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锚杆基坑支护作用原理、优缺点分析

458 2020-10-21 17:36:49

锚杆支护作为一种支护方式,与传统的支护方式有着根本的区别,传统的支护方式常常是被动地承受坍塌岩体土体产生的荷载,而锚杆可以主动地加固岩土体,有效地控制其变形,防止坍塌的发生。

锚杆基坑支护作用原理、优缺点分析

锚杆支护的作用原理

锚杆是将受拉杆件的一端(锚固段)固定在稳定地层中,另一端与工程构筑物相联结,用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的推力,从而利用地层的锚固力以维持构筑物或岩土体的稳定。

锚杆外露于地面的一端用锚头固定。一种情况是锚头直接附着结构上并满足结构的稳定;另一种情况通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。对于锚固作用原理的认识,可归纳为两种不同的理论。

一种是建立在结构工程概念上,其基本特征是“荷载―结构”模式。把岩土体中可能破坏坍塌部分的重量作为荷载由锚喷支护承担。其中锚杆支护的悬吊理论最具有代表性,该理论要求锚杆长度穿越塌落高度,把坍塌的岩石悬吊起来。这一类型理论是80年代以前发展形成的,是沿着结构工程的概念,采用结构力学的方法来论述的。土层锚杆设计主要还是应用这类理论。

对于岩层锚杆则是建立在岩体工程概念上,充分发挥围岩的自稳能力,防围岩破坏于未然。支护与适时、合理的施工步骤相结合,主要作用在于控制岩体变形和位移,改善岩体应力状态,提高岩体强度,使岩体与支护共同达到新的平衡稳定。这一类型的理论,按照岩体工程概念,采用岩体力学、岩体工程地质学的方法,对岩体进行稳定性分析及锚固支护加固效果分析。该类型理论从90年代初逐步发展完善,更能发挥岩体自身强度高、自稳能力好的优点。


锚杆支护的特点

岩土锚固通过埋设在地层中的锚杆,将结构物与地层紧紧地联系在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,以保持结构物和岩土体稳定。与其它支护形式相比,锚杆支护具有以下特点:

1、提供开阔的施工空间,极大地方便土方开挖和主体结构施工。锚杆施工机械设备的作业空间不大,适合各种地形及场地。

2、对岩土体的扰动小:在地层开挖后,可施加预应力。

3、锚杆的作用部位、方向、间距、密度和施工时间可以根据需要灵活调整。

4、用锚杆代替钢或钢筋混凝土支撑,可以节省钢材,改善施工条件,尤其对于面积很大、支撑布置困难的基坑。

5、锚杆的抗拔力可通过试验确定,可保证设计有足够的安全度。


锚杆的缺点

1、受到土地使用界限的约束(支护结构不得超越用地红线);

2、坑外支护结构对地下建、构筑等设施影响严重;

3、锚杆受力尚未全部明确、埋设岩土体中,不易监控;

4、刚度较小,不利于基坑变形控制。

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