边坡支护技术论文范文

导语：如何才能写好一篇边坡支护技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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一、土木工程中的边坡支护技术

土木工程中的边坡支护技术比较多，例举比较常见的边坡支护技术。如:《”锚杆支护，其在边坡支护中较为常见，利用水泥土墙做为辅助支护，有利于边坡的侧向稳定，锚杆支护在土木工程中，适用于高度低于6米的基坑，提供足够的支护力;(2)开槽施工，先根据边坡支护的情况，在基坑周围开挖内槽，利用内部支撑的方式，形成边坡的挡体，支挡土木工程边坡内的土体结构，由此保障边坡的稳定度;(3)土钉支护，此类边坡支护方式的稳定性较高，但是其对土木工程的环境有要求，只能适用在特性土质内，而且土质内的水位不能太高，在边坡基坑低于12米的工程内较为常见;(4)逆作拱墙，结合土木工程基坑的实际情况，设计拱墙支护，通过拱墙提供支护的能力，一般边坡支护中的逆作拱墙分为全封和局部两种，需根据边坡支护的需求确定拱墙类型。

二、土木工程中边坡支护技术的应用

土木工程中边坡支护技术的应用主要分为三项，支撑土木工程的边坡施工，对其做如下分析:

1、边坡支护方案

根据土木工程的需求，制定边坡支护的方案，保障其在土木工程中的顺利施工。以某土木工程为例，分析边坡支护技术的方案川。第一该工程采取土钉支护的方式，根据方案要求，在土钉支护的过程中，要保障支护的强度达到工程标准，方案中规定了土钉的深度，要求施工人员严格按照深度执行支护;第二标记成孔的位置和编号，便于边坡支护时识别;第三设计拉拔试验，检查土钉打入的效果，此部分需交由第三方完成，确保土钉具备充足的强度;第四规定注桨的比例，规范外加剂的用量，该工程方案中规定采用重力灌注的情况，适当情况下可以采取补桨处理。

2、基坑开挖

基坑开挖是土木工程边坡支护的重要环节，因为基坑开挖的过程中，导致土层或地质结构出现破坏，增加开挖的难度，尤其是在开挖后期，很容易出现变形、位移，所以基坑开挖中需要遵循分区原则，确保分区基坑平衡开挖后，才能进行下一分区的基坑作业izl。例如:某土木工程在基坑开挖中，开槽后立即进行支撑，支撑完成后紧接着进行开挖，而且还要遵循分区的原则，避免超过基坑原本的设计量，该工程基坑开挖到距离支护边坡约8米的时候，进行分段开挖，以25米为分段的标准，为提高基坑开挖的速度，该工程在分段基坑内选择了跳挖的方式。

3、地质监测

地质监测应用在边坡支护的整个过程中，主要是排除土木工程施工中的地质影响，保障土地工程处于稳定的状态，以免发生变形。边坡支护中的地质监测，稳定土木工程的施工环境，规避地质环境引发的风险，尤其是基坑施工部分，更是要强化地质监测，根据地质监测的数据，安排边坡支护的施工。边坡支护施工技术中的地质监测，起到良好的监控作用，施工人员观察测点的地质变化，对施工方案提出改进意见，以此来提升边坡支护的水平，促使其更加适应土木工程的环境。地质监测中能够约束边坡支护技术的应用，及时发现土木工程地质条件的临界值，准确控制边坡支护，以免土木工程的边坡结构受到地质影响。

三、土木工程中边坡支护技术的质量控制

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论文摘要：土钉墙支护是通过土钉技术的加固使其成为一个复合挡土结构。尽管该技术应用较为广泛，但其理论研究却落后于工程实践，特别是对于土钉支护软弱岩质边坡工程的研究则更少，因此，本文通过分析土钉墙支护的特点，针对边坡支护的机理，从施工材料及机具的准备，到施工工艺及质量控制的相关技术进行探讨，以期充分发挥土体的空间支护作用，使边坡位移和变形及时得到约束限制。

1 土钉墙支护的特点

土钉墙支护法，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系一部分。喷射混凝土在高压气流的作用下高速喷向土层表面，在喷层与土层间产生“嵌固效应”，并随开挖逐步形成全封闭支护系统；喷层与嵌固层同具有保护和加固表层土，使之避免风化和雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落，以及隔水防渗等作用。土钉的特殊控压注浆可使被加固介质物理力学性能大为改善并使之成为一种新地质体，其内固段深固于滑移面之外的土体内部，其外固端同喷网面层联为-体，可把边壁不稳定的倾向转移到内固段及其附近并消除。钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效地调整喷层与土钉内应力分布。

2 土钉墙边坡支护的机理

土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样，土钉墙在边坡的一定范围内形成了一个加固区，由于很密的土钉锚杆的作用，滑移面不可能出现在加固区，只能产生于非加固区，从而使滑移面远离边坡，达到稳定边坡的目的，加固区的整体稳定，包括加固区抗倾覆与抗滑移问题，用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决，土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。

2.1 锚固作用

密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用，限制了砂浆柱体周围的土体变形。①土钉不需要施加预应力，而是在土体发生变形后使其承受拉力工作；②土钉支护在边坡中比较密集，起到了加筋的作用，提高了土的强度，为被动受力机制。由于土钉在全长范围内与土体接触，其荷载传递沿整个土体进行。

2.2 土钉浆孔对土体的挤密作用

由于土钉锚杆的密度比较大，挤密作用的影响也较大，使加固区的土体比非加固区土体密度大。密集的土钉与土钉之间土形成复合土体，其结构类似重力式挡土墙，个别土钉的破坏不会使整个结构的功能完全丧失。

2.3 护坡作用

土钉墙的面层不是主要受力结构，其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡治理中，土钉墙的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。

2.4 土钉受力及规模

一般锚杆长度在15～45m之间，直径较大，锚杆所承受的荷载可达400kN以上，某些预应力锚索设计荷载更可达3000kN。其端部的构造较土钉复杂，以防止面层冲切破坏；而土钉长度一般为3～10m，浆体直径100 mm左右，一般不提供很大的承载力。单根土钉受荷一般在100kN以下，面层结构较简单，利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足要求。

目前国内土钉支护结构主要用在建筑基坑支护上，用于公路边坡支护的较少。这主要是因为基坑深度不大，一般不超过20m。但是山区，道路路堑边坡很高，原来的力学平衡破坏严重，产生的滑坡推力每延米可达1000kN以上，采用土钉支护结构则难以满足要求。对于一些滑坡推力小的土石质路堑边坡，仍可采用土钉支护，既节省投资，也能缩短工期，具有明显的优势。一些缺乏稳定性的高路堤或挡土墙也可以采用土钉支护加固，但还有待于我们改进土钉支护技术，使其优点发挥在整个边坡支护中。

3 土钉墙边坡支护的施工材料及机具

3.1 原材料

土钉钢筋使用前应拉直、除锈、涂油；选用P·032.5普通硅酸盐水泥；采用干净的中粗砂，含泥量小于5％；采用干净的圆砾，粒径2～4 mm；使用速凝剂，应做与水泥相容性试验及水泥浆凝结效果试验。

3.2 施工机具

土钉成孔机具根据土质和现场环境条件选用(冲击钻、螺旋钻、风枪或洛阳铲等)能完成设计要求的有效机具；注浆泵选用孔口压力大于0.1MPa的泥浆泵；混凝土喷射机应密封良好，输送连续均匀，输送水平距离不小于60m，垂直距离不小于10m；空压机应满足喷射机工作压和耗风量的要求；搅拌方法采用现场人工拌和或混凝土搅拌机搅拌。

4 土钉墙边坡支护的施工工艺

土钉墙的施工流程为：挖土整理坡面初喷打孔眼插杆灌注挂网复喷。

4.1 开挖整理坡面

土钉支护是分层进行的，因此挖土深度不能超过设计深度，同时要保证坡角达到设计要求的78°～80°，坡面平整光滑，坡角未达到设计要求的则要进行专门修整。

4.2 初喷

为使挖好的坡面不产生垮塌，凡挖好的坡面需立即进行混凝土喷射，以使表层固结。其混凝土材料的配合比为水泥：石子=1.5:1.5，水灰比=0.5～0.6。

4.3 钻孔

采用人工机械一起作用的方法，钻孔下倾角度为15°～25°，采用风钻的方法进行，人工挖工用的是洛阳铲，两人一组。

4.4 插杆与灌浆

成孔后按设计要求插入直径中22mm加筋杆，加筋杆每1.5m焊接直径110mm的扶正环，起导正作用。在插筋的同时，用加筋杆将注浆管(直径1.5in)带进离孔底0.3m的地方，然后进行灌注，注浆材料的配合比为水泥：砂子=1:2。水灰比=0.4～0.5。孔内一定要灌满，不能形成空洞和孔隙。

4.5 挂网

上道工序完工后，按设计要求，将直径中6mm的钢筋，按30cm×30cm的网距焊接，固定于坡面之上；同时，在危险坡上的土钉之间用金属件(如槽钢等)连接在一起，以进一步加强支护强度。

4.6 复喷

挂网后，整个坡面复喷混凝土，其喷射厚度达到设计要求。

5 土钉墙边坡支护的施工质量控制

5.1 原材料控制

采购的各种材料必须满足规范及设计要求，必须选择清洁、坚硬、耐久的材料，禁止使用含有达到有害量的废物、泥、盐类、有机物等的不合格材料；选择的混合剂不能对水泥的凝固、水化作用产生有害的影响。

5.2 施工工艺控制

土钉孔眼的位置必须根据受喷面实际情况和设计布置。作土钉用的钢筋，使用前须除锈矫直，安装位置距孔眼中心，钢筋插入深度不得小于设计要求的90%，安装后不得敲击、碰撞。灌浆用的砂浆应拌和均匀，随用随拌，孔眼在灌浆前用风吹净，灌浆时从孔底开始，连续均匀的进行。挂钢筋网前必须将坡面清理平顺使钢筋网紧靠坡面钢筋网与土钉的联接必须牢固可靠。喷射混凝上的配合比必须经试验确定喷射混凝上宜随拌随用。分层喷射混凝土时后层混凝土应在前层混凝土终凝后进行，如超终凝1小时以上时，则受喷面必须用水、风清洗；喷头应与受喷面垂自其间距以0.6-1.2m为宜。喷头应连续、缓慢横向移动喷射厚度应均匀。喷射混凝土施工终凝2h后及时进行湿润养护，养护时间不得少于l4天。

结束语

土钉墙施工成功解决了基坑边坡的强度及稳定性问题，保证了施工的安全。此外，由于土钉墙能充分利用土体的自承能力的特点，与喷锚支护相比，其造价低，施工方便。因此在条件允许的情况下，采用土钉墙支护，可以大大节省投资。土钉墙施工周期短，与挖土同时进行，很少占用独立工期。挖土与土钉支护都分层分块施工，充分发挥土体的空间支护作用，并在开挖后几个小时内封闭，使边坡位移和变形及时得到约束限制。

参考文献

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关键词：防治原则；工况分析；抗滑桩；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

中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1公路开挖中存在的问题

公路路堑边坡工程设计数量集中、种类多、性质杂等特点，但又存在场区及区域规律；和重点复杂的边坡工程设计有所差别；但又没有勘察设计工作程序和细则；另外由于各种条件的限制，边坡施工时却又不能严格按照“分级开挖，逐级支护”原则施工。目前，大部分公路路基边坡施工主要采用全坡面开挖后暴露很长时间再进行防护和加固，导致人为诱导的边坡变形，严重时更会导致多次(处)边坡失稳破坏的工程事故，对工程施工和营运安全带来直接危害，更会对工程造价和施工进度带来影响。

2边坡主要的防治原则及整治技术

在公路边坡防护工程设计中，根本问题是在边坡的稳定与经济之间选择一种合理的平衡。对于已发生病害或稳定性不足的边坡，需采用一定的防治措施使其在运营期间的保持稳定性或安全性。然而，针对不同边坡的具体情况采取不同的工程措施[1]。

公路边坡失稳的主要原因，一般认为是由于岩体下滑力增加，或岩体抗滑力降低所致。因此，正对边坡失稳的防治措施主要针对上述两方面进行处置，从而改善边坡稳定性能，增加边坡安全系数。

公路边坡整治技术主要分为两种，一种是针对边坡存在的隐患或可能发生的病害采取的预防性措施；另一种则是针对病害采取的治理工程措施。第一种处治技术是防止病害的发生或制止边坡变形，第二种整治的目的则为使边坡满足设计的安全性能。

3抗滑桩支挡工程特点

为支挡失稳坡体的下滑力，通常采用抗滑桩加固边坡的方法。在这类加固工程中，在浅层及中厚层滑体的前缘，或厚度不大且有地质条件的滑体的中部，常常采用钢筋混凝土桩或钢轨混凝土挖孔桩。而在大多数情况下，常采用桩墙结合的措施，采用分级支撑滑体，减轻对下部挡墙的推力[2]。此外，还可分排间隔设桩，这样不但工作面多，不会相互干扰，而且能够加快施工进度。

采用支挡(挡墙、抗滑桩等)措施是边坡处治的基本方法，对于不稳定的边坡岩土体，使用支挡结构，通过设置抗滑桩的形式增大滑体抗滑能力，提高滑体的稳定性能。该方法的优点是可以基本解决边坡的稳定问题，但是其缺点则是支挡位置的设置灵活性较小。

4有限元软件及破坏准则

土是由固体、液体和气体组成的三相体，三相物质的质量、密度、成因类型、形成历史等因素，都会使土表现出不同的性质。形成岩土体介质的力学性质非常复杂，影响其应力和变形的因素很多。鉴于实际工程中计算需要，可采用商用软件对其进行分析，本文采用的软件为ANSYS，对边坡开挖抗滑桩稳定性进行计算分析。ANSYS可以很好的模拟岩土的力学性能，对岩土的应力—变形与稳定性进行分析。

采用的Drucker-prager准则，通过分析自重应力及开挖对土体的影响，采用双参数准则，可以表示为：

式（1）

其中，k和是由试验确定的材料常数。根据应力不变量和，Drucker-prager准则可以表示为：

式（2）

5工程概况

某高速公路 K03+148～K13+220段，该路堑边坡于2010年8月开始开挖施工，在开挖过程中，边坡出现了大的滑移变形，山顶部分出现明显位移，通过勘察认为，该开挖过程可能引发滑坡，滑体范围较大，深度较深，一般厚度4～9m，最大厚度12m，滑坡的体积(80～140)×46m3，为一中型滑坡。设计施工方案为：坡顶及中部削坡减载，并采用格子护坡，在坡脚设24根抗滑桩(K13+248～K13+344)，两端用抗滑挡墙加固，修排水沟、前缘施工泄水孔，边坡的变形得到遏制，边坡整体处于稳定状态。

5.1滑坡推力

利用规范中的传递系数法[3]，计算滑坡推力及抗滑桩内力，根据勘察报告以及现场的岩土体物理性质实验及相应的技术规范。

下滑力：

（3）

抗滑力：

（4）

安全系数：

（5）

由式(3)，(4)，可得[4]：

（6）

（7）

采用传递系数法对该路堑坡边坡进行推力计算和稳定性分析，分两种工况。工况一：自然状态下开挖边坡后推力计算和稳定性分析；工况二：抗滑桩治理后稳定性分析。

推力计算结果，根据计算结果可以得出以下结论：在未支护前稳定系数0.98，最后条块剩余下滑力为567.4 KN/m，表明边坡处于欠稳定状态。在抗滑桩处置后，该边坡的稳定性系数为 1.15，最后条块剩余下滑力为0，表明抗滑桩支护取得明显效果，推力计算如表1、2所示，抗滑桩支护后，剪力和弯矩随桩身变化如图1、2所示。

表1 工况一推力结果

表2工况二推力结果

图1剪力随桩深变化图2弯矩随桩深变化

为了对以上计算结果进行对比，采用有限元软件ansys模拟该公路边坡开挖过程及抗桩的支挡， 计算参数选取如表3所示，采用Plane42平面单元来模拟岩土体,钢筋混凝土抗滑桩采用Beam3单元。材料本构模型时采用DP模型。抗滑桩桩截面尺寸为 3.5m×2m，受荷段和锚固段长分别为12m和6m，激活梁单元beam3，其边坡开挖支挡后坡体剪应力分布如图3所示,依据坡体破坏准则，支挡后边坡处于稳定状态，抗滑桩的弯矩分布如图4所示，正负弯矩的改变处即是该公路边坡开挖过程中潜在的滑动面。

表3模型参数

图3岩体的剪应力图4抗滑桩的弯矩

4结论

针对公路开挖中的边坡破坏和失稳问题，本文提出了防治原则和整治技术相结合的方法，对抗滑桩的支护特点进行了重点说明。借助具体的工程实例，采用传递系数法，分析和计算边坡下滑力，通过抗滑桩支护前后的边坡剩余下滑力对比和有限元的模拟，说明抗滑桩可以很好的提高公路边坡稳定性。

参考文献

[1]沈珠江.桩的抗滑阻力和抗滑桩的极限设计]JI.岩土工程学报,1992,14()l:41～43

[2]王恭先.高边坡设计与加固问题的讨论.甘肃科学学报，2003.21-25

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关键词：建筑深基坑 支护变形 控制

随着城市现代化建设进程的不断加快，有限的城市地面空间已不能满足人们日益增长的生活和工作需要，于是人们开始向高空和地下寻求发展空间。地下建筑工程正处在高速发展的时期，这使得深基坑工程施工问题在技术和经济上对整个建筑施工起着举足轻重的影响。其中建筑深基坑支护变形问题是目前比较关注的话题，论文重点对深基坑支护技术的应用作了探讨，并提出一些具有工程应用价值的建议措施和成果。

1、深基坑支护体系

1.1深基坑支护体系的分类

按照围护结构的受力破坏情况，可将围护结构分成非重力式围护结构(柔性围护结构)和重力式围护结构(刚性围护结构)。

1.2深基坑支护技术存在的主要问题

1）土层开挖和边坡支护不配套。深基坑开挖过程中，支护施工滞后于土方施工比较常见，因此不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工。一般来说，土方开挖施工技术含量相对较低，工序比较简单，组织管理也容易。而深基坑挡土或挡水的支护结构施工技术含量比较高，工序多且复杂，施工组织和管理都较土方开挖复杂。

2）边坡修理达不到设计和规范要求深基坑开挖常存在超挖和欠挖现象。一般深基坑开挖均使用机械开挖，人工修坡后即开始挡土支护的混凝土初喷工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，开挖机械操作人员的操作水平低等因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度、顺直度极不规则，达不到设计和规范要求。

3）成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求。钻孔中如果不认真研究土体情况，会产生出渣不尽、残渣沉积等问题，进而影响注浆质量，有的甚至造成成孔困难、孔洞坍塌，无法插筋和注浆。

4）工程监理不到位。对于设计监理与对建筑物及周边环境的监控尚有一定差距，亟待完善与提高。

2、深基坑支护变形机理

1）坑底土体隆起。基底隆起量的大小是判断基坑稳定性和将来建筑物沉降的重要因素之一。坑底隆起是垂直方向卸荷改变坑底土体原始应力状态的反应，在开挖深度不大时，坑底土体在卸荷后发生垂直的弹性隆起。当围护墙底为清孔良好的原状土或注浆加固土体时，围护墙随土体回弹而抬高。

2）围护墙的位移。围护墙墙体的变形从水平向改变基坑土体原始应力状态而引起地层移动。基坑开始开挖后，围护墙便开始受力变形。在基坑内侧卸去原有土压力时，在墙体外侧则受到主动土压力。而在基坑的围护墙内侧则受到全部或部分被动土压力。围护墙的位移使墙体主动土压力区和被动土压力区的土体发生位移。墙外侧主动土压力区的土体向坑内水平位移，使背后土体水平应力减小，以致剪应力增大，出现塑性区，而在基坑开挖面以下的墙内侧被动土压力区的土体向坑内水平位移，使坑底土体加大水平向应力，以致坑底土体增大剪应力而发生水平向挤压和向上隆起的位移，在坑底处形成局部塑性区。因此，同样地质条件和开挖深度下，深基坑周围地层变形范围及幅度，因墙体的变形不同而有很大差异，墙体变形往往是引起周围地层移动的重要原因。

3、深基坑支护变形控制技术

3.1重视地质勘察工作

深基坑支护施工中，监理工程师要认真阅读工程的地质勘察报告，了解基坑开挖所在地的地形、地貌和地质特点，分析可能导致边坡土体滑坡的各种因素，对影响边坡稳定性的关键地段、重要地层和土质指标做到心中有数。由于地质勘察资料不一定很详细而且可能与实际情况有出入，监理工程师在基坑开挖中还要经常对比现场的地质情况，与地质报告差异很大时要及时告知建设单位，由建设单位通知勘察和设计单位，查看是否需要调整方案。

3.2设计方案必须经过技术论证

基坑工程设计中应包括支护体系的选型、围护结构的强度、变形计算、场地内外土体稳定性、渗透稳定性、降水要求、挖土要求、监测内容等。围护墙体和支撑体系的布置应遵循下述原则：1）基坑支护结构的构件(包括围护墙、隔水帷幕和支撑锚杆)不应超出建筑用地范围。否则应事先征得政府主管部门或相邻地块业主的同意。2）基坑支护结构构件不能影响主体结构构件的正常施工及邻近建筑物和地下管线的正常使用，确保基坑坑壁稳定，施工安全。3）有条件时基坑平面形状尽可能采用受力较好的圆形、正方形和矩形，尽可能便于挖土、便于支护结构和基础施工。4）深基坑支护方案需组织专家进行审查论证合格方可组织实施。支护体系选型应根据工程规模、主体工程特点、场地条件、环境保护要求、岩土工程勘察资料、土方开挖方法以及地区工程经验等因素，综合进行经较、分析，在确保安全可靠的前提下，选择经济合理、切实可行的方案。要求施工单位聘请有丰富经验的专家进行设计、施工方案的评审，以使有效降低基坑支护的风险，防止安全事故的发生。

3.3深基坑施工要点

1）深基坑工程挖土方案主要有放坡挖土、中心岛式、盆式和逆作法施工。土方开挖顺序、方法要与设计工况一致，基坑边堆置土方不应超设计荷载。防止深基坑挖土后土体回弹变形过大，要设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水，同时保证井点降水正常进行，挖至设计标高后尽快浇筑垫层和底板。支护桩打设完毕后基坑开挖，制定合理的施工顺序和技术措施，防止围护结构位移和倾斜，土方开挖要均匀、分层减少开挖时的压力差，确保边坡稳定。

2）排桩墙支护工程:排桩墙支护结构包括灌注桩、预制桩、板桩等类型构成的支护结构，开挖后应及时支护，每一道支撑施工应确保基坑变形在设计要求的控制范围内。

3）在含水层丰富的基坑，制定确实可靠的止水措施，确保基坑施工及邻近建筑物的安全。坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢铰线、砂子、石子、掺加剂等必须按规定报验，取样送检。

4）做好隐蔽工程验收。施工过程中，监理工程师应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆应力等进行检查，按规定留置混凝土试块、水泥浆试块等。

5）降水与排水:要配合基坑开挖的安全措施，施工前应有降水与排水设计，当在基坑外降水时，应有降水范围的估算，同时在降水过程中进行监测。降水系统运转过程中随时检查观测孔中的水位，对基坑内明排水设置排水沟和集水井。

3.4动态监测，推行信息化施工

由于深基坑开挖过程中，边坡稳定存在很多潜在的危险和破坏的突然性，地下工程受各种水文、地质、雨水等复杂条件的影响，特别在基坑旁有基础埋置较浅的建筑，或有重要的地下电缆和市政管线，很难从理论上预估出现的问题。根据土层位移的时空效应，及时掌握土体变形特性、边坡的稳定状态和支护效果，发现异常情况及时采取措施，预防边坡失稳和周围建筑沉降等事故发生。支护完毕后，应要求支护施工单位与总承包单位办理阶段验收和文字移交手续，将基坑支护情况、监测结果、注意事项等书面转交总包单位，同时要求继续委托有资质的检测单位加强监测，以便出现问题时界定责任。

4、结语

综上所述，为了减少深基坑支护施工事故，需要科学设计、精心施工、强化监理，保护坑边建筑与环境，不断提高深基坑支护技术和管理水平。

参考文献：

[1]刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2009:81-83

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关键词：土钉墙；建筑工程；深基坑支护；作用；应用；质量控制

中图分类号：TU198 文献标识码： A

土钉墙是在新奥法的基础上基于物理加固土体的机制，在上个世纪70年代从德国、法国及美国发展出来的支护方式。上个世纪80年代早期在矿山边坡支护中我国采用了这种方式，随后土钉墙支护法在基坑支护得到了大量应用。土钉墙的组成成分为被加固土、放置于原位土体内的细长金属杆件与在坡面附着着的混凝土面板，最终实现重力式支护结构。将一定长度及密度的土钉设置在土体内，通过土钉和土一起完成作业，进而将原位土的强度、刚度进行有效提升。这种支护技术主要应用于12米以下的基坑开挖深度，如地下水位在坑底以上时，必须根据实际施工要求，进行有效排水与截水施工。

一、土钉墙支护深基坑的作用

1、应力传递与扩散作用

当荷载增大到一定程度后，边坡表面和内部裂缝己发展到一定宽度，此时坡脚应力最大。这时下层土钉伸入到滑裂域外稳定土体中的部分仍能提供较大的抗力，土钉通过其应力传递作用，将滑裂面内部应力传递到后部的稳定土体中，并分散在较大范围的土体内，降低应力集中程度。在相同的荷载作用下，经过检验：被土钉锁加固的土体在内部的应变水平比其他素土边坡土体内的应变水平要降低了很多，这种情况带来的优势就是对开裂区域的形成与发展产生了明显的阻碍效果。

2、箍束骨架作用

土钉与同作用，土钉自身的刚度和强度以及它在土体内的分布空间所决定的，它具有制约土体变形的作用，使得复合土体构成一个整体结构。

3、坡面变形的约束作用

在坡面上设置的与土钉连成一体的钢筋混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。面板提供的约束取决土钉表面与土的摩阻力，当复合土体开裂扩大并连成片时，只有开裂区域后面的稳定复合土体产生摩阻力。

4、分担作用

在复合土体内，土钉有较高的抗拉、抗剪强度和抗弯强度，当土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉分担作用更为明显。土钉内产生相应的弯剪、拉剪等复合应力，于是就会导致土钉体外裹浆体碎裂、钢筋屈服的结果。

二、土钉墙施工技术在建筑工程深基坑支护中的应用

随着我国建筑工程事业发展速度的不断提升，为确保建筑工程深基坑施工的质量，施工企业必须重视其施工工艺，规范施工流程，只有这样才能提高工程的整体质量，实现其经济效益。

1、钻设钉孔。选用土钉成孔的方式进行基坑支护作业，其成孔工具为洛阳钻机，将其孔径设置为80毫米，深度应确保其超过土钉长度100毫米，成孔倾角为15度。每钻进1米，并进行倾角地测量，避免偏向等情况的出现。

2、土钉安装。与本工程基坑土钉墙支护设计需求相结合，进行土钉的制作，确保其长度在设计长度以上。每隔1.5米进行一组土钉的设置，选用搭焊连接的方式进行土钉连接，焊缝高度控制在6毫米，把土钉在成孔作业后设置在孔内。

3、注浆。选用孔底注浆法进行土钉墙基坑支护注浆作业，其作业流程为在孔底插入注浆管，确保管口与孔底之间距离200毫米，注浆管应同时进行注浆与拔出作业，确保注浆管底能够在浆面以下，确保注浆过程中可以顺利从孔口流出，并将止浆阀设置在孔口，选用压力注浆的方式进行施工，确保水泥浆强度为M20，注浆压力控制在1到2Mpa之间。

4、挂钢筋网并与土钉尾部焊牢。选用钢筋网进行土钉墙面施工，将其间距定为200毫米，在坡面上通过人工的方式进行绑扎钢筋的作业；搭接坡面钢筋的长度需在300毫米左右，随后顺着土钉长度方向在土钉端部两侧进行短段钢筋的焊接作业，同时在面层内将相近土钉端部通长加强筋进行连接及焊牢。

5、安装泄水管。土钉墙基坑支护的泄水管制作应选用用PVC管作为主要材料，泄水管长度必须在450毫米以上，并在管附近进行钻孔作业，孔数应控制在5到8个，随后在管外侧进行尼龙网布的包裹作业。泄水孔纵横距离定为2米，布置形状为梅花型并确保安装的牢固性。

6、复喷表层混凝土至设计厚度。选用喷射混凝土方式进行土钉墙施工，其设计强度必须在C20左右，其厚度应控制在80毫米。第一，选用干拌方式，混合料搅拌时必须遵循相应的配合比进行施工，混凝土喷射施工过程中根据实际情况，可以将水泥重量为5%喷射砼速凝剂掺加到里面。在开挖土方、修坡施工后，及时完成土钉锚固作业，结束焊接钢筋网施工后，必须及时进行喷射混凝土作业。选用分层喷射的方式，由下到上的方式进行喷射混凝土作业。第一层喷射厚度应控制在4厘米到5厘米之间，确保其不出现掉浆现象后，进行第二层混凝土再喷射作业，直至其厚度符合设计规定。

三、土钉墙施工技术的质量控制

1、护筒中心和桩中心的偏差不能超过5cm，埋深不能低于1m，泥浆的比重最好控制在1.1～1.2，孔底沉渣的厚度不能超过15cm；钢筋笼安放位置准确，钢筋连接满足规范要求；水下浇筑混凝土施工需要连续作业，保证导管埋入混凝土内深度不小于2米，速度适宜，避免堵管或钢筋笼上浮，同时桩头超灌1米。灌注桩混凝土养护完成后，按照相关规范和设计要求进行质量检测，确保质量合格。

2、土层锚杆在开挖的深基坑墙面或者尚未开挖的基坑立壁土层钻孔，在达到要求的深度后再次扩大孔的端部，一般形成柱状。实施锚杆支护技术施工，主要将钢筋、钢索或者其它类型的抗拉材料放入孔内，然后灌注浆液材料，令其和土层结合成为抗拉力强的锚杆。这样的支护技术能够让支撑体系承受很大的拉力，有利于保护其结构稳定，防止出现变形，同时还具有节省材料、人力，加快施工进度。

3、在深基坑支护完成后的施工期间，无坑壁坍塌问题出现，通过仪器对周围建筑物进行监测，无明显的变形现象出现。混凝土灌注桩和锚杆支护能够保证该工程的顺利进行，并且保障周围的建筑物的安全，因此实施深基坑支护施工方案是可行的。

四、结束语

综上所述，建筑工程是关系到国民经济增长的重要工程，随着我国房地产事业发展速度的不断加快，其建设要求也不断提升，土钉墙施工技术作为建筑工程施工的重要技术之一，其施工工艺选择的科学性、合理性将直接关系着整个工程的质量，关系到人们的生命安全。只有确保其施工工艺的规范性，充分掌握其技术要点，才能有效提升其整体质量。

参考文献：

[1]胡浩；王路；胡小猛；；高层建筑深基坑支护土钉墙技术应用研究[J]；科技信息；2011年13期

[2]闫君；王继勤；崔剑；；土钉墙支护技术在青岛中惠商住楼深基坑中的应用[A]；探矿工程（岩土钻掘工程）技术与可持续发展研讨会论文集[C]；2003年

[3]兰云才；虞利军；欧阳涛坚；；软土地区深基坑支护工程实例[A]；第十三届全国探矿工程（岩土钻掘工程）学术研讨会论文专辑[C]；2005年

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摘要:本文主要对深基坑支护施工问题进行了分析。阐述了基坑工程是一门综合性、实践性很强的学科，但是在现今的实际施工中面临着基坑越来越深的趋势，尤其是在环保要求逐渐提高的今天，我们必须要以严谨的科学态度来对待深基坑支护问题，文章分析了岩土工程中深基坑支护施工中目前存在的主要问题，并提出相应的处理对策，以期在今后的工程实践中不断总结和提高技术水平，为发展深基坑工程的理论和实践做出贡献。 关键词:深基坑;支护施工;问题

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

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：0引言 随着时代的发展和人民的生活水平的提高，建筑物的重要性和安全等级越来越高，且深基坑的开挖深度也越来越大，合理的基坑支护技术是保障建筑物安全施工的关键，为了确保建筑物的稳定性，建筑基础必须要满足地下埋深嵌固的规范要求。建筑结构主体越高，其埋置深度也就越深，对基坑工程施工要求也就越高，随之存在问题也越来越多，这给建筑施工带来了很大的困难。 1深基坑支护施工中存在的问题 现今深基坑支护结构的设计理论虽然有了很大发展，但是在实际施工中仍然存在许多不足的地方，主要表现为如下几个方面。 1.1边坡修理不达标 在深基坑施工中经常存在挖多或挖少的现象，这都是由于施工管理人员管理的不到位以及机械操作手的操作水平等多种因素的影响，使得机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则，而人工修理时又由于条件的限制不可能作深度挖掘，故经常性的会出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。这是深基坑支护工程施工中较为常见的不足之处。 1.2施工过程与施工设计的差别大 在深基坑中需要支护施工时，会用到深层搅拌桩，但其水泥掺量会不够，这就影响水泥土的支护强度，进而使得水泥土发生裂缝，另外，在实际施工中，偷工减料的现象也时常发生，深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中往往不管这些框框，抢进度，图局部效益，这往往就会造成偷工减料现象的发生。深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大，也需要引起高度的重视。 1.3土层开挖和边坡支护不配套 当土方开挖技术含量较低时，组织管理也相对容易。而挡土支护的技术含量较高，施工组织和管理都比土方开挖复杂。所以在实际的施工过程中，大型的工程一般都是由专业的施工队伍来完成的，而且绝大部分都是两个平行的合同。这样，在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖延工期，开挖顺序较乱，特别是雨天期间施工，甚至不顾挡土支护施工所需要工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法去完成支护工作，对属于岩土工程的地下施工项目，资质限制不严格，基坑支护工程转手承包较为普遍，一些施工单位不具备技术条件，为了追求利润而随意修改工程设计，降低安全度。现场管理混乱，以致出现险情，未做到信息化施工和动态化管理。这也是深基坑支护施工中常见的问题之一。 转贴于 中国论文下载中心 studa.ne

2深基坑支护实施策略 2.1变传统深基坑支护工程设计理念 现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段，而且，目前我国还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。因此，深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。 2.2重视变形观测，并注意及时补救 岩土工程中深基坑支护结构变形观测的内容包括:基坑边坡的变形观测、及周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据可以及时分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况，分析其存在的偏差便可以及时的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况还有地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差，在下部施工中及时校正设计参数，对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施，为此，要求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时，要求变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责，保证观测质量。如果在实际测量中确实发现异常情况，就需要即时研究采取措施以防止其恶化。而一旦出现大的变形或滑动，立即分析主要原因，做出可靠的加固设计和施工方案，使加固工作快速而有效，防止变形或滑动继续发展。研究和应用已有的基坑工程行业的和地区性规范以及当地的工程经验。对于重大复杂的基坑工程目前国内采用专家论证的形式，对保证工程安全、降低造价是有效和现实的一种方法。 2.3栀程控制基坑支护的施工质量 岩土深基坑支护施工重在于过程控制，一旦施工过程控制环节出现问题，事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理，确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境，另外，降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合，坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。岩土深基坑开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土。 3结束语 鉴于岩土深基坑工程施工的复杂性和风险性，实际施工管理中要求决策者需要掌握本地区或类似条件下已有的成功的经验和失败的教训，根据特定的工程要求和条件进行综合考虑，做出安全、可靠、经济的包括围护结构、支护体系、土方开挖、降水、地基加固、监测和环保的整体施工方案。

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【关键词】边坡稳定；防护技术；公路；边坡破坏

1.引言

当前我国正加大基础建设的力度，以响应国民经济的快速发展。公路等级越来越高，一些公路所处的地形也更加复杂。公路边坡防护工程难度加大，其解决边坡的稳定问题具有实际的工程安全可靠度意义和经济性价值。一直以来，路基边坡的综合防护是公路建设的薄弱环节，其造成的安全隐患和经济损失也一般是不可小觑的[1]。

2.边坡稳定理论

2.1 边坡稳定理论的发展

边坡稳定分析最早出现于十八世纪，当法国某军队修建土质工事时对其边坡的稳定进行了稳定性分析[2]。之后一百年后，人们大量的修建运河、铁路以及大土坝，使人们逐渐意识到这些构筑物的边坡稳定研究的必要性。随着这项与研究的发展，边坡稳定问题成为岩土工程的经典问题之一。早期的理论研究建立在与实际有一定出入的条件基础之上，为半理论半经验性质，分析的方法并不完善。研究的成果与实际结果有较大出入。

边坡稳定研究另一个比较有里程碑意义的是1950年土力学专家太沙基发表了题为《滑坡机理》的论文。该论文对滑坡产生的过程、起因以及判定方法进行了论述，为之后边坡稳定的研究奠定了基础。到了20世纪60年代，一些大型大坝、岩体失稳事故的发生，更加促使了边坡稳定研究的发展。这时的理论研究逐渐采用弹塑性理论，使研究成果更加接近实际。

2.2 边坡稳定分析方法

如今边坡稳定问题分析方法较多。最常用的是极限平衡分析法和有限元法。极限平衡法将滑动带上土体竖向划分为若干土条，列出这些土条的静力平衡方程，从而计算出边坡安全系数。极限平衡法较容易理解掌握，但得到的安全系数不够准确，与实际监测结果有一定差异。有限元法计算结果较为真实，且不必事先假定滑动体形状位置，缺点是不能直接得到安全系数，工程应用不方便。

3.边坡的破坏形式

边坡破坏常发生于岩土软弱处和强风化段。某公路边坡破坏实例如图1所示。为保证行车安全，应注意检查边坡的变化，及时进行加强防护。通常其破坏形式如下几种[3]：

（1）滑坡：岩土在重力作用下无支撑力整体向下方滑动。通常发生于河流、雨水冲刷后以及人为切割较多坡脚后。当坡体顶部超载后也易发生此现象。滑坡根据力学特征可分为牵引式和推移式。牵引式滑坡起因是下部先滑动，导致上部土体失去支撑作用继而变形滑动，发生速度较为缓慢。推移式滑坡则是上部土体受到挤压后向下移动，并挤压下面的土体，常见于上部堆载的情况。

（2）崩塌：陡坡上岩层本身不稳定，容易在外界的扰动下发生突然的脆性破坏。崩塌发生速度极快，无明显的滑动面。虽然剥落的岩体总体积一般并不大，但其发生突然，若路面有行人车辆，则很难避开。

（3）剥落：岩土表面在风化作用下与母体脱离。

图1 边坡破坏实例

4.边坡失稳的防护措施

边坡稳定防护措施可分为浅层的防护与深层加固治理以及二者的综合治理方法。

4.1 浅层防护措施

（1）坡面防护。坡面防护主要方法有种植植被，抹面，捶面等。当边坡较为稳定，表面只轻微冲刷，且土质环境适宜草类生长，可采用种植草体方法防止土坡表面的冲刷。当坡面易风化或冲刷严重时，可用材料抹面形成整体性较好的表面。

以某公路工程为例，其表层土为膨胀土则其开挖后原本稳定的土层现在表层，土体所受到的扰动较大，较容易发生失稳问题。此时应特别注意对坡面的加固防护。该项目表层采用混凝土骨架，主要为方格和拱形护坡并结合使用植被护坡[4]。

（2）地面排水。

从造成土坡失稳的原因分析中可知水对土坡失稳的重要影响，因此必须将表层水及时排出，防止地面水变成地下水，减少水对土坡的扰动。地面排水主要有以下几类，在挖方路基的路肩外侧；挖方路基上方适当位置以对流向路基的水流截流；用以引出低洼积水的排水沟等。

（3）冲刷防护。用以防止边坡的被冲刷以及受大气影响，多采用护面墙。护面墙的坡度应满足整体的稳定要求。

4.2 深层防护措施

（1）排除地下水。不仅应对地表水及时排除，对地下水更应注意其水位变化，并及时制定应对措施。深层地下水的排除方式有：渗沟排水、集水井排水、平沟排水及渗水隧洞排水。

（2）岩土锚固技术。采用拉杆将土坡锚固在稳定的岩层上，充分利用稳定岩层的作用力，提高土坡整体的稳定性。该方法在几乎不增加结构自重的基础上确保了岩土的稳定，减轻了下部土体基础的作用力，更加确保了结构安全性。该方法经济性安全性明显，故在岩土工程中广泛应用。

（3）土钉支护。该方法经济可靠施工方便，在工程中推广迅速。土钉与周围土体充分接触，形成组合体。当土体变形滑落时，土钉受到粘结力受拉，约束了土体的进一步滑动。

4.3 边坡浅层、深层结合的防护措施

（1）挡土墙。挡土墙可分为重力式挡土墙和轻型挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等。在公路边坡支护中重力式挡土墙应用较多，其依靠自身重力抵抗侧向土压力，防止墙身后土体的失稳滑动。该方法应用于夹杂大孤石的残积土边坡常不成功。因为此类边坡蠕动变形大。应采用土钉挂土工格栅后再在表层种植植被。

（2）抗滑桩。抗滑桩使用桩穿过滑坡面直接锚固在稳定岩层一定深度范围内，可以抵抗一定的滑坡作用力，阻止滑坡体的滑动状态，增加边坡安全系数。抗滑桩可以有效的解决一些难度较大的工程，因此该发展较为迅速。抗滑桩桩位布置灵活，可设置在抗滑效果最有利的位置。使用抗滑桩需要注意的是使用寿命。几年之后抗滑桩经常会出现推移甚至倾倒事故。理论上是由于土压力理论的缺陷，没有考虑土体的蠕动的物理现象。现在可加固土体自身加强结构的整体性以提高土坡稳定性。

另外公路路线的选择直接关系到边坡的稳定性。合理的公路平纵面设计可以减少大填大挖，减少对山体的破坏。避免高填深挖，在丘陵地区尽量按地形顺其自然的设置边坡。对山路路线不宜过度追求平直。要充分利用地形，恰当使用人工构造物如锚杆、喷射砼、加筋挡土墙等，减少对环境的影响。

边坡的稳定性验算应采用适宜的方法和合理的参数。应充分考虑各计算参数的随机性和模型的不确定因素[5]。另外应从法制上保证公路建设的顺利进行，建立健全法律体系，采用强制手段保证公路建设的可持续发展，全面提高公路的建设质量。

参考文献

[1] 姚金强.浅谈边坡稳定及加固[J].民营科技，2012（1）.

[2] 儒.边坡稳定及抗滑桩加固分析研究[D].长安大学，2013.

[3] 刘金良.公路边坡稳定与防护问题[J].科技情报开发与经济，2004（14）

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【关键词】锚杆（索）；ANSYS有限元；锚固系统；影响因素

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

涟钢冷轧主厂房为湖南省重点建设项目，该主厂房工程建筑面积约90000m2 ，由12 个布置合理的纵横跨间组成，均采用全钢刚架结构，最大跨度 36m，基本柱距 12m，最大柱距 36 m，厂房高度 20m～42m；柱子采用阶形柱，上柱为焊接“H”型钢，下柱为钢管砼格构柱；吊车梁为实腹式焊接“H”型钢梁， 高度1200mm～3000mm，最高轨面标高17.5m。厂房沿线地形起伏较大，坡角陡，一般50°左右，出露以泥灰岩为主，岩体风化程度普便较大。所以，边坡的稳定性对厂房的安全至关重要。因此，研究此类边坡的稳定性，对于设计和施工有非常重要的现实意义[1]。

2. 风化岩体边坡的特点

（1） 风化残积层。

该层厚度不大，大多数地段基岩，出露覆盖层主要为沉积物，岩性上部主要是 （含砾）低液限粘（粉）土，褐黄色、土黄色、灰黄色等，可塑～硬塑状，砾质成份主要为硅化岩角砾，粒径0.5～2cm，次棱角～次圆状，含量约占25～35%左右，层厚0～5.85m，分布于山坡坡脚地段。

（2）泥灰岩。

青灰色、灰色，泥中厚层薄层状，岩质较软，易风化。

全风化层：岩性已全风化成碎石土组成，层厚0～2.5m。

强风化层：节理裂隙较发育，岩芯破碎，呈碎块状，层厚0～2.5m。

中风化层：节理裂隙发育，岩石相对较硬，钻孔岩芯较完整，多呈短柱状。

经原位测试、室内试验、并参考有关规范规程结合当地工程经验，推荐各工程地质分区的主要岩土力学指标值如表1所示[1]。

3. 风化岩体对边坡稳定性的影响

3.1 由于风化岩体结构的破坏，从很多方面降低了边坡的稳定性，具体可从以下几个方面来分析[2～3]。

（1） 透水性能增加，抗剪强度降低，从而降低了边坡的稳定性。

在泥灰岩中，由于各矿物颗粒的膨胀率各异。当风化作用导致其不均匀的膨胀和收缩；或者由于水的溶蚀、水解岩中某些可溶物质，都将削中和破坏岩石中矿物颗粒之间的联结，导致岩石力学性能降低，特别是岩石的透水性能增大，抗剪强度降低。

（2）形成和加剧的岩体裂隙，导致软弱结构面的产生，从而影响边坡的稳定性。

由于风化作用，使岩体沿着已有的联结比较软弱的地方，如未裂开的层理、片理、劈理方向上，矿物结晶颗粒之间的结合面上，以及在矿物结晶颗粒解理方向上，形成新的裂隙。或对原有裂隙进一步加深、增宽、延伸和扩大。这种形成或加剧岩体裂隙的作用，主要是由于水的楔入作用和冻胀作用。

3.2 在边坡开挖后，通过对现场工程地质情况的调查，发现在强风化带、中风化带中岩体裂隙较为发育，裂隙面倾角较陡，裂面多呈闭合状，且裂隙中多有泥质胶结的充填。幸运的是没有一组节理倾向与边坡的临空面倾向一致[4]。

4. 边坡开挖有限元计算

（1）本文利用ANSYS有限元软件对开挖后的边坡的坡面进行稳定性验算，通过验算结果了解开挖后边坡的稳定性情况。图1为边坡开挖前和开挖后的整体模型和网格划分。

（2）模型采用D-P屈服准则。建立模型时，先生成加固锚索所在位置的关键点和节点，然后再根据节点建立锚索单元，采用beam3二维梁单元来模拟锚索，这样可以得到锚索所受到的轴力和剪力，整个支护结构共有12根锚索。然后再建立台阶处的关键点，生成台阶处的网格梁单元，根据加固设计的情况整个模型共建立了5个台阶，因为网格梁可以看作是柔性支护结构，所以也可以采用beam3二维梁单元来进行模拟。接下来，再建立边坡的坡面曲线和坡体的面，在此过程中生成开挖时需要杀死的单元的面，这样就可以方便的通过生死单元来模拟边坡的逐级开挖的过程了[5]。

（3）计算模型经过分台阶开挖荷载逐步释放的计算后，可以看到在未进行任何有效的支护的情况下边坡开挖后的位移和受力情况，图2为边坡在分台阶开挖完成之后的竖向位移图。从图中可以看出，在开挖之后边坡有明显的向下滑动趋势，边坡的竖向位移最大值达到7.13cm。从图中还可以清楚地看出，如果步对开挖的边坡进行相应地支护措施，则由于边坡的滑移还会引起了左侧向上隆起，隆起量可以达到将近20cm。

（5）从图4边坡的总的位移矢量图中我们也能很清楚的看出，边坡在没有有效的支护的情况下，即便是分多台阶进行开挖也会对整个边坡造成很大的扰动，使边坡产生明显的滑移。另外还可以从位移的云图中看出边坡单元的运动趋势呈圆弧状破坏。

5. 边坡加固设计与稳定性分析

（1）坡面每10m高设一台阶，台阶宽2m，上设截水沟。在边坡稳定性系数不足1.2的断面之间以3.5～5m间距，沿坡面布置规格400×400mm的地梁， 每根地梁安装3根预应力锚索。第一级坡面的地梁之间浆砌片石窗式护坡，窗内浆砌片石造景。从第二级至第三级坡面的地梁之间浆砌片石窗式护坡，岩层内安装泄水管，窗内坡面栽植灌木和植草。第四级至第五级坡面强风化层较厚，为了防止地表水渗入岩层，造成岩层软化，采取先在岩层内注浆封闭透水层，再在坡面栽植灌木和植草。其布置如表2所示[6]。

（3）如图5边坡加固后的竖向位移云图所示，在对边坡进行的相应的加固措施之后，边坡的竖向位移有显著的减小，边坡的竖向滑移最大值减小到了2.92cm，左侧向上隆起位移最大值也减小到了8.57cm。对边坡的水平位移而言，加固后与加固前相比，也可以清楚的看出，加固后的边坡水平向位移也有很明显的减小。边坡水平位移的最大值由加固前的21.7cm减小到了6.90cm，而且边坡左侧的水平位移最大值也由边坡加固前的10.5cm减小到了加固后的4.35cm。由这两个数据的对比我们可以清楚的看出，边坡的滑动在加固后得到了明显的控制（边坡加固后的水平向位移云图见图6）。

（4）图7为加固后的边坡的总的位移矢量图，从图中我们也能很清楚的看出，边坡在进行了有效的支护的情况下，整个边坡的变形得到了很好的控制。综合边坡的竖向位移和水平位移以及总的位移，可以说这次加固就本边坡而言还是比较成功的。

（5）对于锚索（杆）的具体受力情况，我们同样在进行每步的开挖运算之后，给出锚索在工作状态时的轴力和剪力的分布图，如图8a和图8b所示。对于网格梁的具体受力情况，我们同样在进行每步的开挖运算之后，给出网格梁在工作状态时的轴力和剪力的分布图，在本文的分析中是选用ANSYS的二维梁单元beam3来对网格梁进行模拟分析的，网格梁的受力情况如图8c所示。

6. 结论

本章通过对边坡的地质情况调查，参考相关的资料，对其边坡的情况进行了描述，同时选取了相关的一些参数。然后通过ANSYS有限元程序对其边坡的稳定性情况进行了模拟分析，分析边坡在开挖后的位移情况，说明边坡处于不稳定状态。根据边坡稳定性的分析结果，确定了预应力锚索加地格梁的加固方案，并通过有限元方法验证了此加固方案是合理和有效的。随后又对影响边坡锚固效应和锚固支护效果的因素进行了分析研究，并对支护系统的受力进行了分析。提出理论一些对工程有指导意义的方法和措施，但是岩土锚固问题对于不同的工程还需要因地制宜进行合理有效的分析和评价。

（6）从上图的边坡支护系统的受力情况可以清楚地看出，锚杆对边坡的滑动起到了很好的抑制作用，锚索（杆）的应力最大值为0.55MPa，位于第9根锚杆的后端位置。从锚索（杆）的受力特点看，锚索（杆）的受力集中在锚杆的中部，呈现中部大，两端小的情况。另外，在下部的几根锚索（杆）的里端，出现了受拉的情况，受拉的拉应力值不大。对整个边坡的稳定性没有影响。从图中还可以看出，锚索的轴力和剪力沿锚索全长呈非线性分布，但由于它随着岩体变形而变化，所以要给出它的轴力和剪力的简单计算公式或实测值是很困难的[9]。文献[10]中也给出了锚杆在工作时和拉拔试验时受力的分布情况，与本次模拟的结果比较一致，也说明了本边坡的分析是比较符合实际的。

参考文献

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篇9

论文关键词：高速公路，钢管桩，技术

 

0 前言

贵州省贵阳绕城高速公路西南段大河边特大桥位于贵阳市金竹镇大河边村，桥长632m，于高速公路里程K24+570～K25+190之间，横跨贵阳市饮水源阿哈水库库尾。

桥址区地处云贵高原中底山丘峰峡谷地段，所要跨越的阿哈水库位于里程K24＋690～K24+860之间，宽约170m，库区水体较深，库岸两侧地形陡峭，自然坡度约为35°高速公路，海拔为1103.6~1215.2m，相对高差111.6m；在K24+275~K24+690之间为二叠系地层，主要表现为强烈地剥蚀构造类地貌，属陡斜反向坡地形。区内植被较发育。

大河边特大桥1＃主墩设计承台顶标高为1112.806m，底标高1107.806m，中线桩号为K24+680m。基坑开挖后缘局部切入县道0.61m，考虑1＃主墩承台基础开挖后，基坑后缘与县道公路间将形成近11米的垂直临空面，且岩层顺坡向、易滑动，在县道公路与承台的施工时将造成边坡不稳定；另外，在1#主墩桩基开挖过程中，标高在1109m时出现山体渗水面。

鉴于此情况，先是采用改线的方式解决县道公路与承台后缘的距离，以便于承台基坑放坡，因山体岩层产状为顺坡向，已造成改线过程中山体滑坡，施工受阻。故采用钢管桩支护及加固地基的方式解决县道公路及1号承台基础后缘的稳定论文提纲格式。

1 岩土工程特征

承台与县道公路交叉点高程1117.553m，1117.553 m ~1108.5 m为碎石土，1108.5 m ~1103m为全风化泥页岩高速公路，1103 m ~1095m为强风化泥页岩，1095 m ~1086m为强至弱风化碳质泥页岩。

2 钢管桩注浆加固方案

采用钢管桩加固结灌浆相结合的施工方案，固结灌浆利用钢管桩钻孔向周边土体及强风化松散岩体中灌入水泥浆液，充填土体及松散岩体的孔隙，加固地基，钢管桩起支护边坡及稳定地基的作用，再用钢筋及混凝土基础将钢管桩连接为整体。

3 主要施工工艺

4 主要施工方法

布孔原则：距1号墩基坑后缘1.5m布设A、B、C、D线4排φ108×6㎜、＠1.0×1.0m、L=27m的梅花形布置钢管桩，共142个孔。其中，A、B线的孔距为1.0m，线距为1.0m，呈梅花桩布设，其设计钢管桩A线为23个孔，主要防护承台基坑与县道交叉部分；B线为39个孔；C、D线孔距为1.0m，线距为1.0m，设计钢管桩每排40个孔。孔深为27m(需进入弱风化硅质灰岩3.0m)。钻孔直径为Φ110mm，钢管桩采用普20φ76mm×4.5mm钢管。

4.1 整平施工场地，对应施工图纸将钻孔位置在地面上进行精确放样，钻机及时就位，并保证钻机的垂直度。

4.2 钻机成孔的同时高速公路，及时调运钢管桩等施工材料并根据前期钻孔施工的具体情况对施工材料进行合理调配、适当的增减。

4.3 成孔时需注意钻孔的垂直度，避免成孔倾斜度过大出现串孔现象。所选用的钻头直径尽量保证与钢管直径一致。

4.4 及时清孔。钢管桩同样要严格控制桩底沉渣，施工时可通过压入高压空气或高压水，从孔底向上进行清理，以确保沉渣不沉积在孔底以及钢管桩中，避免因为沉渣破坏桩底混凝土与基岩的胶结程度、影响钢管桩的嵌固效果。

4.5 下钢管桩。钢管按50cm间距布置梅花形注浆孔；出于安全考虑，一次下管长度应不超出塔吊高度，接头处需用电焊焊接连接，焊缝强度、长度等需满足相应的施工规范要求。

4.6 钢管桩灌浆论文提纲格式。可直接将带有规定压力的水泥浆渗透固结压浆，即沿钢管桩灌入，钢管水泥浆液受压由下而上，充填钢管桩、桩底岩层裂隙以及钢管桩与钻孔之间的空隙。灌浆浆液采用PO42.5普通硅酸盐水泥，配合比为1：1～0.75，灌浆压力0.5～1.0MPa，压力由小到大。当压力稳定10分钟可停止，灌入水泥浆要求强度M20。钢管桩成孔灌浆需分序进行。

4.7 补浆。水泥浆液在凝固过程中有一定比例的收缩效应，且可能在固结过程中渗入钢管下端的岩缝，所以钢管桩顶部水泥砂浆顶面会下降，需进行补浆高速公路，避免钢管桩顶部出现空洞。

4.8 沿钢管桩开挖坑槽，距钢管顶部0.1m沿横桥向焊接双层Φ16mm钢筋对钢管桩进行横向连接，沿纵桥向间隔3.0m焊接双层Φ16mm钢筋对钢管桩进行纵向连接，再浇筑0.3×0.3m的C25混凝土条型基础，完成钢管桩加固方案施工。

5结语

采用钢管桩注浆加固方法，时间短，见效快，施工工期仅一个月，同时不影响县道通车，也不影响大桥施工工期，非常实用。

【参考文献】

[1]公路工程质量检验评定标准JTJ071-2003，[S]北京：人民交通出版社，2003。

[2]公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000[S]．北京：人民交通出版社，2000。

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【关键字】大型隧道工程，隧道锚，施工，支护优化

一、前言

大型隧道工程的施工工程量巨大且又复杂，在进行开发前许多问题需要进一步解决探讨。隧道工程施工前，需进行风险监测和评估；大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题也不容忽视。

二、大型隧道工程地质环境条件

1.地质条件复杂，施工技术难度大，现场施工条件差，对工程周边环境和市政设施影响范围的控制要求高，风险因素和风险事件多，发生的概率较大。

2.盾构推进施工风险大，损失后果严重。隧道工程项目周边都是重要筑物和市政公用设施，加上越江隧道建设本身投资比较大，一旦发生事故，往往造成比较严重的损失后果

3.评价指标权重的确定

根据大型泥水盾构进出洞施工各风险事件的权重大小，可以用层次分析法（AHP） 把一个施工工况中同级各个因子两两相互比较（包括因子自身的比较），按重要性大小进行权重标度。上海复兴东路越江隧道工程大型泥水盾构进出洞施工各因子权模糊综合评价模型概述模糊综合评价通过构造等级模糊子集，把反映评价对象的模糊指标进行量化（即确定隶属度），然后，利用模糊变换原理对各指标进行综合运算，得出评价结果。

三、施工监测

1.监测内容

施工期间共设置7项监测内容：围护墙体水平位移（测斜）；围护墙顶垂直沉降及水平位移监测；坑外地下水位监测；支撑轴力监测；立柱点监测；周边建（构）筑物垂直位移及倾斜监测；周边土体地表沉降监测。重要是对围护墙移及地表沉降进行监测。

2.信息化施工

（一）在工作井第5层土开挖时，工作井南侧围护墙有局部渗漏水的现象，且出水量较大，同时监测数据显示坑外地下水位日下降量达30 cm，于是立即要求挖机停止继续向下开挖土方，并在墙身内外采用堵漏补救措施（在渗漏部分的墙身内凿槽，埋设开孔型PE泡沫条和注浆管；用早强水泥封缝，然后压注水溶性聚氨酯堵漏。墙外采用工程钻机钻孔，钻孔深度达到地下连续墙的渗漏处，然后下钻杆实施双液注浆堵漏，注浆范围为渗漏处左右各放宽3 m。双液注浆的配合比为水泥：水玻璃=1：0.5；注浆压力小于0.2 MPa），等监测数据都在报警值范围内。

（二）工作井施工至第6层土，开挖Ⅱ区时，监测Et报显示东侧围护墙体变形明显，El最大位移量达一2.91 mm，最大位移点位于墙顶以下25 m处。针对这种情况，立即组织力量，同步抽槽开挖Ⅳ区的土方，随挖随撑，抓紧安装东西向直撑并施加预应力，同时要求监测单位1天测2次，以便随时掌握基坑变形情况。随着第6道支撑全部安装完毕，墙移趋向于稳定日变化量小于1 mm。经分析是由于Ⅱ区斜撑数量较多，钢牛腿制作焊接间延长，导致基坑曝露时间较长，从而引起该时间段内围护墙移变化量较大，但整个过程其最大累计量及变化速率都在允许范围内。随着中国城市化进程的加快，越来越多的城市投入到地下轨道交通的规划建设当中。地下隧道越来越多，不可避免伴随着重叠交叉隧道的产生，群洞隧道施工的关键技术研究关系着轨道交通的安全问题，因此群洞隧道研究已经成为现代地下工程研究的热点。

四、隧道锚施工关键技术

施工过程中必须采取措施减少对岩体的扰动，保护岩层的完整性，出碴运输系统必须适应洞内大坡道及频繁变坡，减少工序的干扰。

1.掘进施工

首先在锚洞洞口进行工作坑开挖，根据现场地质和岩石强度采用预裂爆破和挖掘机大掘进、人工修整边坡、明槽施工，为保证边坡稳定，边坡坡度根据实地情况确定。

2.掘进方案

在锚洞进洞施工中，优先采用机械掘进，选择YT-28型风动支腿式凿岩设备，两座隧道锚的施工顺序问题，采取左右洞错位掘进施工，左洞为先掘进洞，右洞为后掘进洞，待先掘进洞到底后，再掘进后掘进洞，左侧隧道锚采用上下台阶法分3层掘进方式，上下台阶之间的间距为8--10 m。为了减少对围岩的扰动和减少超挖，采用了控制爆破技术，拱部采用了光面爆破技术，边墙适当进行预裂爆破。

3.爆破控制

爆破掘进时，把爆破振动对相邻室的影响作为控制的重要内容。为最大限度地减少爆破对围岩的扰动破坏，隧道锚的钻爆施工采用了小间距、低爆速设计，炮眼按浅密原则布设，严格控制周边眼的装药量，周边眼间距为40cm并适当布设空眼。

4.喷锚及衬砌施工

隧道锚的喷锚及衬砌主要分为前锚室段、锚塞体和后锚室两个阶段：1）前锚室段：前锚室段的围岩级别为Ⅲ级，初期支护采用?25先锚后灌式中空锚杆，L=3.0m，环纵向间距1 m，梅花形布置，洞壁设E6钢筋焊接网，设置间距为1米的钢格栅拱架。

五、支护技术的优化

1.支护技术存在的问题

在总结分析前人研究成果的基础上，结合大量的现场工程实践，研究认为常规锚杆支护技术主要存在以下几个方面的问题：

（一）常规支护用直径20mm、长2.0m锚杆的长度和刚度不足，从而发挥不出锚杆的支护作用。顶板围岩的松动圈半径一般在2～2.3m，2.0m长的锚杆其不能锚固到围岩的塑性硬化区内，导致锚杆失效不起作用；经常会出现锚杆被拉断的现象，说明锚杆的刚度不够，不能满足巷道开掘初期变形速度快、变形量大的特点。

（二）围岩表面约束能力差。由于高应力或构造应力的影响，使得支护体首先在较为薄弱的地方出现过量变形、岩石松动和破坏，进而形成破碎区，破碎区的发展导致围岩自承圈破坏。如不能及时将破碎区形成一个较为完整的整体，就不能发挥顶板岩石的自稳能力，从而不能有效地遏制围岩的局部破坏和破碎区向纵深发展，进而导致巷道围岩遭到更严重的破坏。

2. 常规支护技术优化

通过以上常规支护技术存在的问题，经本人对工作地点的实际情况了解，我率先提出了新的支护方式，使用直径为22mm、长2.4m取代原有普通锚杆的支护，得到了老工程技术的批准及大力支持。

采用新型直径为22mm、长2.4m的全程锚杆取代直径20mm、长2.0m锚杆，进行巷道顶板支护，使巷道开掘后顶板松动圈形成了一个整体，增大围岩的强度，提高围岩自承能力，控制了顶板的下沉量。采用强度大、长度较长的锚杆能锚固在稳定的岩层内，并适时在巷道关键部位进行锚索加固支护（由于锚索长度较大，能够深入到深部较稳定的岩层中，锚索对被加固岩体施加的预紧力高达200kN，限制围岩有害变形的发展，改善了围岩的受力状态，增加围岩自承圈厚度，实现厚壁支护），很好的解决了巷道顶板下沉、破碎的问题，随着支护强度的增大，有效的控制了顶板岩层的变形，施工的安全也得到了保证，同时一直困扰的进尺问题也迎刃而解。

六、结束语

隧道施工的完成，对于人们的生活具有着重要意义。当今，在修建大型隧道过程中，隧道锚施工还存在着许多技术上的不足，大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题必须提上日程，认真严谨的对待与研究。

参考文献：

[1]黄宏伟 越江隧道工程大型泥水进出洞施工风险综合评价 地下空间与工程学报 2012年，23页

[2]张猛 群洞隧道优化施工技术及影响效应研究 山东大学研究论文 2013年5月，18-21页