【正文】 滲透系數(shù)愈小，排水性能愈差時(shí)，愈易形成流砂，砂土中含有較多的片狀礦物，如云母、綠泥石等，易形成流砂。常用處理方糖有， a．安排在枯水期施工，使最高的地下水位不高于坑底 ； b. 采取水中挖土，即不抽水或少抽水，使基坑內(nèi)水壓與坑外水壓基本平衡，縮小水頭差距； c. 對(duì)于較重要或流砂嚴(yán)重的工程，可采用井點(diǎn)人工降低地下水位方法，將基坑和附近的地下水位降低至坑底以下，使坑底土面保持無水狀態(tài)；d. 沿基坑周圍打板樁，使深入到不透水層，以阻擋坑外水向坑內(nèi)壓入，減小坑內(nèi)動(dòng)水壓力涌上。對(duì)于支護(hù)體系組成中任何一部分的選型不當(dāng)或產(chǎn)生破壞，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)支護(hù)體系的失敗。 . 擋墻的選型 工程中常用的擋墻結(jié)構(gòu)有下列一些型式： 1 鋼板樁 2 鋼筋棍凝土板樁 3 鉆孔灌注樁擋墻 4 H 型鋼支柱 (或鋼筋混凝土樁支柱 )、木擋板支護(hù)墻 5 地下連續(xù)墻 6 深層攪拌水泥土樁擋墻 7 旋噴樁帷幕墻 除上述者外，還有用 人工挖孔樁 (我國南方地區(qū)應(yīng)用不少 )、預(yù)制打入鋼筋混凝土樁等作為支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的。 . 支撐結(jié)構(gòu)的選型 當(dāng)基坑深度較大，懸臂的擋墻在強(qiáng)度和變形方面不能滿足要求時(shí)，即需增設(shè)支撐系統(tǒng)?；油饫^又分為頂部拉錨與土層錨桿拉錨，前者 用于不太深的基坑，多為鋼板樁，在基坑頂部將鋼板樁擋墻用鋼筋或鋼絲繩等拉結(jié)錨固在一定距離之外的錨樁上。 以下為常用的幾種支撐形式： 1 錨拉支撐 2 斜柱支撐 3 短樁橫隔支撐 4 鋼結(jié)構(gòu)支護(hù) 5 地下連續(xù)墻支護(hù) 6 地下連續(xù)墻錨桿支護(hù) 7 擋土護(hù)坡樁支撐 8 擋土護(hù)坡樁與錨桿結(jié)合支撐 9 板樁中央橫頂支撐 10 板樁中央斜頂支撐 11 分層板樁支撐 . 擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)體系計(jì)算 由于土體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及土參數(shù)的離散性或不確定性，使得擋土支護(hù)結(jié) 構(gòu)體系承受的荷載的分布規(guī)律比較復(fù)雜，因此要想達(dá)到跟上部結(jié)構(gòu)相同的計(jì)算精度是比較困的，難甚至說是不可能的。在我國還沒有設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范，因此，一個(gè)比較安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的擋土支護(hù)設(shè)計(jì)，必須要求設(shè)計(jì)人員研究各種客觀條件，掌握一些經(jīng)驗(yàn)資 料和試驗(yàn)研究資料，綜合運(yùn)用計(jì)算理論和方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)，就能得到比較合理的結(jié)果。由于它具有強(qiáng)度高，結(jié)合緊密、不漏水性好，施工簡便，速度快，可減少基坑開挖土方量，對(duì)臨時(shí)工程可以多次重復(fù)使用等特點(diǎn)，因而廣泛用于地下深基礎(chǔ)作防水、圍堰，坑壁支撐。平板型板樁墻防水和承受軸向力的性能良好，易于打人土中，但側(cè)向的抗彎強(qiáng)度較低，僅 用于地基土質(zhì)較好、基坑深度不大的工程上，深度較大的基坑應(yīng)用防水和抗彎性能較好的波浪型或組合式截面的鋼板樁。鎖口有互握式和握裹式兩種，互握式鎖口間隙較大，其轉(zhuǎn)角可達(dá) 24186。 鋼板樁運(yùn)到現(xiàn)場后，應(yīng)進(jìn)行檢查、分類，編號(hào)。 板樁根據(jù)有無 錨碇結(jié)構(gòu)，又分無錨板樁和有錨板樁兩類。 . 打樁機(jī)械設(shè)備選擇 打鋼板樁所用機(jī)械的選擇與其他樁施工相似。 樁錘應(yīng)根據(jù)板樁打入阻力進(jìn)行選擇。錘重一般約為鋼板樁重量的兩倍。振動(dòng)錘是以振動(dòng)體上下振動(dòng)而使板樁沉入，貫人效果好，但振動(dòng)會(huì)使鋼板樁鎖口的咬合和周圍土體受到影響。 . 打樁方式的選擇 打樁方式通常有表 2 所示幾種。選擇的流水段越長，則合攏點(diǎn)越少，其累積偏差也就越大，軸線位移相應(yīng)也大，為了減少打入累積偏差和使軸線位移正確，應(yīng)采用縮短流水線長度，增加合攏點(diǎn)，同時(shí)采取先邊后角的打法，可保證端面相對(duì)距離，不影響墻內(nèi)圍檁支撐的安裝精度，對(duì)于打樁累 — 積偏差可在轉(zhuǎn)角外作軸線修正。為防止鎖口中心線平面位移，可在打樁行進(jìn)方向的鋼板樁鎖口處設(shè)卡板，阻止板樁位移，同時(shí)在圍檁上預(yù)先標(biāo)出每塊鋼板樁的位置，以便隨時(shí)檢查糾正。 鋼板樁打人時(shí)如出現(xiàn)傾斜和鎖口結(jié)合部有空隙，到最后封閉合攏時(shí)有偏差，一般用異形樁 (上寬下窄或?qū)挾却笥诨蛐∮跇?biāo)準(zhǔn)寬度的板樁 )，當(dāng)異形樁加工困難時(shí)，則用軸線修正法進(jìn)行而不用異形樁。 鋼板樁施工中經(jīng)常會(huì)遇到傾斜、扭轉(zhuǎn)、共連和水平伸長等問題，對(duì)于這些問題的處理方法如下： （ 1）傾斜（板樁頭部向樁行進(jìn)方向傾斜），產(chǎn)生的主要原因是由于打樁行進(jìn)方向板樁慣入阻力小。 （ 2）扭轉(zhuǎn)，該現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是因?yàn)殇摪鍢吨g的連接采用的是鉸接鎖口，防止這種現(xiàn)象的方法是 )在打樁行進(jìn)方向用卡板鎖住板樁的前鎖口，在鋼板樁與圍檁之間的兩邊空隙內(nèi)，設(shè)一只定榫滑輪支架，制止板樁下沉中的轉(zhuǎn) 動(dòng)，在兩塊板樁鎖口扣搭處的兩邊，用墊鐵和木榫填實(shí)。 （ 4）水平伸長 (沿打樁行進(jìn)方向長度增加 )，該現(xiàn)象主要是由于鋼板樁鎖口扣搭處有 1cm 空隙，因此該現(xiàn)象屬正?，F(xiàn)象，但設(shè)計(jì)時(shí)要考慮水平伸長值，可在軸線修正時(shí)加以糾正。為此，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)力值與結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況往往難以準(zhǔn)確的一致。支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)的重要性，正被越來越多的建設(shè)和施工單位所認(rèn)識(shí)，它作為基坑開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作期間的一項(xiàng)技術(shù)，已被列入支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要求嚴(yán)格則監(jiān)測(cè)項(xiàng)目增多，否則可減之，表 3 所列的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為重要的支護(hù)結(jié)構(gòu)所需監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，對(duì)其他支護(hù)結(jié)構(gòu)可參照之增減。 錨桿打入地下后，為了發(fā)揮錨桿鋼索應(yīng)力、減少變形，可采用預(yù)加應(yīng)力的方法，同時(shí)打入地下的錨桿通過早期張拉，對(duì)地基錨桿預(yù)加應(yīng)力也是對(duì)錨桿在土層中或巖層中的一次荷載試驗(yàn)。土層錨桿技術(shù)近三十年來得到迅猛的發(fā)展，目前它已成為現(xiàn)代建筑技術(shù)的重要組成部分。 隨著我國工程建設(shè)的不斷發(fā)展，深基礎(chǔ)工程日漸增多。在這種情況下采用 土層錨桿支承支護(hù)結(jié)構(gòu) (鋼板樁、地下連續(xù)墻、灌注樁等 )，維護(hù)深基坑的穩(wěn)定，對(duì)簡化支撐、改善施工條件和加快施工進(jìn)度能起很大的作用。土層錨桿的應(yīng)用由非粘性土層發(fā)展到粘性土層。我國沿海一帶多為沖積性平原，土層以淤泥質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土為主，含水量往往高達(dá) 40％～ 60％以上，呈 軟塑甚至流塑狀態(tài)，在這樣的土層中可否應(yīng)用土層錨桿，過去沒有先例。 . 土層錨桿的構(gòu)造 . 錨桿的類型 錨桿用于地基有三種基本類型。適用于拉力不高，臨時(shí)性錨桿以及巖石性錨桿。在粘性土中形成較小擴(kuò)大區(qū)，在無粘性 土中，可得到較大擴(kuò)大區(qū)。 第三種錨桿類型是采用特殊的擴(kuò)孔裝置在孔眼內(nèi)長度方向擴(kuò) 1 個(gè)或幾個(gè)擴(kuò)孔圓柱體 如圖 1(c)所示。在粘性土和砂土中都適用，可以達(dá)到較高的拉攏力。 圖 2 錨桿構(gòu)造圖 2．錨桿的錨頭，鋼材及附件 錨桿的鋼材分粗鋼筋，鋼管及鋼鉸線，統(tǒng)稱鋼索，一般要求材料強(qiáng)度高。錨固段內(nèi)要求灌漿或壓力灌漿密實(shí)，與鋼索有足夠的握裹力。用于鋼鉸線的定位分隔器如圖 5。 . 土層錨桿設(shè)計(jì) 土層錨桿由于涉及鋼材、水泥和土體三種材料，其承載能力與施工因素密切有關(guān)，因此按照彈塑性理論和土力學(xué)原理進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)計(jì)算是十分復(fù)雜的，且與實(shí)際情況有出入，所以一般還是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后通過現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。 . 錨桿布置 錨桿布置包括錨桿埋置深度、錨桿層數(shù)，錨桿的垂直間距和水平間距，錨桿的傾斜角，錨桿的長度等。 (2)錨桿的層數(shù) 應(yīng)通過計(jì)算確定，一般上下層間距為 2~5m，錨桿的水平間距多為 1~，或控制在錨固體直徑的 10 倍。 ，一般與水平成 15176。 傾斜角。 錨桿設(shè)置時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)土層錨桿的允許拉力與土層好壞關(guān)系很大，在硬土層內(nèi)最大拉力可達(dá)1500kN，在一般粘性土或非粘性土中，單錨拉力約為 300~600kN， 因此錨桿的錨固層應(yīng)盡量設(shè)置在良好的土層內(nèi)。 . 錨桿的承載能力 錨桿的承載能力即極限抗拔力。由于拉桿與錨固體之間的極限握裹力遠(yuǎn)大于錨固體與土體之間的極限側(cè)阻力，所以在拉桿選擇適 當(dāng)?shù)那疤嵯?，錨桿的承載能力主要取決于后者。 土層錨桿的穩(wěn)定性，分為整體穩(wěn)定性和深部破裂面穩(wěn)定性兩種，其破壞形式如圖 6所示，需分別予以驗(yàn)算。對(duì)于此種情況可按土坡穩(wěn)定的驗(yàn)算 方法進(jìn)行驗(yàn)算。 . 土層錨桿的蠕變與松弛 (一 )土層錨桿的蠕變 用于錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)的土層錨桿，始終承受接近恒載的拉力，土層錨桿的變形一直在發(fā)展，這就是土層錨桿的蠕變。尤其是對(duì)于軟土地基，土的蠕變大，土層錨桿的蠕變就成為突出的問題。錨固體由鋼拉桿與砂漿 (水泥漿 )組成，要考慮兩種材料的共同作用；③錨固體周圍土體在一定范圍內(nèi)的剪切變形 ρ ，荷載很小時(shí)為彈性變形，荷載較大時(shí)為塑性變形并伴隨有粘性流變；④錨固體與土體之間的相對(duì)滑動(dòng) s，該滑動(dòng)變形只有當(dāng)土層錨桿接近破壞時(shí)才產(chǎn)生，一旦產(chǎn)生就表現(xiàn)為塑性變形，這種變形一般不允許產(chǎn)生。 (二 )土層錨桿的松弛 土層錨桿的松弛也是應(yīng)該研究的一個(gè)問題，它有很大的實(shí)用性，特別是對(duì)于需要施加預(yù)應(yīng)力的土層錨桿，當(dāng)施加預(yù)應(yīng)力張拉到一定荷載后將其錨固，隨著時(shí)間的推移，土層錨桿錨頭的變形保持不變，而錨桿內(nèi)的內(nèi)力卻隨時(shí)間面遞減。因此，在我國使用的土層錨桿中，施加預(yù)應(yīng)力的占較大的比重。 試驗(yàn)證明，施加的預(yù)應(yīng)力值愈高，松弛引起的荷載損失也愈大，穩(wěn)定荷載占原荷載的百分?jǐn)?shù)也愈低。在正式開工之前還需進(jìn)行必 要的準(zhǔn)備工作。 (2)要查明土層錨桿施工地區(qū)的地下管線、構(gòu)筑物等的位置和情況，慎重研究土層錨桿施工對(duì)它們產(chǎn)生的影響。 (4)要編制土層錨桿施工組織設(shè)計(jì)。 . 鉆孔 土層錨桿的鉆孔工藝，直接影響土層錨桿的承載能力、施工效率和整個(gè)支護(hù)工程的成本。鉆孔時(shí)注意盡量不要擾動(dòng)土體，盡量減少土的液化，要減少原來應(yīng)力場的變化，盡量不使自重應(yīng)力釋放。國內(nèi)使用的有螺旋式鉆孔機(jī)、沖擊式鉆孔機(jī)和旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆孔機(jī)，亦有的采用改裝的普通地質(zhì)鉆機(jī)成孔。 . 安放拉桿 土層錨桿用的拉桿，常用的有鋼管 (鉆桿用作拉桿 )、粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線 。承載能力較小時(shí)，多用粗鋼筋；承載能力較大時(shí)，我國多用鋼絞線。施工時(shí)，應(yīng)將有關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來，以備將來查用。 灌漿的漿液為水泥砂漿 (細(xì)砂 )或水泥漿。由于水泥水化時(shí)會(huì)生成SO3，所以硫酸鹽的 含量不應(yīng)超過水泥重的4％。 拌合水泥漿或水泥砂漿所用的水，一般應(yīng)避免采用含高濃度氯化物的水，因?yàn)樗鼤?huì)加速鋼拉桿的腐蝕。 選定最佳水灰比亦很重要，要使水泥漿有足夠的流動(dòng)性，以便用壓力泵將其順利注入鉆孔和鋼拉桿周圍。 灌漿方法有一次灌漿法和二次灌漿法兩種。 二次灌漿法要用兩根灌漿管 (直徑 3／4in 鍍鋅鐵管 )，第一次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端 50cm 左右，管底出口處用黑膠布等封住，以防沉放時(shí)土進(jìn)入管口。 第一次灌漿是灌注水泥砂漿，其壓力為 ～ ，流量為 100L／ min。鉆孔后曾用清水洗孔，孔內(nèi)可能殘留有部分水和泥漿，但由于灌人的水泥砂漿相對(duì)密度較大，能夠?qū)埩粼诳變?nèi)的泥漿等置換出來。第一次灌漿后把灌漿管拔出，可以重復(fù)使用。由于擠壓作用，使錨固體周圍的土受到壓縮，孔隙比減小，含水量減少，也提高了土的內(nèi)摩擦 角。 國外對(duì)土層錨桿進(jìn)行二次灌漿多采用堵漿器。 對(duì)于二次灌漿，國內(nèi)外都試用過化學(xué)漿液 (如聚胺酯漿液等 )代替水泥漿，這些化學(xué)漿液滲透能力強(qiáng)，且遇水后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，體積可膨脹數(shù)倍，這樣既可提高土的抗剪能力，又形成如樹根那樣的脈狀滲透。張拉前先在支護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝圍檁。 從我國目前情況看，若鋼拉桿為變形鋼筋，其端部加焊一螺絲端桿，用螺母錨固。如用精軋鋼紋鋼筋，可直接用螺母錨固。 鋼拉桿為鋼絲束，錨具多為鐓頭錨，亦用單作用千斤頂張拉。由于土層錨桿與一般預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失的因素主要有： (1)張 拉時(shí)由于摩擦造成的預(yù)應(yīng)力損失； (2)錨固時(shí)由于錨具滑移造成的預(yù)應(yīng)力損失； (3)鋼材松弛產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失； (4)相鄰錨桿施工引起的預(yù)應(yīng)力損失； (5)支護(hù)結(jié)構(gòu) (板樁墻等 )變形引起的預(yù)應(yīng)力損失； (6)土體蠕變引起的預(yù)應(yīng)力損失； (7)溫度變化造成的預(yù)應(yīng)力損失。 . 土層錨桿的試驗(yàn)和檢驗(yàn) 土層錨桿的承載力尚無完善的計(jì)算方法，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或通過試驗(yàn)確定，試驗(yàn)項(xiàng)目包括極限抗拔試驗(yàn) ，性能試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。荷載加到錨桿破壞為止，以求得極限承載能力，極限承載能力再除以安全系數(shù) K，即為土層錨桿的允許使用荷載，對(duì)于臨時(shí)性錨桿，當(dāng)外荷按主動(dòng)土壓力計(jì)算時(shí)，取K=，當(dāng)外荷按靜止土壓力計(jì)算時(shí)， K=。對(duì)垂直的土層錨桿極限抗拔力，可用千斤頂按一般錨樁抗拔荷載試驗(yàn)方法作頂 拔試驗(yàn)求得。試驗(yàn)一般在錨桿驗(yàn)收之前進(jìn)行。但荷載不加到錨桿破壞。 3．驗(yàn)收試驗(yàn) 是檢驗(yàn)現(xiàn)場施工的錨桿的承載能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并對(duì)錨桿的拉桿施加一定的預(yù)應(yīng)力。檢驗(yàn)時(shí)的加荷方式，對(duì)臨時(shí)性錨桿，依次為設(shè)計(jì) 荷載的 、 、 、 和 倍 (對(duì)永久性錨桿加到 倍 )，然后卸載至某一荷載值 (由設(shè)計(jì)定 )，接著將錨頭的螺帽緊固，此時(shí)即對(duì)錨桿施