| 标题 | 锚喷支护在建筑基坑边坡的应用 |
| 范文 | 张赛威 摘要：本文介绍了锚喷支护的支护机理、特点及适用情况。应用弹塑性有限元方法模拟了边坡采用锚喷支护的应力场及应变场情况，对边坡稳定性进行分析和研究。 关键词：锚喷支护 弹塑性 有限元模拟 边坡稳定 0 引言 锚喷支护是指喷射水泥混凝土与锚杆相结合，由于其良好的联合作用既可以作为临时支护又可以作为结构的永久支护，因此锚喷支护在世界范围内已经得到了广泛的应用和发展。国内地质情况复杂，不确定因素较多，尚无一套完整的理论分析体系。本文结合工程实例采用数值模拟分析给出了一套较为完整的锚喷支护模型分析。 1 锚喷支护机理 喷射混凝土与围岩的大面积接触，锚杆能够深入岩体内部，共同协调与围岩的变形与围岩共同作用，形成支承拱。高压喷射混凝土能与边坡紧密结合，混凝土的流动性使围岩裂隙都能充满混凝土，使边坡与围岩形成整体，阻止水的侵蚀和围岩碎石的崩解。锚入围岩的锚杆将边坡和深部围岩结合在一起，防止围岩滑动，起到一定的悬吊作用。 2 锚喷支护的特点及适用性 锚喷支护最大的特点就是边开挖边支护，临时支护与永久支护相结合。支护及时且迅速，在围岩极其恶劣的情况下，可以采用超前支护，限制由于支护的延迟性导致的变形。此外，喷射混凝土和锚杆都具有柔性支护的特点，允许围岩产生一定的变形，适当释放围岩应力及应变，缓解围岩内部大应力大变形的发展和产生，因此能够有效地控制围岩内部塑性区的发展，充分发挥围岩的自承能力。锚喷支护还具有机动灵活的特点，在不同深度、不同结构都可以采用，而且易于更换和修整。锚喷支护工序也比较灵活，可以一次支护也可多次支护，支护的类型和参数也可根据具体情况进行修改，使用空间较大。 由于锚喷支护具有以上的优点，锚喷支护可以适用于坚硬裂隙岩体、破碎软弱岩体、塑性流变岩体大变形隧道和巷道等，因此锚喷支护的应用已从较单纯的地下工程支护发展到桥梁、机场跑道、挡土墙、边坡、矿山、大坝等各个领域，其适用性是显而易见的。 3 锚喷支护在建筑基坑边坡支护中的应用 建筑基坑边坡工程多在城市环境内，地质环境复杂、市政工程管线丰富、人防工程巨大，对临近建筑的影响等，考虑因素较多。由于锚喷支护造价较低、工期短，可以根据实际环境灵活变更支护方案的优点，常采用锚喷支护。 3.1 工程实例概况 某地下长廊深基坑施工工程位于重要的商业中心，工程地质情况复杂。拟建地下长廊深度约为12m，宽度约为6m，建筑红线面积约为8000m2，主结构基坑开挖深度为15m，边坡为14.8m，建筑红线内环境复杂并狭小，步行街人口流量大、周边商业建筑林立。两侧建筑多为多层建筑（基础埋深在1.5m）、仅有一栋高层商业建筑（基础埋深在6m）。边坡土体参数如下拟采用锚喷支护进行基坑边坡支护。 表1 边坡土体参数 ■ 基坑边坡采用锚喷支护，锚杆与水平面夹角17°，基坑边坡与水平面夹角80°，设计剖面图为： ■ 图1 基坑边坡锚喷支护设计剖面 3.2 软件数值模拟 3.2.1 有限元模型建立 根据土体实际情况，兼顾土体具有弹性和塑性的特征，土体应用理想弹塑体建模（图2、3）。 3.2.2 模拟结果分析（图4、5） 4 总结 锚喷支护的设计有理论数值计算、经验分析和数值模拟等方法，本文从数值模拟的角度对基坑边坡和支护进行计算和模拟： ①目前理论计算方法必须借鉴相关经验来进行计算，仍有待发展且极为复杂。采用有限元软件对工程进行模拟验算是可行的，但要根据具体环境选对本构模型。 ②对整个开挖及锚喷支护过程进行模拟，能够对工程的危险性进行提前的预测和检验，为其它相似工程做借鉴。 ③锚喷支护不仅性能优良、成本较低，而且其柔性的支护体系具有良好的调控性能，采用锚喷支护对于基坑边坡支护不仅提高了工程的安全性，还提高了经济效益。 参考文献： [1]张峰波，刘英军.锚喷技术在公路边坡中的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2004（1）. [2]王连国，缪协兴，董健涛，等.深部软岩巷道锚注支护数值模拟研究[J].岩土力学，2005，26（6）：983-985. [3]李庆来，谢康和，曾国熙.深基开挖变形预测与信息施工技术[J].水利学报，2000（1）：42-48. [4]Satyaraj Pantham.Pure JFC 2D Graphics and Imaging[M].SAMS，2000. |
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