【正文】 土層錨桿的作用機(jī)理及布置要求。錨桿之所以能錨固在地層中作為一種受拉桿件，主要是由于錨桿在地層中具有一定的抗拔能力。當(dāng)錨桿受拉時(shí)，首先通過(guò)錨固體的握裹力傳到周?chē)耐馏w中。傳遞過(guò)程中，隨荷載的增加，錨桿與錨固體的作用（握裹力）逐漸發(fā)展到錨桿末端，待錨固端段內(nèi)發(fā)揮最大粘結(jié)力時(shí)，就會(huì)發(fā)生與土體的相對(duì)位移，隨即發(fā)生土與錨固體的摩擦阻力，直至達(dá)到極限摩擦阻力。影響錨桿抗拔力的因素主要有：（1）拉桿的抗拉強(qiáng)度；（2）拉桿與錨固體間的極限摩擦阻力；（3）錨固體與土層間的極限摩擦阻力；（4）土層對(duì)拉拔力的影響；（5）灌漿對(duì)拉拔力的影響；（6）錨桿形式對(duì)拉拔力的影響。2．土層錨桿的布置原則錨桿在進(jìn)行剖面布置時(shí)應(yīng)依據(jù)以下原則：(1)錨桿錨固體上下排間距不宜小于 ，水平方向間距不宜小于 ；(2)錨桿錨固體上覆土層厚度不宜小于 ，錨桿錨固段長(zhǎng)度不應(yīng)小于；(3)傾斜錨桿的傾角不應(yīng)小于 ，并不得大于 ，以 ～ 為宜；?13?45?1?35(4)錨桿桿體材料宜選用鋼絞線或精軋螺紋鋼筋；(5)土層錨桿鉆孔直徑不宜小于 100mm?？紤]到經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題，本工程錨桿錨頭位置設(shè)置較高，以減少錨固力而增加抗傾覆力矩，減少嵌固深度同時(shí)增加穩(wěn)定性，錨桿頭距地面 ，錨桿直徑為洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）46。但同時(shí)考慮到上覆土層的厚度問(wèn)題，錨桿傾角設(shè)計(jì)為中等傾角，傾角為，間距為 。錨桿頭部設(shè)在圍檁上，每樁之間均設(shè)置錨桿。?15 錨桿的設(shè)計(jì)計(jì)算理論錨桿的設(shè)計(jì)計(jì)算包括錨桿軸力、錨固長(zhǎng)度、自由長(zhǎng)度的計(jì)算及錨桿桿體截面面積的確定。1. 圓柱型水泥壓漿錨桿的錨固長(zhǎng)度 按下式計(jì)算：al （3—10）staDqkNl??式中：D——錨固體直徑；k——抗力分項(xiàng)系數(shù)，按表 3—3 選??；——土體與錨固體間粘結(jié)強(qiáng)度值。sq表 3—3 錨桿抗力分項(xiàng)系數(shù)基坑安全等級(jí) 抗力分項(xiàng)系數(shù)一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 2. 錨桿的自由長(zhǎng)度 的確定：fl錨桿的自由段長(zhǎng)度不宜小于 ，并應(yīng)超過(guò)潛在滑裂面 。如圖 3—8 所示， 點(diǎn)為土壓力零點(diǎn)， 為假象滑裂面，錨桿 AD 與水平線 AC 夾角 ，ABOOE α為非錨桿段（即自由段）長(zhǎng)度，可有幾何關(guān)系求得： （3—11）)2135sin(4si(ta00aAlf ????式中： ——錨桿傾角；——土層摩擦角。?洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）47CEODBAa圖 3—8 錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖3. 錨桿的截面面積用下式計(jì)算： （3—12）ptkfKNA?式中： ——錨桿的截面面積；——抗力分項(xiàng)系數(shù)，取 ；——錨桿設(shè)計(jì)軸向拉力值；tN——鋼筋、鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。pktf 錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算1. 錨固段長(zhǎng)度計(jì)算錨桿承載力計(jì)算應(yīng)符合下式規(guī)定： （3—13）cosdtTN??式中： ——錨桿水平拉力設(shè)計(jì)值；——錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值；t——錨桿與水平面的傾角。 θ所以?。??????dtTN則有:洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）48???stDqkNl??2. 自由長(zhǎng)度計(jì)算土體自由段長(zhǎng)度 ，按超出滑裂面 確定。fl由已知條件知圖 38 中：AO=+= ???? . ??????則： )( )(145ta9. )23sin(si(ta??? ??????? ????????OAfhl由于規(guī)范規(guī)定錨桿自由段長(zhǎng)度最小 ,所以取 。則錨桿的總長(zhǎng)為： 。則取錨桿為 。.??fmll?足設(shè)計(jì)要求。3. 錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算基坑側(cè)壁等級(jí)為二級(jí)且有臨近工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可按下式計(jì)算錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值，并按規(guī)定進(jìn)行錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)。 （3—14）?????????211dclqdlNkjskisksu??式中： ——錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值；——擴(kuò)孔錨固體直徑；1d——擴(kuò)孔錨桿的直孔段錨固體直徑；——第 層土中直孔部分錨固段長(zhǎng)度；ili——第 層土中擴(kuò)孔部分錨固段長(zhǎng)度；jj洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）49——土層與錨固體的極限摩擦阻力標(biāo)準(zhǔn)值；sjkiq,——擴(kuò)孔部分土體粘結(jié)力標(biāo)準(zhǔn)值；c——錨桿軸向受拉抗力分項(xiàng)系數(shù)，可取 。sr同時(shí)，錨桿的軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值還應(yīng)滿(mǎn)足下式： ?cosudNT?式中： ——錨桿水平拉力設(shè)計(jì)值； ??——錨桿支點(diǎn)計(jì)算力值；——基坑重要性系數(shù)，一級(jí)基坑為 ；二級(jí)基坑為 ；三級(jí)0?基坑為 .；——錨桿與水平面的夾角， 。??15??本工程設(shè)計(jì)擬采用普通錨桿，則在錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式中，取錨固段長(zhǎng)度d?1 。m20,由此可知道： ????ml此時(shí)錨固段的底部距離地表的距離 +3=，所以錨固段尚全在第四層土中。取 為 30kPa，則把各參數(shù)代入錨桿軸向受拉承載力的計(jì)算公式中有：sikq??????????在本工程的設(shè)計(jì)中樁與樁之間的間距為樁徑的 倍：?dT可見(jiàn) ，即 ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。?sduN??15cosudT?4. 錨桿預(yù)應(yīng)力筋的截面面積應(yīng)按下式計(jì)算： （3—15 ）ptkmjfKA?式中： ——錨桿設(shè)計(jì)軸向拉力值；tN——安全系數(shù)，取 ；mj——鋼筋、鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。ptkf洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）50本工程設(shè)計(jì)采用熱軋鋼筋拉錨，取 HRB335, MPa30?ptkf由式： ptkmjfNKA??可得 ?s選用 2 22 ，滿(mǎn)足施工要求。?)7(s 基坑的穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑開(kāi)挖時(shí)，由于坑內(nèi)土體被挖出，使土體的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，可能導(dǎo)致基坑的失穩(wěn)，例如基坑側(cè)壁的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)防范措施，確保地基的穩(wěn)定性具有一定的安全度。目前，我國(guó)的一些地區(qū)和行業(yè)性規(guī)范建議采用瑞典的費(fèi)倫扭斯提出的圓弧滑動(dòng)條分法來(lái)驗(yàn)算放破開(kāi)挖、水泥土擋墻、懸臂式擋墻、支撐擋墻、地下連續(xù)墻等支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。本工程設(shè)計(jì)中基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算，主要包括三個(gè)方面的穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗隆起驗(yàn)算、抗傾覆驗(yàn)算、整體抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算。 基坑的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算樁墻的主要破壞方式是抗傾覆破環(huán)。樁墻的抗傾覆穩(wěn)定性，又稱(chēng)踢角穩(wěn)定性，是驗(yàn)算墻趾支撐以下的主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力繞墻趾支撐點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是否平衡。1. 抗傾覆驗(yàn)算理論本工程采用的計(jì)算理論是《建筑基坑技術(shù)規(guī)程》推薦的方法。其計(jì)算理論簡(jiǎn)圖如圖 3－10。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）51圖 3－10 覆穩(wěn)定計(jì)算理論簡(jiǎn)圖進(jìn)行計(jì)算時(shí)，坑內(nèi)的被動(dòng)土壓力按下式計(jì)算： （3—16）phpipKch2?????式中： ——計(jì)算點(diǎn)處被動(dòng)土壓力強(qiáng)度。——計(jì)算點(diǎn)以上各層土的天然重度，地下水位以下取水下重度；i?——計(jì)算點(diǎn)以上各層土的厚度；ih——計(jì)算點(diǎn)處的被動(dòng)土壓力系數(shù)，考慮墻體與坑內(nèi)土體之間pK,的 摩擦角 的影響，同時(shí)考慮地基土的粘聚力，以朗肯土壓力表達(dá)、?改進(jìn)的庫(kù)侖土 壓力公式的簡(jiǎn)化公式。 （3—17）??2sinicos????????????p （3—18）??22in1??phK式中： ——計(jì)算點(diǎn)處的粘聚力；c——內(nèi)摩擦角；——計(jì)算點(diǎn)處地基土與墻面的摩擦角，取值 。? ?????????32~1這樣在確定了外荷載以后，其抗傾覆穩(wěn)定性可按下式計(jì)算： （3—19） ocRQMK?式中： ——抗傾覆穩(wěn)定性安全性系數(shù)，一級(jí)基坑取 ；二級(jí)基坑取洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）52；三級(jí)基坑取 ?！箖A覆力矩。取基坑開(kāi)挖面以下墻體入土部分坑內(nèi)側(cè)壓力對(duì)RCM墻趾支撐的力矩。——傾覆力矩。取墻趾支撐以下墻外側(cè)壓力對(duì)支撐的力矩。O2. 抗傾覆驗(yàn)算（1）據(jù)前面的計(jì)算理論，計(jì)算 phK, ???? . ??????則，取 ?????? 22?????????????????????????pK??.)(1coscis222?????????phK可求得： .1phK ( 2 ) 計(jì)算被動(dòng)土壓力：坑內(nèi)頂部的被動(dòng)土壓力: 39。3?????pppch?第③1 層土底部的被動(dòng)土壓力:洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5339。33?????pppch?下第④層土頂部的被動(dòng)土壓力: ?????pppch?上第④層土底部的被動(dòng)土壓力:： )()44434?? ?????ppp kch?下坑內(nèi)樁墻底部: ).()435???? ??????ppp kckhh??下（3）計(jì)算被動(dòng)土壓力對(duì)支撐點(diǎn)的矩：參照?qǐng)D 310 進(jìn)行下列計(jì)算： )(89 )(.)..( )(..3( )...).(?????? ??? ????????? ???????epM則抗傾覆距 ??peRCM洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）54（4）計(jì)算主動(dòng)土壓力對(duì)支撐點(diǎn)的矩：計(jì)算參數(shù)圖 3—11 所示：第一層土對(duì)支撐點(diǎn)的主動(dòng)土壓力的矩： )( ?????????paM第二層土對(duì)支撐點(diǎn)的主動(dòng)土壓力的矩： )(2189.)().(6??? ??????pa 第三層土對(duì)支撐點(diǎn)的主動(dòng)土壓力的矩： )..13(9.).().(6???? ?????paM 第四層土對(duì)支撐點(diǎn)的主動(dòng)土壓力的矩： (64????pa則抗傾覆力矩： ??????papapa MM綜上所述，可知： 。???OCRQK基坑的要求。 基坑的抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算抗隆起驗(yàn)算具有保證基坑穩(wěn)定和控制變形的重要意義，對(duì)于確定合適的墻體入土深度十分重要，一方面要足以保證不發(fā)生基底隆起破壞或過(guò)大的基底隆起變形，另一方面在保證基坑穩(wěn)定的基礎(chǔ)上盡量減少墻體的入土深度，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）55本工程采用同時(shí)考慮 、 的抗隆起驗(yàn)算法。此種方法將支護(hù)結(jié)構(gòu)底平面作c?為求極限承載力底基準(zhǔn)面，如果產(chǎn)生滑動(dòng)，其滑動(dòng)曲線如圖 3—12 所示。圖 3—12 考慮 、 的抗隆起示意圖c?不考慮虛線面上的土體抗剪強(qiáng)度，考慮采用下式驗(yàn)算抗隆起安全系數(shù)： （3—19）??qDHNKcs??12?式中： ——坑外地表至支護(hù)墻底的天然重度加權(quán)平均值；1?——坑內(nèi)開(kāi)挖面以下至支護(hù)墻底各土層的天然重度加權(quán)平均值；2——支護(hù)墻底處的地基土粘結(jié)力；c——坑外地面荷載；q——基坑開(kāi)挖深度；H——墻體入土深度；D——地基承載力系數(shù)。cN,q分別為：,c （3—20）??????????245tan2t ???eq （3— 21）t1?cN式中： ——支護(hù)墻底處的地基土的內(nèi)摩擦角；?——支護(hù)墻底地基承載力的安全系數(shù)。一級(jí)基坑取 ；二級(jí)基sK坑取 2；三級(jí)基坑取 。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）56在本工程中各計(jì)算參數(shù)如下：； ； ； ； ；2m/k0??c 2m/k0?????18?31 / ?????? 22 /..4??)2(???eeNq???????qcN將上述各參數(shù)代入 的計(jì)算公式得：sK253. 20)(415..0.)2??????qDHcs?，所以滿(mǎn)足規(guī)范中二級(jí)基坑的要求。.sK 基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算由于圍護(hù)樁插入深度比較大，且錨桿比較長(zhǎng)、比較密，這些對(duì)提高邊坡抗滑移能力是有利的。代入公式表明，斜土錨支護(hù)結(jié)構(gòu)各項(xiàng)穩(wěn)定性驗(yàn)算均滿(mǎn)足要求。 小結(jié)本工程西側(cè) AH 段采用鉆孔灌注樁加錨桿支護(hù)，其中灌注樁直徑 600mm,樁長(zhǎng)，樁間距為 ,錨桿打設(shè)處上覆土層厚度為 ,錨桿與水平面之間的夾角取 15176。，錨桿水平間距 ,錨固體直徑為 200mm。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）57第四章 基坑工程監(jiān)測(cè) 工程概況 擬建住宅小區(qū)工程，位于洛陽(yáng)市，工程場(chǎng)地西側(cè)距已有道路較近，其余方向周邊環(huán)境情況開(kāi)闊無(wú)建筑，建筑占地總面積 m2 ，擬建場(chǎng)地原為舊房拆除區(qū)，地表起伏較小，且場(chǎng)地內(nèi)及周?chē)鸁o(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，亦無(wú)地下防空洞，場(chǎng)地穩(wěn)定性好，適宜本工程建設(shè)。 基坑工程監(jiān)測(cè)的目的與內(nèi)容基坑工程監(jiān)測(cè)的主要目的是根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生危險(xiǎn)的先兆，判斷工程的安全性，防止工程事故和環(huán)境事故發(fā)生，采取必要的工程措施；以工程監(jiān)測(cè)的結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確定和優(yōu)化施工參數(shù)，進(jìn)行信息化施工；檢驗(yàn)工程勘察資料的可靠性，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性。在巖土工程監(jiān)測(cè)時(shí)，除了應(yīng)具備工程地質(zhì)勘察資料外，還應(yīng)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，主要包括：相鄰結(jié)構(gòu)的形式：地下管線（包括上、下水管道、煤氣管道、電纜等）的管徑、埋深、接造、管材；相鄰道路的路基、路面結(jié)構(gòu)情況及載重量等。對(duì)具體工程而言，監(jiān)測(cè)工作的布置必須根據(jù)工程特點(diǎn)，施工方法，可能對(duì)環(huán)境帶來(lái)的危害綜合確定。根據(jù)設(shè)計(jì)，即可制定監(jiān)測(cè)方案，進(jìn)行監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。其基本內(nèi)容主要又：工程概況，工程地質(zhì)條件和周?chē)h(huán)境情況，監(jiān)測(cè)目的和內(nèi)容，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置，監(jiān)測(cè)的實(shí)施（包括儀器的選擇、率定、埋設(shè)、測(cè)試及報(bào)表內(nèi)容等） ，報(bào)警數(shù)值及應(yīng)急措施等。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置原則監(jiān)測(cè)工程監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以分為基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)兩大類(lèi)。