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桩锚支护的工程设计——加筋水泥土桩成型与计算

316 2021-06-09 10:35:47

应用加筋水泥土桩锚支护技术时,可根据工程的实际需要采用不同的组合形式,如悬臂式加筋水泥土桩锚支护结构、人字形加筋水泥土桩锚支护结构、门架式加筋水泥十桩锚支护结构、复合式支护结构、加筋水泥土桩墙与多排加筋水泥土桩锚支护结构、后仰式锚拉钢桩支护结构、水平咬合加筋水泥土拱圈支护结构、多向加筋水泥土桩锚支护等。

根据工程的具体要求和目的,可将加筋水泥土施作成任意方向的桩锚体。竖向主要用于加固地基,提高地基承载力,也可形成竖向挡土、止水桩墙;斜向和水平向主要用于加固土体、取代锚杆、土钉。加筋水泥土桩锚体的成型方法主要有钢花管注浆法、高压旋喷加筋法、搅拌加筋法,将钻孔、注浆、搅拌及加筋等工序一次完成,形成加筋水泥土桩锚支护结构。其中,单管高压旋喷法工艺复杂、造价高;搅拌法加固深度限制于软土层,在一些硬土层中难以施工。钢花管注浆法宜在砂砾石层中采用。斜向桩锚体的倾角一般采用 15°~70°。加筋水泥土桩墙体可进入强风化层1.5m。

(1) 根据成型方向,加筋水泥土桩锚体可分为;竖向加筋水泥十桩体 「图 9 -1(a)】、斜向加筋水泥土锚体【图 9-1 (b)】 和水平向加筋水泥土锚体 【图 9 -1(c)】 3种。

(2)根据成型方法,加筋水泥土桩锚支护可分为;注浆加筋水泥土桩锚支护、高压旋喷加筋水泥土桩锚支护、搅拌加筋水泥土桩锚支护和一次成锚式加筋水泥土桩锚支护。

(3)采用加筋水泥土桩锚支护应符合下列条件,

1)注浆加筋水泥土桩锚支护适用于软土厚度不大于 2m 或混合地层,不宜在深厚淤泥中采用。长度不宜大于 10m,锚体间距不宜大于1.2m。

2)高压旋喷加筋水泥土桩锚支护适用于软弱的淤泥层和松散的砂土层。桩锚长度应

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按计算确定,桩墙体嵌固长度宜进入隔水层 1~2m,锚体长度不宜小于1.0~1.5倍基坑深度,间距不宜大于1.5m,直径宜为 0.3~0. 8m,按梅花形布置。

3)搅拌加筋水泥土桩锚支护适用于较厚的软弱淤泥层——松散粉细砂或砾石层,长度应按计算确定,桩墙体嵌固长度宜进入隔水层 1~2m,锚体长度不宜小于 1.0~1.5 倍基坑深度,间距不宜大于 1.5m,直径宜为 0.2~0.8m,按梅花形布置。

4)斜向地锚体与水平面的夹角宜采用 15°~35°。

(4)加筋水泥士桩锚支护设计的内容包括;荷载计算。支护体系方案选择及计算桩锚体直径、长度、嵌固深度及布置(间距、排距、倾角等)、加筋材料、加筋结构设计计算及基坑稳定性验算等。

(5)基坑支护工程中的桩锚体按临时结构设计时,其荷载应取基坑开挖各阶段的最不利荷载。

(6)加筋水泥土桩锚体的计算应符合下列规定;

1)加筋水泥土桩锚体的抗拔承载力设计值可按下式计算确定,并应按规程第 7 章的要求进行桩锚体验收试验。

抗拔承载力设计值应由桩锚体自重与土体侧摩阻力确定;

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加筋水泥土桩锚支护的计算应综合考虑水泥土体强度、加筋体强度及锚板强度等。抗拔力应由加筋体的强度、桩锚体与土体的侧摩阻力锚板强度三者之一确定。由于桩锚体通常直径较大,所以按式(9 -1)计算时考虑了水泥土自重对抗拔力的作用,在稳定土层中主要考虑侧摩阻力的作用。

加筋水泥土桩锚支护的加筋体强度可通过室内试验和现场试验确定。由于水泥土与加筋体之间的粘结强度小于混凝土与钢筋之间的粘结强度,从偏干安全考虑。可认为桩锚体的侧压力由加筋体单独承担。加筋水泥土桩墙主要用于抗渗止水,当有工程经验时,可适当考虑水泥土的抗侧压力作用。大量资料表明,水泥土对加筋体的作用可从以下三个方面考虑∶

a.水泥土对加筋体的握裹作用,提高了加筋材料的刚度,可减少位移。 

b.水泥十的套箍作用可防 止筋材失稳,当为 H 型钢时还可防止翼缘失稳。 

c.加筋水泥土桩锚体的抗弯刚度较筋材的抗弯刚度可提高 20%左右。