深基坑及超深基坑桩锚支护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种深基坑及超深基坑粧锚支护方法，尤其是一种用于建筑基坑支护 工程领域的深基坑及超深基坑粧锚支护方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市化进程的加快，地下空间利用快速发展，城市地铁广场等的建设，城市中 基坑开挖深度和规模的越来越大，基坑支护工程的难度也随之变得更加突出，而这些基坑 支护工程集中于市区，周边环境复杂，基坑变形对周围建筑物、密布管网等的安全构成潜在 威胁。粧锚支护结构可以通过施加预应力限制支护结构的变形，具有良好的技术和经济效 益，在深或超深基坑支护工程中得到了广泛的应用。
[0003] 深基坑是指深度范围在5至15m的基坑，超深基坑是指深度范围在大于15m的基 坑，深基坑及超深基坑开挖面在暴露时间内，支护结构在基坑外侧土压力的作用下，随基坑 暴露时间不同将产生不同发展趋势的侧向位移，若支护结构侧向位移随时间的发展趋于发 散状态，将导致基坑外侧土体的侧向变形不收敛，这直接影响基坑自身的稳定和周边建筑 物、管线等的安全，因此必须保证深基坑及超深基坑变形随时间发展处于稳定可控状态。具 体到粧锚支护结构，基坑内侧支护粧嵌固段土反力与开挖面以上锚索或杆的支点反力共同 作用下，平衡基坑外侧土压力。而支护粧是一种典型的被动受力模式，嵌固段土反力依赖于 土体的变形，即因嵌固段土体的变形而产生土反力，若嵌固段土体变形处于不收敛的状态， 则土体必将达到极限破坏状态，导致上部锚索或杆轴力增大或被拔出，最终结果使支护结 构失效，因而支护粧嵌固段土体的变形状态，即变形随时间的发展变化趋势是控制粧锚支 护结构侧向位移的关键，结合基坑支护工程特点，支护粧嵌固段土体变形应至少处于缓慢 稳定状态。
[0004] 现有深基坑及超深基坑粧锚支护技术中，是采用控制支护结构强度的方法来保证 支护功能的有效性，例如我国JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》中有关粧锚支护结构 的计算，但该技术没有考虑支护粧嵌固段土体变形状态对支护结构的影响。因此现有技术 中还没有一种可以避免支护粧嵌固段土体处于不收敛的状态，防止因土体达到极限破坏状 态，导致上部锚索或杆轴力增大或被拔出，最终结果使支护结构失效的深基坑及超深基坑 粧锚支护方法。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种可以避免支护粧嵌固段土体处于不收敛 的状态，防止因土体达到极限破坏状态，导致上部锚索或杆轴力增大或被拔出，最终结果使 支护结构失效的深基坑及超深基坑粧锚支护方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的深基坑及超深基坑粧锚支护方法，包括以下几个 步骤：
[0007] a、测定基坑开挖深度以下支护粧嵌固段土样的黏聚力c和内摩擦角奶
[0008] b、计算基坑底面以下支护粧嵌固段的土体变形处于缓慢稳定状态时的变形状态 承载力和相应位置处的土反力Ps;
[0009] C、比较1与大小；
[0010] d、如果/nf.则调整支护粧尺寸参数或增加支护粧嵌固段深度；
[0011] e、重复b步骤至d步骤直至满足济彡pf>;
[0012] f、按照前述步骤所确定的支护粧尺寸及嵌固深度进行支护粧施工。
[0013] 进一步的是，在所述b步骤中利用公式
[0014]
[0015] 及公式
计算其中c?、，为土 体变形处于缓慢稳定状态时的变形状态强度参数，A(2)为相应于缓慢稳定状态的折减系 数，y为土的容重单位为kN/m3,y为计算点距基坑底面处的深度单位为m。
[0016] 进一步的是，所述折减系数A(2)的取值范围为40%至60%。
[0017] 进一步的是，所述/^>与ps中的计算点距基坑底面处的深度值均取为其中hd 为支护粧嵌固段长度。
[0018] 进一步的是，所述d步骤中采用增加支护粧嵌固段深度的方法来调整支护粧尺寸 参数。
[0019] 进一步的是，所述d步骤中采用增大支护粧截面尺寸的方法来调整支护粧尺寸参 数。
[0020] 本发明的有益效果是：本发明先在粧锚支护结构施工前或设计阶段确定支护粧的 尺寸，通过对相应尺寸下基坑底面以下支护粧嵌固段的土反力进行校核，使其不超过基坑 底面以下嵌固段土体变形处于缓慢稳定状态时的变形状态承载力，这样按照经过前述校核 的支护粧进行施工，充分考虑了支护结构在基坑外侧土压力的作用下，随基坑暴露时间不 同将产生不同侧向位移发展趋势的影响，保证了深基坑及超深基坑变形随时间发展处于稳 定可控状态，可以避免支护粧嵌固段土体处于不收敛的状态，防止因土体达到极限破坏状 态，导致上部锚索或锚杆轴力增大或被拔出，最终结果使支护结构失效。
【附图说明】
[0021 ] 图1是工点开挖6m时支护粧侧向位移s(t)与时间t的实测数据及负幂函数拟合 图；
[0022] 图2是工点开挖12m时支护粧侧向位移s(t)与时间t的实测数据及负幂函数拟 合图；
[0023] 图3是工点开挖23. 6m时支护粧侧向位移s(t)与时间t的实测数据及负幂函数 拟合图；
[0024] 图中零部件、部位及编号：现场实测支护粧侧向位移1、负幂函数拟合2。
【具体实施方式】
[0025] 本发明的深基坑及超深基坑粧锚支护方法，包括以下几个步骤：
[0026] a、测定基坑开挖深度以下支护粧嵌固段土样的黏聚力c和内摩擦角外
[0027] b、计算基坑底面以下支护粧嵌固段的土体变形处于缓慢稳定状态时的变形状态 承载力乂::>和相应位置处的土反力Ps;
[0028]c、比较与大小；
[0029] d、如果凡>/)丨::1，则调整支护粧尺寸参数或增加支护粧嵌固段深度；
[0030] e、重复b步骤至d步骤直至满足於矣pf'1 ;
[0031] f、按照前述步骤所确定的支护粧尺寸及嵌固深度进行支护粧施工。
[0032] 按照本发明的方法，先在施工前或设计阶段确定支护粧的尺寸，通过对相应尺寸 下基坑底面以下支护粧嵌固段的土反力进行校核，使其不超过基坑底面以下嵌固段土体变 形处于缓慢稳定状态时的变形状态承载力，这样按照经过前述校核的支护粧进行施工，充 分考虑了支护结构在基坑外侧土压力的作用下，随基坑暴露时间不同将产生不同侧向位移 发展趋势的影响，保证了深基坑及超深基坑变形随时间发展处于稳定可控状态，可以避免 支护粧嵌固段土体处于不收敛的状态，防止因土体达到极限破坏状态，导致上部锚索或锚 杆轴力增大或被拔出，最终结果使支护结构失效。
[0033] 其中，支护粧嵌固段的土反力？；3采用现有技术的方法计算得到。按照JGJ120-2012 《建筑基坑支护技术规程》中的弹性地基梁或利用理正深基坑设计软件得到各道锚索或锚 杆水平轴力Fhl、基坑底面处支护粧的弯矩M。及剪力Q。;按照弹性地基梁法计算得到基坑底 面以下支护粧嵌固段各深度处的侧向位移x;计算公式为
[0034]
[0035] 式中：ApBpQ、Di