。

（3）土釘支護。該方法經濟可靠施工方便，在工程中推廣迅速。土釘與周圍土體充分接觸，形成組合體。當土體變形滑落時，土釘受到粘結力受拉，約束了土體的進一步滑動。

4.3 邊坡淺層、深層結合的防護措施

（1）擋土墻。擋土墻可分為重力式擋土墻和輕型擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻等。在公路邊坡支護中重力式擋土墻應用較多，其依靠自身重力抵抗側向土壓力，防止墻身后土體的失穩滑動。該方法應用于夾雜大孤石的殘積土邊坡常不成功。因為此類邊坡蠕動變形大。應采用土釘掛土工格柵后再在表層種植植被。

（2）抗滑樁。抗滑樁使用樁穿過滑坡面直接錨固在穩定巖層一定深度范圍內，可以抵抗一定的滑坡作用力，阻止滑坡體的滑動狀態，增加邊坡安全系數。抗滑樁可以有效的解決一些難度較大的工程，因此該發展較為迅速?？够瑯稑段徊贾渺`活，可設置在抗滑效果最有利的位置。使用抗滑樁需要注意的是使用壽命。幾年之后抗滑樁經常會出現推移甚至傾倒事故。理論上是由于土壓力理論的缺陷，沒有考慮土體的蠕動的物理現象?，F在可加固土體自身加強結構的整體性以提高土坡穩定性。

另外公路路線的選擇直接關系到邊坡的穩定性。合理的公路平縱面設計可以減少大填大挖，減少對山體的破壞。避免高填深挖，在丘陵地區盡量按地形順其自然的設置邊坡。對山路路線不宜過度追求平直。要充分利用地形，恰當使用人工構造物如錨桿、噴射砼、加筋擋土墻等，減少對環境的影響。

邊坡的穩定性驗算應采用適宜的方法和合理的參數。應充分考慮各計算參數的隨機性和模型的不確定因素[5]。另外應從法制上保證公路建設的順利進行，建立健全法律體系，采用強制手段保證公路建設的可持續發展，全面提高公路的建設質量。

參考文獻

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[3] 劉金良.公路邊坡穩定與防護問題[J].科技情報開發與經濟，2004（14）

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【關鍵詞】錨桿（索）；ANSYS有限元；錨固系統；影響因素

LIANGANG cold rolling plant main slope stability analysis and evaluation of the effect of anchoring systems

Jiang Zhi-xin，Lv Ping-bo

（Nuclear Industry Geological Bureau of Hunan Province， 303 Brigade Changsha Hunan 410000）

【Abstract】LIANGANG rolled through the main plant Slope geology research， using ANSYS finite element software for slope stability conditions were simulated and analyzed， according to the results of the analysis and the specific circumstances of the slope， designing prestressed anchor Mississauga net grid beam reinforcement program. Then its slope reinforcement， and reinforcement effect and anchor the force carried out a simulation analysis and the results prove that the reinforcement effect is good.

【Key words】Bolt （Cable）；ANSYS finite element；Anchoring system；Factors

1. 引言

漣鋼冷軋主廠房為湖南省重點建設項目，該主廠房工程建筑面積約90000m2 ，由12 個布置合理的縱橫跨間組成，均采用全鋼剛架結構，最大跨度 36m，基本柱距 12m，最大柱距 36 m，廠房高度 20m～42m；柱子采用階形柱，上柱為焊接“H”型鋼，下柱為鋼管砼格構柱；吊車梁為實腹式焊接“H”型鋼梁， 高度1200mm～3000mm，最高軌面標高17.5m。廠房沿線地形起伏較大，坡角陡，一般50°左右，出露以泥灰巖為主，巖體風化程度普便較大。所以，邊坡的穩定性對廠房的安全至關重要。因此，研究此類邊坡的穩定性，對于設計和施工有非常重要的現實意義[1]。

2. 風化巖體邊坡的特點

（1） 風化殘積層。

該層厚度不大，大多數地段基巖，出露覆蓋層主要為沉積物，巖性上部主要是 （含礫）低液限粘（粉）土，褐黃色、土黃色、灰黃色等，可塑～硬塑狀，礫質成份主要為硅化巖角礫，粒徑0.5～2cm，次棱角～次圓狀，含量約占25～35%左右，層厚0～5.85m，分布于山坡坡腳地段。

（2）泥灰巖。

青灰色、灰色，泥中厚層薄層狀，巖質較軟，易風化。

全風化層：巖性已全風化成碎石土組成，層厚0～2.5m。

強風化層：節理裂隙較發育，巖芯破碎，呈碎塊狀，層厚0～2.5m。

中風化層：節理裂隙發育，巖石相對較硬，鉆孔巖芯較完整，多呈短柱狀。

經原位測試、室內試驗、并參考有關規范規程結合當地工程經驗，推薦各工程地質分區的主要巖土力學指標值如表1所示[1]。

3. 風化巖體對邊坡穩定性的影響

3.1 由于風化巖體結構的破壞，從很多方面降低了邊坡的穩定性，具體可從以下幾個方面來分析[2～3]。

（1） 透水性能增加，抗剪強度降低，從而降低了邊坡的穩定性。

在泥灰巖中，由于各礦物顆粒的膨脹率各異。當風化作用導致其不均勻的膨脹和收縮；或者由于水的溶蝕、水解巖中某些可溶物質，都將削中和破壞巖石中礦物顆粒之間的聯結，導致巖石力學性能降低，特別是巖石的透水性能增大，抗剪強度降低。

（2）形成和加劇的巖體裂隙，導致軟弱結構面的產生，從而影響邊坡的穩定性。

由于風化作用，使巖體沿著已有的聯結比較軟弱的地方，如未裂開的層理、片理、劈理方向上，礦物結晶顆粒之間的結合面上，以及在礦物結晶顆粒解理方向上，形成新的裂隙?；驅υ辛严哆M一步加深、增寬、延伸和擴大。這種形成或加劇巖體裂隙的作用，主要是由于水的楔入作用和凍脹作用。

3.2 在邊坡開挖后，通過對現場工程地質情況的調查，發現在強風化帶、中風化帶中巖體裂隙較為發育，裂隙面傾角較陡，裂面多呈閉合狀，且裂隙中多有泥質膠結的充填。幸運的是沒有一組節理傾向與邊坡的臨空面傾向一致[4]。

4. 邊坡開挖有限元計算

（1）本文利用ANSYS有限元軟件對開挖后的邊坡的坡面進行穩定性驗算，通過驗算結果了解開挖后邊坡的穩定性情況。圖1為邊坡開挖前和開挖后的整體模型和網格劃分。

（2）模型采用D-P屈服準則。建立模型時，先生成加固錨索所在位置的關鍵點和節點，然后再根據節點建立錨索單元，采用beam3二維梁單元來模擬錨索，這樣可以得到錨索所受到的軸力和剪力，整個支護結構共有12根錨索。然后再建立臺階處的關鍵點，生成臺階處的網格梁單元，根據加固設計的情況整個模型共建立了5個臺階，因為網格梁可以看作是柔性支護結構，所以也可以采用beam3二維梁單元來進行模擬。接下來，再建立邊坡的坡面曲線和坡體的面，在此過程中生成開挖時需要殺死的單元的面，這樣就可以方便的通過生死單元來模擬邊坡的逐級開挖的過程了[5]。

（3）計算模型經過分臺階開挖荷載逐步釋放的計算后，可以看到在未進行任何有效的支護的情況下邊坡開挖后的位移和受力情況，圖2為邊坡在分臺階開挖完成之后的豎向位移圖。從圖中可以看出，在開挖之后邊坡有明顯的向下滑動趨勢，邊坡的豎向位移最大值達到7.13cm。從圖中還可以清楚地看出，如果步對開挖的邊坡進行相應地支護措施，則由于邊坡的滑移還會引起了左側向上隆起，隆起量可以達到將近20cm。

（5）從圖4邊坡的總的位移矢量圖中我們也能很清楚的看出，邊坡在沒有有效的支護的情況下，即便是分多臺階進行開挖也會對整個邊坡造成很大的擾動，使邊坡產生明顯的滑移。另外還可以從位移的云圖中看出邊坡單元的運動趨勢呈圓弧狀破壞。

5. 邊坡加固設計與穩定性分析

（1）坡面每10m高設一臺階，臺階寬2m，上設截水溝。在邊坡穩定性系數不足1.2的斷面之間以3.5～5m間距，沿坡面布置規格400×400mm的地梁， 每根地梁安裝3根預應力錨索。第一級坡面的地梁之間漿砌片石窗式護坡，窗內漿砌片石造景。從第二級至第三級坡面的地梁之間漿砌片石窗式護坡，巖層內安裝泄水管，窗內坡面栽植灌木和植草。第四級至第五級坡面強風化層較厚，為了防止地表水滲入巖層，造成巖層軟化，采取先在巖層內注漿封閉透水層，再在坡面栽植灌木和植草。其布置如表2所示[6]。

（3）如圖5邊坡加固后的豎向位移云圖所示，在對邊坡進行的相應的加固措施之后，邊坡的豎向位移有顯著的減小，邊坡的豎向滑移最大值減小到了2.92cm，左側向上隆起位移最大值也減小到了8.57cm。對邊坡的水平位移而言，加固后與加固前相比，也可以清楚的看出，加固后的邊坡水平向位移也有很明顯的減小。邊坡水平位移的最大值由加固前的21.7cm減小到了6.90cm，而且邊坡左側的水平位移最大值也由邊坡加固前的10.5cm減小到了加固后的4.35cm。由這兩個數據的對比我們可以清楚的看出，邊坡的滑動在加固后得到了明顯的控制（邊坡加固后的水平向位移云圖見圖6）。

（4）圖7為加固后的邊坡的總的位移矢量圖，從圖中我們也能很清楚的看出，邊坡在進行了有效的支護的情況下，整個邊坡的變形得到了很好的控制。綜合邊坡的豎向位移和水平位移以及總的位移，可以說這次加固就本邊坡而言還是比較成功的。

（5）對于錨索（桿）的具體受力情況，我們同樣在進行每步的開挖運算之后，給出錨索在工作狀態時的軸力和剪力的分布圖，如圖8a和圖8b所示。對于網格梁的具體受力情況，我們同樣在進行每步的開挖運算之后，給出網格梁在工作狀態時的軸力和剪力的分布圖，在本文的分析中是選用ANSYS的二維梁單元beam3來對網格梁進行模擬分析的，網格梁的受力情況如圖8c所示。

6. 結論

本章通過對邊坡的地質情況調查，參考相關的資料，對其邊坡的情況進行了描述，同時選取了相關的一些參數。然后通過ANSYS有限元程序對其邊坡的穩定性情況進行了模擬分析，分析邊坡在開挖后的位移情況，說明邊坡處于不穩定狀態。根據邊坡穩定性的分析結果，確定了預應力錨索加地格梁的加固方案，并通過有限元方法驗證了此加固方案是合理和有效的。隨后又對影響邊坡錨固效應和錨固支護效果的因素進行了分析研究，并對支護系統的受力進行了分析。提出理論一些對工程有指導意義的方法和措施，但是巖土錨固問題對于不同的工程還需要因地制宜進行合理有效的分析和評價。

（6）從上圖的邊坡支護系統的受力情況可以清楚地看出，錨桿對邊坡的滑動起到了很好的抑制作用，錨索（桿）的應力最大值為0.55MPa，位于第9根錨桿的后端位置。從錨索（桿）的受力特點看，錨索（桿）的受力集中在錨桿的中部，呈現中部大，兩端小的情況。另外，在下部的幾根錨索（桿）的里端，出現了受拉的情況，受拉的拉應力值不大。對整個邊坡的穩定性沒有影響。從圖中還可以看出，錨索的軸力和剪力沿錨索全長呈非線性分布，但由于它隨著巖體變形而變化，所以要給出它的軸力和剪力的簡單計算公式或實測值是很困難的[9]。文獻[10]中也給出了錨桿在工作時和拉拔試驗時受力的分布情況，與本次模擬的結果比較一致，也說明了本邊坡的分析是比較符合實際的。

參考文獻

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[2] 張發明，邵蔚俠. 巖質高邊坡預應力錨固問題研究. 河海大學學報，2009年 第27卷 第6期 73～76.

[3] 陳衛忠，朱維申. 節理巖體加固效果及其在邊坡工程中的應用. 勘察科學技術，2011. 1： 3～6.

[4] 郝文化. ANSYS土木工程應用實例[M]. 北京： 中國水利水電出版社， 2009.

[5] 交通部第二公路勘察設計院. 路基. 北京：人民交通出版社，2006.5： 40～60.

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[7] 馮文學. 預應力錨索在路基邊坡加固施工中的應用. 山西建筑， 2003.5： 233～234.

篇9

論文關鍵詞：高速公路，鋼管樁，技術

 

0 前言

貴州省貴陽繞城高速公路西南段大河邊特大橋位于貴陽市金竹鎮大河邊村，橋長632m，于高速公路里程K24+570～K25+190之間，橫跨貴陽市飲水源阿哈水庫庫尾。

橋址區地處云貴高原中底山丘峰峽谷地段，所要跨越的阿哈水庫位于里程K24＋690～K24+860之間，寬約170m，庫區水體較深，庫岸兩側地形陡峭，自然坡度約為35°高速公路，海拔為1103.6~1215.2m，相對高差111.6m；在K24+275~K24+690之間為二疊系地層，主要表現為強烈地剝蝕構造類地貌，屬陡斜反向坡地形。區內植被較發育。

大河邊特大橋1＃主墩設計承臺頂標高為1112.806m，底標高1107.806m，中線樁號為K24+680m?；娱_挖后緣局部切入縣道0.61m，考慮1＃主墩承臺基礎開挖后，基坑后緣與縣道公路間將形成近11米的垂直臨空面，且巖層順坡向、易滑動，在縣道公路與承臺的施工時將造成邊坡不穩定；另外，在1#主墩樁基開挖過程中，標高在1109m時出現山體滲水面。

鑒于此情況，先是采用改線的方式解決縣道公路與承臺后緣的距離，以便于承臺基坑放坡，因山體巖層產狀為順坡向，已造成改線過程中山體滑坡，施工受阻。故采用鋼管樁支護及加固地基的方式解決縣道公路及1號承臺基礎后緣的穩定論文提綱格式。

1 巖土工程特征

承臺與縣道公路交叉點高程1117.553m，1117.553 m ~1108.5 m為碎石土，1108.5 m ~1103m為全風化泥頁巖高速公路，1103 m ~1095m為強風化泥頁巖，1095 m ~1086m為強至弱風化碳質泥頁巖。

2 鋼管樁注漿加固方案

采用鋼管樁加固結灌漿相結合的施工方案，固結灌漿利用鋼管樁鉆孔向周邊土體及強風化松散巖體中灌入水泥漿液，充填土體及松散巖體的孔隙，加固地基，鋼管樁起支護邊坡及穩定地基的作用，再用鋼筋及混凝土基礎將鋼管樁連接為整體。

3 主要施工工藝

4 主要施工方法

布孔原則：距1號墩基坑后緣1.5m布設A、B、C、D線4排φ108×6㎜、＠1.0×1.0m、L=27m的梅花形布置鋼管樁，共142個孔。其中，A、B線的孔距為1.0m，線距為1.0m，呈梅花樁布設，其設計鋼管樁A線為23個孔，主要防護承臺基坑與縣道交叉部分；B線為39個孔；C、D線孔距為1.0m，線距為1.0m，設計鋼管樁每排40個孔。孔深為27m(需進入弱風化硅質灰巖3.0m)。鉆孔直徑為Φ110mm，鋼管樁采用普20φ76mm×4.5mm鋼管。

4.1 整平施工場地，對應施工圖紙將鉆孔位置在地面上進行精確放樣，鉆機及時就位，并保證鉆機的垂直度。

4.2 鉆機成孔的同時高速公路，及時調運鋼管樁等施工材料并根據前期鉆孔施工的具體情況對施工材料進行合理調配、適當的增減。

4.3 成孔時需注意鉆孔的垂直度，避免成孔傾斜度過大出現串孔現象。所選用的鉆頭直徑盡量保證與鋼管直徑一致。

4.4 及時清孔。鋼管樁同樣要嚴格控制樁底沉渣，施工時可通過壓入高壓空氣或高壓水，從孔底向上進行清理，以確保沉渣不沉積在孔底以及鋼管樁中，避免因為沉渣破壞樁底混凝土與基巖的膠結程度、影響鋼管樁的嵌固效果。

4.5 下鋼管樁。鋼管按50cm間距布置梅花形注漿孔；出于安全考慮，一次下管長度應不超出塔吊高度，接頭處需用電焊焊接連接，焊縫強度、長度等需滿足相應的施工規范要求。

4.6 鋼管樁灌漿論文提綱格式?？芍苯訉в幸幎▔毫Φ乃酀{滲透固結壓漿，即沿鋼管樁灌入，鋼管水泥漿液受壓由下而上，充填鋼管樁、樁底巖層裂隙以及鋼管樁與鉆孔之間的空隙。灌漿漿液采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，配合比為1：1～0.75，灌漿壓力0.5～1.0MPa，壓力由小到大。當壓力穩定10分鐘可停止，灌入水泥漿要求強度M20。鋼管樁成孔灌漿需分序進行。

4.7 補漿。水泥漿液在凝固過程中有一定比例的收縮效應，且可能在固結過程中滲入鋼管下端的巖縫，所以鋼管樁頂部水泥砂漿頂面會下降，需進行補漿高速公路，避免鋼管樁頂部出現空洞。

4.8 沿鋼管樁開挖坑槽，距鋼管頂部0.1m沿橫橋向焊接雙層Φ16mm鋼筋對鋼管樁進行橫向連接，沿縱橋向間隔3.0m焊接雙層Φ16mm鋼筋對鋼管樁進行縱向連接，再澆筑0.3×0.3m的C25混凝土條型基礎，完成鋼管樁加固方案施工。

5結語

采用鋼管樁注漿加固方法，時間短，見效快，施工工期僅一個月，同時不影響縣道通車，也不影響大橋施工工期，非常實用。

【參考文獻】

[1]公路工程質量檢驗評定標準JTJ071-2003，[S]北京：人民交通出版社，2003。

[2]公路橋涵施工技術規范JTJ041-2000[S]．北京：人民交通出版社，2000。

篇10

【關鍵字】大型隧道工程，隧道錨，施工，支護優化

一、前言

大型隧道工程的施工工程量巨大且又復雜，在進行開發前許多問題需要進一步解決探討。隧道工程施工前，需進行風險監測和評估；大型隧道工程中隧道錨的施工及支護優化問題也不容忽視。

二、大型隧道工程地質環境條件

1.地質條件復雜，施工技術難度大，現場施工條件差，對工程周邊環境和市政設施影響范圍的控制要求高，風險因素和風險事件多，發生的概率較大。

2.盾構推進施工風險大，損失后果嚴重。隧道工程項目周邊都是重要筑物和市政公用設施，加上越江隧道建設本身投資比較大，一旦發生事故，往往造成比較嚴重的損失后果

3.評價指標權重的確定

根據大型泥水盾構進出洞施工各風險事件的權重大小，可以用層次分析法（AHP） 把一個施工工況中同級各個因子兩兩相互比較（包括因子自身的比較），按重要性大小進行權重標度。上海復興東路越江隧道工程大型泥水盾構進出洞施工各因子權模糊綜合評價模型概述模糊綜合評價通過構造等級模糊子集，把反映評價對象的模糊指標進行量化（即確定隸屬度），然后，利用模糊變換原理對各指標進行綜合運算，得出評價結果。

三、施工監測

1.監測內容

施工期間共設置7項監測內容：圍護墻體水平位移（測斜）；圍護墻頂垂直沉降及水平位移監測；坑外地下水位監測；支撐軸力監測；立柱點監測；周邊建（構）筑物垂直位移及傾斜監測；周邊土體地表沉降監測。重要是對圍護墻移及地表沉降進行監測。

2.信息化施工

（一）在工作井第5層土開挖時，工作井南側圍護墻有局部滲漏水的現象，且出水量較大，同時監測數據顯示坑外地下水位日下降量達30 cm，于是立即要求挖機停止繼續向下開挖土方，并在墻身內外采用堵漏補救措施（在滲漏部分的墻身內鑿槽，埋設開孔型PE泡沫條和注漿管；用早強水泥封縫，然后壓注水溶性聚氨酯堵漏。墻外采用工程鉆機鉆孔，鉆孔深度達到地下連續墻的滲漏處，然后下鉆桿實施雙液注漿堵漏，注漿范圍為滲漏處左右各放寬3 m。雙液注漿的配合比為水泥：水玻璃=1：0.5；注漿壓力小于0.2 MPa），等監測數據都在報警值范圍內。

（二）工作井施工至第6層土，開挖Ⅱ區時，監測Et報顯示東側圍護墻體變形明顯，El最大位移量達一2.91 mm，最大位移點位于墻頂以下25 m處。針對這種情況，立即組織力量，同步抽槽開挖Ⅳ區的土方，隨挖隨撐，抓緊安裝東西向直撐并施加預應力，同時要求監測單位1天測2次，以便隨時掌握基坑變形情況。隨著第6道支撐全部安裝完畢，墻移趨向于穩定日變化量小于1 mm。經分析是由于Ⅱ區斜撐數量較多，鋼牛腿制作焊接間延長，導致基坑曝露時間較長，從而引起該時間段內圍護墻移變化量較大，但整個過程其最大累計量及變化速率都在允許范圍內。隨著中國城市化進程的加快，越來越多的城市投入到地下軌道交通的規劃建設當中。地下隧道越來越多，不可避免伴隨著重疊交叉隧道的產生，群洞隧道施工的關鍵技術研究關系著軌道交通的安全問題，因此群洞隧道研究已經成為現代地下工程研究的熱點。

四、隧道錨施工關鍵技術

施工過程中必須采取措施減少對巖體的擾動，保護巖層的完整性，出碴運輸系統必須適應洞內大坡道及頻繁變坡，減少工序的干擾。

1.掘進施工

首先在錨洞洞口進行工作坑開挖，根據現場地質和巖石強度采用預裂爆破和挖掘機大掘進、人工修整邊坡、明槽施工，為保證邊坡穩定，邊坡坡度根據實地情況確定。

2.掘進方案

在錨洞進洞施工中，優先采用機械掘進，選擇YT-28型風動支腿式鑿巖設備，兩座隧道錨的施工順序問題，采取左右洞錯位掘進施工，左洞為先掘進洞，右洞為后掘進洞，待先掘進洞到底后，再掘進后掘進洞，左側隧道錨采用上下臺階法分3層掘進方式，上下臺階之間的間距為8--10 m。為了減少對圍巖的擾動和減少超挖，采用了控制爆破技術，拱部采用了光面爆破技術，邊墻適當進行預裂爆破。

3.爆破控制

爆破掘進時，把爆破振動對相鄰室的影響作為控制的重要內容。為最大限度地減少爆破對圍巖的擾動破壞，隧道錨的鉆爆施工采用了小間距、低爆速設計，炮眼按淺密原則布設，嚴格控制周邊眼的裝藥量，周邊眼間距為40cm并適當布設空眼。

4.噴錨及襯砌施工

隧道錨的噴錨及襯砌主要分為前錨室段、錨塞體和后錨室兩個階段：1）前錨室段：前錨室段的圍巖級別為Ⅲ級，初期支護采用?25先錨后灌式中空錨桿，L=3.0m，環縱向間距1 m，梅花形布置，洞壁設E6鋼筋焊接網，設置間距為1米的鋼格柵拱架。

五、支護技術的優化

1.支護技術存在的問題

在總結分析前人研究成果的基礎上，結合大量的現場工程實踐，研究認為常規錨桿支護技術主要存在以下幾個方面的問題：

（一）常規支護用直徑20mm、長2.0m錨桿的長度和剛度不足，從而發揮不出錨桿的支護作用。頂板圍巖的松動圈半徑一般在2～2.3m，2.0m長的錨桿其不能錨固到圍巖的塑性硬化區內，導致錨桿失效不起作用；經常會出現錨桿被拉斷的現象，說明錨桿的剛度不夠，不能滿足巷道開掘初期變形速度快、變形量大的特點。

（二）圍巖表面約束能力差。由于高應力或構造應力的影響，使得支護體首先在較為薄弱的地方出現過量變形、巖石松動和破壞，進而形成破碎區，破碎區的發展導致圍巖自承圈破壞。如不能及時將破碎區形成一個較為完整的整體，就不能發揮頂板巖石的自穩能力，從而不能有效地遏制圍巖的局部破壞和破碎區向縱深發展，進而導致巷道圍巖遭到更嚴重的破壞。

2. 常規支護技術優化

通過以上常規支護技術存在的問題，經本人對工作地點的實際情況了解，我率先提出了新的支護方式，使用直徑為22mm、長2.4m取代原有普通錨桿的支護，得到了老工程技術的批準及大力支持。

采用新型直徑為22mm、長2.4m的全程錨桿取代直徑20mm、長2.0m錨桿，進行巷道頂板支護，使巷道開掘后頂板松動圈形成了一個整體，增大圍巖的強度，提高圍巖自承能力，控制了頂板的下沉量。采用強度大、長度較長的錨桿能錨固在穩定的巖層內，并適時在巷道關鍵部位進行錨索加固支護（由于錨索長度較大，能夠深入到深部較穩定的巖層中，錨索對被加固巖體施加的預緊力高達200kN，限制圍巖有害變形的發展，改善了圍巖的受力狀態，增加圍巖自承圈厚度，實現厚壁支護），很好的解決了巷道頂板下沉、破碎的問題，隨著支護強度的增大，有效的控制了頂板巖層的變形，施工的安全也得到了保證，同時一直困擾的進尺問題也迎刃而解。

六、結束語

隧道施工的完成，對于人們的生活具有著重要意義。當今，在修建大型隧道過程中，隧道錨施工還存在著許多技術上的不足，大型隧道工程中隧道錨的施工及支護優化問題必須提上日程，認真嚴謹的對待與研究。

參考文獻：

[1]黃宏偉 越江隧道工程大型泥水進出洞施工風險綜合評價 地下空間與工程學報 2012年，23頁

[2]張猛 群洞隧道優化施工技術及影響效應研究 山東大學研究論文 2013年5月，18-21頁