何国华　丁海宁

摘 要：随着我国科学技术的不断发展和进步，许多新型的深基坑支护技术应运而生，而预应力锚杆柔性支护便是其中之一。因此，文章就预应力锚杆柔性支护的构成与主要特点进行了详细地阐述，并且通过实际的工程案例，对预应力锚杆柔性支护法的运用进行了深入分析，以期能够促进我国建筑工程安全性的提高。

关键词：预应力锚杆；柔性支护；工程案例

在科学技术不断发展的背景下，预应力锚杆柔性支护作为一种新型的深基坑支护技术，被运用在建筑工程基坑的开挖以及固定边坡稳定之中。预应力锚杆柔性支护主要由许多小吨位的预应力锚杆和喷射混凝土面层或者是木板面层有效结合在一起，而形成的一种支护手段。在预应力的强大作用下，不仅能够改变基坑的受力状态，而且还能降低基坑坑壁的位移。因此，预应力锚杆柔性支护法非常适用于位移要求严格、深度较深的基坑支护。

1 预应力锚杆的基本构成及其特点

预应力锚杆主要是由许多吨位较小的预应力锚索或锚杆、排水系统、锚下承载结构、面层等构成。其中预应力锚杆属于承载体系，锚下承载结构和面层属于构建构造体现范围，而排水系统属于辅助体系，因此预应力锚杆柔性支护体系主要由承载体系、构造体系以及辅助体系这三者组成。预应力锚杆主要分为锚固段和自由段。其中，锚固段主要被设置在滑移面以外的稳定土体之中，而面层是预应力锚杆支护体系中的重要组成部分，发挥着不可代替的重要作用，在实际工作中常被用于挂钢筋网喷射混凝土，或者是将喷射混凝土与木板有效结合在一起的共同作用。面层的主要内容是在土地压力和水压力的承受下，将其传递到锚下承载结构，进而传递到预应力锚杆上，除此之外还需要提高承载体系间的土体稳定性，保证其稳固性，防止塌落。由于面层具有厚度较薄、刚度较小、柔性大等特点，这便是称之为预应力锚杆柔性支护体系的原因。锚下承载结构又被称之为锚下结构，在预应力锚杆柔性支护体系中，占有十分重要的位置。在锚杆上施加的预应力可以通过锚下承载结构将其传递到需要锚固的岩土体上。锚下结构主要由垫板、型钢、锚具构成。其中型钢不仅可以竖直分段放置，而且可以水平多跨连续性放置，同时也可以通长连续放置。排水系统一般被设置在地面排水沟中，排走地表水，避免地表水由于渗透，从而对土体产生一定的影响。在地下水以下的坑壁上设置泄水孔，便于排走喷射混凝土层面背后的水。在基坑的底部，应该合理地设置集水坑和排水沟，在必要的情况下，还需要采用井点降水法，对地下水的水位进行合理降低。

2 支护结构设计分析

第一，破坏模式分析。破坏模式分析能够充分提下基坑破坏的程度。基坑的破坏模式主要分为以下几个类型：（1）圆弧破坏模式，该模式主要发生在土质基坑以及风化岩基坑之中；（2）折线破坏模式，该模式主要发生在不规则的滑动面存在的土质基坑中；（3）平面破坏模式，该模式主要发生在层状岩体之中；（4）圆弧-平面复杂破坏模式，该模式主要发生在上部为一般土层，下部为层状岩层的基坑之中。第二，稳定性分析。稳定性分析主要是指根据基坑的破坏模式、岩土工程条件、荷载条件、支护情况等，进行定量的受力平衡分析，将传统的极限平衡法对基坑稳定性进行分析的时候，不仅需要考虑到岩土体的力学指标，而且还需要充分考虑到锚杆预应力的作用。第三，锚杆承载力的分析。在计算锚杆承载力的时候，还需计算其抗弯、抗剪作用。假设锚杆处于受拉状态，其承载力主要由以下三种情况决定：（1）锚下承载结构的破坏；（2）锚杆体从岩土中拔出的破坏；（3）锚杆杆体的强度破坏。

3 数值分析

第一，基坑的位移分布。预应力锚杆支护下基坑主要是以水平位移进行分布的，位移的最大值是在基坑的顶面，随着深度的加深而减少。在相同条件下，土钉支护的水平位移比预应力锚杆支护的位移要大许多，例如土钉支护的位移是60mm，预应力锚杆支护的最大位移只有20mm。由此可知预应力锚杆支护对基坑的位移能够进行合理地控制；第二，预应力对基坑的影响。在相同条件下，基坑位移与预应力是呈反比例的，即基坑位移随着预应力的增加而减小，当预应力为0的时候，基坑的位移最大。但是预应力增加到一定程度后，位移的减小幅度会变小，而此时的位移已经很小了，能够满足工程的相关要求，可见锚杆的预应力对基坑变形的影响是非常大的；第三，预应力对基坑滑移场的影响。从理论上来说，由于存在着锚杆预应力，减少了基坑的位移，防止了岩土体的滑动，降低了岩土地的剪切变形，同时也减少了潜在滑动面上岩土地的变形，并缩小了滑移区的范围。

4 工程实例

某个深基坑支护工程，早在1995年的时候便开始施工，是目前我国采用预应力锚杆柔性支护法最深的一个基坑，其深度可达26m左右，很多相关的专家和学者认为，对于深度较大的深基坑采用柔性支护法具有一定的不安全因素，这主要是由于基坑自身的稳定性较低，同时基坑过大，容易产生较大的问题和缺陷，给周围的安全产生了一定的影响。传统的桩锚支护法虽然能够满足基坑的稳定性和位移要求，但是施工时间以及造价无法满足业主的要求，而预应力锚杆柔性支护法的应用，为超深基坑支护方法提出了重要的参考依据。根据有关的地质勘查资料显示，该地区的底层主要是由第四系松散堆积物和基岩组成，由下而上分别是风化辉绿岩、中风化板岩、强风化板岩、残积土以及杂填土等。在该工程中某段基坑的开挖深度为26mm，一共设置了十一排锚杆，锚杆长度在5-20m的范围之间，竖向间距是2.3米，水平间距是1.9m，锚杆孔径是125mm，采用M25水泥砂浆作为注浆，锚杆采用的是强度较高的低松弛钢绞线，在基坑边坡表面绑扎的是钢筋网，喷射厚度为100mm的混凝土，锚下承载结构采用的钢槽分别为10号和14号，通过锚下承载结构，将锚杆与缓凝土面层有效地连接。

5 结束语

预应力锚杆柔性支护法具有造价低廉、施工工期短、基坑变形小、施工简单、安全性好的优点，无论是在理论上还是实践中，预应力锚杆柔性支护法能够对基坑的位移进行有效地控制，降低基坑的变形，缩小基坑的滑移区。当预应力达到一定程度后，滑移区将会变得很小，甚至消失。

参考文献

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