發(fā)布時(shí)間：2023-04-24 17:04:14
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的巖土錨固技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：錨固工程 預(yù)應(yīng)力狀態(tài) 檢測(cè) 補(bǔ)償 原理 方法
1.概述
自上世紀(jì)50年代我國(guó)在工程領(lǐng)域首次應(yīng)用錨固工程以來(lái)，大量錨固工程應(yīng)用在鐵路、交通、市政、水利、港口碼頭、冶金礦山及地下工程等領(lǐng)域，發(fā)揮著重要的作用。隨著工程應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，有關(guān)錨固工程的研究工作也取得了大量成果，錨固機(jī)理研究逐步深入完善，各種錨固新結(jié)構(gòu)也不斷研制成功并付諸實(shí)踐。
然而，目前國(guó)內(nèi)外主要集中研究錨固工程的錨固機(jī)理和錨固結(jié)構(gòu)，對(duì)于錨固工程的運(yùn)營(yíng)效果卻很少關(guān)注。工程實(shí)踐證明部分錨固工程運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，在各種不利因素的綜合作用下，時(shí)有發(fā)生錨固效果失效或突然破壞事故。為此，開(kāi)展對(duì)錨固工程預(yù)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)及補(bǔ)償方面的研究工作，對(duì)于探明錨固工程運(yùn)營(yíng)狀況、延長(zhǎng)錨固工程使用期限、提高錨固效果等方面具有重要的意義。
2.檢測(cè)原理
2.1 錨固工程的作用機(jī)理及影響因素
錨固工程結(jié)構(gòu)主要可分為錨固段、自由段和外錨體三部分，目前應(yīng)用較廣的錨固工程，按錨固段結(jié)構(gòu)形式對(duì)錨固工程結(jié)構(gòu)分類為普通拉力型錨固工程、普通壓力型錨固工程、拉力分散型錨固工程、壓力分散型錨固工程以及拉壓分散型錨固工程。概括起來(lái)，其作用機(jī)理的核心可簡(jiǎn)化為：
（1）
式中：――錨固荷載，KN；
――外錨荷載，KN。
其中作用為錨固段內(nèi)孔周巖土層與錨固體之間粘結(jié)剪應(yīng)力 為錨固結(jié)構(gòu)作用在反力結(jié)構(gòu)上的荷載（即鎖定荷載F），錨固工程結(jié)構(gòu)及作用原理見(jiàn)圖1。
圖1 錨固工程結(jié)構(gòu)及作用原理示意圖
關(guān)于錨固段內(nèi)孔周巖土層與錨固體之間粘結(jié)剪應(yīng)力的分布形式，通常分為工程簡(jiǎn)化公式和數(shù)值理論公式兩類。工程簡(jiǎn)化公式為：
(2)
式中：D――錨孔直徑，m；
――錨固段長(zhǎng)度，m。
數(shù)值理論公式則按拉力型和壓力型分別為：
拉力型：（3）
式中：P――張拉端所施加的軸向拉拔荷載，kN；
――錨孔半徑，m；
t――與錨固體、孔周地層的剪切模量、泊松比有關(guān)的剛度系數(shù)，且
（4）
――孔周地層的泊松比；
――分別為錨筋體、膠結(jié)體和孔周地層的彈性模量，MPa；
――分別為錨筋體、膠結(jié)體和孔周地層的截面積，m2；
壓力型：(5)
(6)
(7)
式中：F――張拉端所施加的軸向拉拔荷載，kN；
――巖土體的內(nèi)摩擦角，°；
――巖土體泊松比。
――錨筋體的彈性模量，MPa；
E――巖土體彈性模量，MPa；
Z ――錨固段內(nèi)沿孔軸方向任一點(diǎn)與孔底的距離，m。
2.2 預(yù)應(yīng)力檢測(cè)原理
錨固工程作用時(shí)，其自由段仍能自由伸長(zhǎng)，張拉荷載通過(guò)錨具和夾片鎖定傳遞至反力結(jié)構(gòu)上。因此，當(dāng)在外錨體夾片外端施加荷載 F時(shí)，其施加過(guò)程理論上可分為三個(gè)階段：
⑴ 當(dāng)時(shí)，錨固結(jié)構(gòu)無(wú)變化，夾片外露錨筋體無(wú)變形；
⑵ 當(dāng)時(shí)，錨固結(jié)構(gòu)處于臨界應(yīng)力平衡狀態(tài)；
⑶ 當(dāng)時(shí)，錨固荷載增加，自由段發(fā)生伸長(zhǎng)變形，夾片外露錨筋體伸出。
顯然，錨筋體自由段發(fā)生變形或夾片外露錨筋體伸出變形的起點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載即為該錨固結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。
3 檢測(cè)技術(shù)
3.1 預(yù)應(yīng)力檢測(cè)方法
根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力檢測(cè)原理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)錨固工程的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)方法如下：
⑴鑿除外錨體封錨砼，清理錨筋體，打磨外錨體周?chē)戳Y(jié)構(gòu)表面。要求錨筋體清潔干凈，錨筋束之間無(wú)雜物；打磨的反力結(jié)構(gòu)表面平整且其面積應(yīng)能滿足安裝張拉加載設(shè)備的需要。
⑵采用專用連接器接長(zhǎng)錨筋體并安裝張拉加載設(shè)備和數(shù)據(jù)記錄儀器，然后啟動(dòng)設(shè)備和儀器，檢驗(yàn)設(shè)備及儀器滿足正常工作性能。
⑶分別按錨固荷載的20%、40%、60%、80%、100%分級(jí)緩慢勻速加載，分級(jí)加載之間穩(wěn)壓2～5min，加載過(guò)程中自動(dòng)記錄荷載F～錨筋體伸長(zhǎng)量曲線。
⑷當(dāng)荷載F～錨筋體伸長(zhǎng)量曲線出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)時(shí)，加載至該級(jí)荷載即可停止張拉加載操作，完成預(yù)應(yīng)力檢測(cè)操作。
3.2 預(yù)應(yīng)力狀態(tài)分析方法
根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力檢測(cè)記錄曲線，可反映出四個(gè)階段：
⑴張拉設(shè)備密貼階段：表現(xiàn)為荷載增加很小而位置有明顯增加，這是由于張拉設(shè)備儀器安裝時(shí)存在間隙，施加少量荷載后即克服該間隙而密貼。
⑵張拉設(shè)備施加荷載階段：表現(xiàn)為荷載增加很大而位移基本不變或微量增加，因?yàn)閺埨O(shè)備施加與外露錨筋體上的荷載小于原鎖定荷載，所以錨固結(jié)構(gòu)主體未變形。
⑶克服摩阻階段：表現(xiàn)為荷載呈振動(dòng)曲線而位移增加，因?yàn)榇嬖阱^圈摩阻及錨筋體與注漿體之間的摩阻，在張拉荷載克服鎖定荷載之前，摩阻力與鎖定荷載同向而與錨固荷載反向；當(dāng)張拉荷載克服鎖定荷載之后，摩阻力變?yōu)榕c錨固荷載同向而與張拉荷載反向，受摩阻力反向改變的影響，張拉荷載表現(xiàn)為振動(dòng)曲線。
⑷錨筋體彈性變形階段：表現(xiàn)為張拉荷載增量與位移增量近似呈直線關(guān)系，此時(shí)張拉荷載克服摩阻力，荷載增量直接作用在錨筋體上，引起錨筋體發(fā)生彈性變形。
顯然，錨固工程的實(shí)際預(yù)應(yīng)力應(yīng)為⑶、⑷兩階段的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載，典型錨固工程預(yù)應(yīng)力狀態(tài)檢測(cè)曲線見(jiàn)圖1（圖中狀態(tài)直線對(duì)應(yīng)的荷載即為錨固結(jié)構(gòu)的鎖定荷載）。
圖1 典型錨固工程預(yù)應(yīng)力狀態(tài)檢測(cè)曲線
4.補(bǔ)償技術(shù)
4.1 預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償方法
⑴確定荷載補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。錨固工程運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，其孔周巖土層物理力學(xué)性質(zhì)可能發(fā)生變化，另外受地層及錨筋體材料蠕變影響以及錨筋體的腐蝕作用等，都將改變?cè)O(shè)計(jì)荷載水平。因此，在對(duì)錨固工程進(jìn)行預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償之前，需先按普遍代表性的原則選取一定數(shù)量的錨固工程（一般不少于3根）進(jìn)行破壞試驗(yàn)，若試驗(yàn)荷載達(dá)到極限荷載狀態(tài)則可按原設(shè)計(jì)荷載確定補(bǔ)償荷載，否則應(yīng)將破壞荷載代替極限荷載再按有關(guān)規(guī)范確定補(bǔ)償荷載標(biāo)準(zhǔn)。
⑵施加張拉荷載進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)前面確定的補(bǔ)償荷載按規(guī)范張拉規(guī)程進(jìn)行分級(jí)補(bǔ)償張拉，同時(shí)記錄張拉資料。
⑶錨固工程結(jié)構(gòu)的防腐及保護(hù)。補(bǔ)償荷載張拉完成后，張拉設(shè)備卸荷并拆除張拉設(shè)備，然后采用黃油或其它防腐劑涂抹于錨筋體外露段，最后再用與反力結(jié)構(gòu)同標(biāo)號(hào)的混凝土封錨保護(hù)。
4.2 輔助補(bǔ)償措施
錨固工程主要是通過(guò)主動(dòng)加載維持被加固巖土體的穩(wěn)定性，當(dāng)補(bǔ)償后的錨固工程無(wú)法達(dá)到原設(shè)計(jì)狀態(tài)或經(jīng)計(jì)算補(bǔ)償后的錨固工程仍無(wú)法滿足被加固巖土體穩(wěn)定性的要求時(shí)，需要采取其它輔助補(bǔ)償措施，一般輔助補(bǔ)償措施有以下幾個(gè)方面：
⑴反力結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。在反力結(jié)構(gòu)內(nèi)植鋼筋并采用同標(biāo)號(hào)或高標(biāo)號(hào)混凝土增加截面尺寸，或者通過(guò)注漿等措施提高反力結(jié)構(gòu)底面地基的強(qiáng)度。
⑵提高巖土體物理力學(xué)指標(biāo)。通過(guò)設(shè)置地下水排除措施（例如仰斜排水孔、集水井以及排水隧洞等）疏干錨固段地層地下水或?qū)﹀^固段地層進(jìn)行注漿，以提高錨固段巖土體的強(qiáng)度，增強(qiáng)該部分巖土體與錨固體之間的粘結(jié)強(qiáng)度，從而提高錨固荷載。
⑶增設(shè)必要工程措施。根據(jù)被加固巖土體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果適當(dāng)增設(shè)支擋或錨固工程，包括抗滑擋墻、抗滑樁以及預(yù)應(yīng)力錨索（桿）等。
利用錨固工程預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償技術(shù)，可大量節(jié)省新增工程量，而且實(shí)施加固荷載速度快，對(duì)周?chē)h(huán)境幾乎沒(méi)什么影響，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性和環(huán)保性。
5.結(jié)論
⑴錨固工程預(yù)應(yīng)力狀態(tài)的檢測(cè)原理實(shí)質(zhì)就是通過(guò)在外錨體施加荷載，當(dāng)施加的荷載克服其預(yù)應(yīng)力時(shí)錨筋體將發(fā)生伸長(zhǎng)變形，該變形起點(diǎn)對(duì)應(yīng)的施加荷載即為錨固工程的預(yù)應(yīng)力。
⑵錨固工程預(yù)應(yīng)力狀態(tài)實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，其荷載 ～錨筋體伸長(zhǎng)量 曲線呈四階段規(guī)律分布，即密貼階段、施加荷載階段、克服摩阻階段和錨筋體彈性變形階段，取克服摩阻階段和錨筋體彈性變形階段的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載為錨固工程的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。
⑶錨固工程補(bǔ)償技術(shù)能充分發(fā)揮既有錨固工程的作用，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性和環(huán)保性。
⑷對(duì)于重點(diǎn)或復(fù)雜工程，錨固工程預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償技術(shù)一般與其它輔助補(bǔ)償技術(shù)同時(shí)實(shí)施。
參考文獻(xiàn)：
[1]《巖土錨固新技術(shù)》，中國(guó)巖土錨固工程協(xié)會(huì)，人民交通出版社。
[2] 尤春安，戰(zhàn)玉寶，預(yù)應(yīng)力錨索錨固段的應(yīng)力分布規(guī)律及分析，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，Vol.24，No.6，925-928。
[3] 饒梟宇，張永興，唐樹(shù)名，預(yù)應(yīng)力巖錨內(nèi)錨固段錨固性能及荷載傳遞機(jī)理研究，重慶大學(xué)博士學(xué)位論文。
關(guān)鍵詞：錨索破壞斷裂 注漿體 錨索體錨固長(zhǎng)度
中圖分類號(hào)：B025.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
錨索作為一種原位巖土體的加固方法，在我國(guó)山區(qū)高速公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，然而其理論研究在很大程度上滯后于工程實(shí)踐，錨固設(shè)計(jì)理論也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工程實(shí)踐的需要[1]。滯后的理論研究導(dǎo)致已建和在建的山區(qū)高速公路在施工過(guò)程中或完成后出現(xiàn)了不同程度的錨固路塹邊坡失穩(wěn)事故。路塹邊坡一旦出現(xiàn)破壞，既影響工期，又阻塞交通，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，另外還會(huì)破壞環(huán)境景觀和生態(tài)平衡，所以有必要加強(qiáng)對(duì)這方面的研究。
針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文主要討論和分析了錨索可能發(fā)生的破壞形式及造成各種破壞的原因，針對(duì)錨索自由段嵌固深度[2]的確定方法展開(kāi)了較為深入的研究，對(duì)錨索破壞的成因進(jìn)行了較為系統(tǒng)分析，重點(diǎn)討論了注漿體與圍巖界面剪應(yīng)力[3]的分布模式。
1 錨索可能發(fā)生的破壞形式[4]
（1） （2）
（3） （4）
圖1 錨索破壞的典型形式
(1)―錨索體斷裂破壞；(2)―地層剪壞；
(3)―注漿體與地層界面破壞；（4）―錨索體與注漿體界面破壞
錨索在發(fā)生破壞時(shí)，常常表現(xiàn)為以上幾種破壞形式（如圖1所示）。
1.1 錨索體斷裂破壞
錨索體發(fā)生斷裂的主要原因如下：
（1）由于制造質(zhì)量的缺陷致使錨索在受力不均勻時(shí)發(fā)生破壞；
對(duì)于這種原因，最好的解決辦法是在考慮錨索材料特點(diǎn)、錨固力大小、錨索長(zhǎng)度和施工場(chǎng)地等因素的基礎(chǔ)上，按設(shè)計(jì)要求選取符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的合格產(chǎn)品，并對(duì)錨索材料的使用性能進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，當(dāng)檢驗(yàn)合格后方可投入使用。
（2）由于防腐措施不到位而造成破斷；
應(yīng)力腐蝕是錨索體在拉應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的強(qiáng)度下降或脆性斷裂現(xiàn)象。由于二者的共同作用，使這種破壞在較低的拉應(yīng)力和較弱的腐蝕性介質(zhì)中變得更容易發(fā)生。對(duì)于加固公路邊坡的錨索，由于其受汽車(chē)尾氣、自然降雨、氣候變化等多方面因素的影響，腐蝕程度也尤為嚴(yán)重。因此，應(yīng)針對(duì)不同的地下水環(huán)境、相異的氣候條件以及應(yīng)力水平采取相應(yīng)的防腐措施。
（3）由于鋼絞線的松弛使錨索在滑坡推力作用下被剪斷。
產(chǎn)生這種破壞的原因是由于錨索的設(shè)計(jì)錨固力偏小或者錨索的布置方式不當(dāng)而造成的。因此，在進(jìn)行錨索設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮各方面因素的影響，根據(jù)錨固荷載和邊坡實(shí)際情況，確定錨索的布置方式以及不同位置處錨索的設(shè)計(jì)錨固力，盡可能地改善邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)。
1.2 注漿體與地層界面破壞
這種破壞形式主要由以下原因造成：
（1）注漿壓力難以達(dá)到要求，漿液擴(kuò)散范圍過(guò)小；
采用較高的注漿壓力可以提高漿液的擴(kuò)散能力，還能使一些細(xì)微的孔隙張開(kāi)，有助于提高可灌性。當(dāng)孔隙被某種軟弱材料充填時(shí)，高注漿壓力能在充填物中造成劈裂灌注，使軟弱材料的密度、強(qiáng)度和不透性得到改善。此外，高注漿壓力還有助于擠出漿液中多余水分，使?jié){液結(jié)合的強(qiáng)度提高，進(jìn)而提高錨索的承載力，但較高的注漿壓力也可能造成被加固圍巖的劈裂破壞，這樣反而不利于支護(hù)。
（2）下錨后注漿不及時(shí)造成塌孔，影響注漿的質(zhì)量，進(jìn)而造成注漿體與地層界面的黏結(jié)力降低。
注漿體與地層界面的黏結(jié)力受諸多因素的制約，如巖石的強(qiáng)度、錨索類型、錨固段形式及施工工藝等。這些因素因涉及到注漿體與地層界面結(jié)合的力學(xué)問(wèn)題和錨索與地層的相互作用問(wèn)題而難以把握，幾乎所有的設(shè)計(jì)規(guī)范都將錨固段傳遞給巖體的應(yīng)力視為均勻分布。事實(shí)上，經(jīng)過(guò)大量的研究表明，這種假設(shè)并不客觀，巖體與注漿體結(jié)合應(yīng)力的分布取決于錨索彈性模量（）與地層彈性模量（）的比值，除短錨索外，/ 愈小（硬巖），錨索錨固段近端應(yīng)力愈集中，反之，/ 愈大（軟巖），應(yīng)力分布愈均勻。
一般來(lái)說(shuō)，外加荷載最終要通過(guò)灌漿材料傳遞給周?chē)鷰r體，它主要通過(guò)徑向應(yīng)力和剪應(yīng)力的形式進(jìn)行傳遞。灌漿材料與周?chē)鷰r體剪切強(qiáng)度的大小直接決定這種極限抗拔力的大小，這部分剪切強(qiáng)度由三部分組成:（1）粘結(jié)力:灌漿材料與周?chē)鷰r體界面之間的粘結(jié)力；（2）嵌固力:由于鉆孔孔壁表面起伏不平，使得灌漿材料與孔壁間產(chǎn)生了嵌固力；（3）摩擦力:當(dāng)灌漿材料與周?chē)鷰r體之間產(chǎn)生相對(duì)位移時(shí)，在接觸面產(chǎn)生摩擦力。在各種假設(shè)的前提下，注漿體與地層界面的錨固力可按下式計(jì)：
式（1.1）
式中：s為注漿體和圍巖體之間的粘結(jié)力，為鉆孔直徑，為錨固段長(zhǎng)度。
一般情況下，巖體與注漿體的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定。在無(wú)試驗(yàn)條件時(shí)，極限粘結(jié)強(qiáng)度可按表（1）選取，也可根據(jù)巖石強(qiáng)度確定。
表1 巖體與注漿體界面的粘結(jié)強(qiáng)度
Table 1 Caking intensity between rock and grout interface
巖體類型 結(jié)合強(qiáng)度（Mpa） 巖體類型 結(jié)合強(qiáng)度（Mpa）
花崗巖、玄武巖 1.70～3.10 板巖 0.80～1.40
白云巖 1.40～2.10 頁(yè)巖 0.20～0.80
灰?guī)r 1.10～1.50 砂巖 0.80～1.70
1.3 錨索體與注漿體界面破壞
發(fā)生錨索體與注漿體界面破壞的原因有：（1）無(wú)粘結(jié)鋼絞線外包塑料套管發(fā)生破壞；（2）注漿漿液發(fā)生分層現(xiàn)象；（3）設(shè)計(jì)承載力難以鎖定錨索，錨頭位移過(guò)大。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)錨索體與注漿體之間剪應(yīng)力的分布和傳遞機(jī)理的研究尚不成熟，很多資料所提供的數(shù)據(jù)都是在對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的研究中得到的，所以對(duì)此問(wèn)題仍需要開(kāi)展大量的試驗(yàn)和研究工作。
錨束與灌漿材料之間的剪切強(qiáng)度也由三部分組成:（1）粘結(jié)力:當(dāng)錨束體受到外拔荷載作用時(shí)，錨束體與灌漿材料界面之間的物理粘結(jié)力成為最基本的抗力，一旦錨束體與灌漿材料產(chǎn)生相對(duì)滑移，這種力就消失；（2）機(jī)械嵌固力:由于錨束體鋼材表面不平整，使得錨束體與灌漿材料之間形成機(jī)械式連鎖，從而產(chǎn)生機(jī)械嵌固力；（3）表面摩擦力:棗核型內(nèi)錨固段受力時(shí)，部分灌漿材料被錨束體夾緊，當(dāng)錨束與灌漿材料之間產(chǎn)生相對(duì)位移時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生摩擦力。當(dāng)前，許多資料中給出的錨索體與注漿體界面的剪應(yīng)力值，通常是指以上三個(gè)力的合力。
一般來(lái)說(shuō)，隨著外荷載的增加，錨束體與灌漿材料間的剪應(yīng)力最大值逐步向內(nèi)端移動(dòng)，以漸進(jìn)的方式改變其在內(nèi)錨固段內(nèi)的分布模式。在設(shè)計(jì)中，錨束體與注漿界面的錨固力同樣是根據(jù)剪應(yīng)力沿錨固段呈均勻分布的假設(shè)而得到的，其極限錨固力可按下式計(jì)算:
式（1.2）
式中：n為灌漿材料和錨束體之間的極限剪應(yīng)力，為鋼絞線直徑，為錨
固段長(zhǎng)度，為鋼絞線根數(shù)。
值得一提的是，在確定錨索的錨固段長(zhǎng)度時(shí)，現(xiàn)行的方法是通過(guò)具體分析錨固段所處的地層狀況來(lái)確定的。對(duì)于硬巖，錨索的錨固力一般由注漿體和錨索體界面控制，此時(shí)錨固段長(zhǎng)度應(yīng)按式（1.2）計(jì)算；在軟弱地層中，錨固力一般受注漿體和地層界面控制，錨固段長(zhǎng)度可按式（1.1）確定；但對(duì)于軟巖或堅(jiān)硬的土層最妥善的辦法是按上述兩種方法分別計(jì)算，錨固段長(zhǎng)度最后取其中的較大值。
1.4 地層剪壞
當(dāng)錨索埋入巖土體中較淺或巖土體較松散時(shí)，錨索受到一定的拉力后，松散的巖土體難以為錨索提供足夠的抗拔力，錨索周?chē)膸r土體將產(chǎn)生塑性變形而致使錨索發(fā)生錐體破壞。
錨索在極限抗拔荷載作用下，發(fā)生錐體破壞時(shí)破裂面的形式不外乎有三種形式：圓柱面、圓錐面和曲線型的破裂面。
Balla[5]通過(guò)大量的試驗(yàn)資料的研究，認(rèn)為破裂面為圓弧型，其端部與錨索相切，而在地表處與水平面成45-/2的夾角。
Macdonald[5]將錨桿分為淺埋和深埋兩種，并分別假設(shè)了不同的破裂面形狀，其中，淺埋錨桿破裂面假設(shè)為拋物線型，而深埋錨桿破裂面設(shè)為圓柱型。
Serrano & Olalla[6]根據(jù)錨索的長(zhǎng)細(xì)比，將錨桿劃分成長(zhǎng)錨桿和短錨桿，并制成圖表供查閱，采用歐拉變分原理研究了各自對(duì)應(yīng)的破裂面，結(jié)果表明:“短”錨桿的破裂面為一對(duì)稱的曲線型破裂面，而“長(zhǎng)”錨桿為復(fù)合破裂面，其端部為圓柱面而上部為對(duì)稱的曲線型破裂面。
何思明[7]構(gòu)造了指數(shù)形式的雙參數(shù)方程用來(lái)描述錨索的破裂面，將過(guò)去常用的幾種破裂面形狀包含于其中，并采用基于Hoek-Brown準(zhǔn)則的極限平衡原理研究了錨索的極限抗拔力問(wèn)題。
圖2 錨索破裂面的典型形式
Fig 2 typical rupture surface of anchor rope
在工程實(shí)踐中為了使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化，一般都采用了圓錐形的破裂面形式，這樣就可以在一定程度上避免因求解復(fù)雜的破裂面方程而使問(wèn)題難度增加，如Hobst提出的用于求解錨嵌固深度的公式都是建立在圓錐形破裂面的基礎(chǔ)上的。
2結(jié)論
綜合以上內(nèi)容，本文得到了以下結(jié)論：
（1）錨索的破壞形式多樣，原因也比較復(fù)雜，但可以針對(duì)各種情況通過(guò)采取各種措施加以防范。
（2）用拋物線擬合錨索剪應(yīng)力的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的精度和用蔣忠信提出的高斯曲線擬合的精度相當(dāng)，故錨索錨固段的剪應(yīng)力分布模式可以用開(kāi)口向下的二次拋物線來(lái)描述。
（3）在重要的錨固工程中，錨固段長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)可按本文提出的公式來(lái)計(jì)算或者在按均勻強(qiáng)度法設(shè)計(jì)的錨固段長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上增大1.5倍以保證錨固工程的安全。
參考文獻(xiàn)
[1] 朱宏偉.錨索自由段嵌固深度確定方法研究.重慶交通大學(xué)碩士論文.2008
[2] Hanna，T.H 著，胡定等譯.錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987
[3] 肖世國(guó).非全長(zhǎng)粘結(jié)型錨索錨固段長(zhǎng)度的一種確定方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004，23(09):1530
[4] 梁炯均.錨固與注漿技術(shù)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社.1999
[5] K．LamParuthi & K．Muthukrishnaiah，Anchor in sand bed：delineation of rupture surfaee[J]，Ocean Engineering．26(1999)1249―1273
[6] A．Serrano & C．Olalla，Tensile resistance of rock anchors[J]．International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 36(1999)449-47
1.1邊坡穩(wěn)定性的影響因素①地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造因素主要是指邊坡地段的褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀、斷層和節(jié)理裂隙的發(fā)育程度以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)等。通常在區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜、褶皺強(qiáng)烈、斷層眾多、巖體裂隙發(fā)育、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比較活躍的地區(qū)，往往巖體破碎、溝谷深切，較大規(guī)模的崩塌、滑坡極易發(fā)生。②巖體結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)的巖體，物理力學(xué)性質(zhì)差別很大，邊坡變形破壞的性質(zhì)也不同。③風(fēng)化作用。邊坡巖體，長(zhǎng)期暴露在地表，受到水文、氣象變化的影響，逐漸產(chǎn)生物理和化學(xué)風(fēng)化作用，出現(xiàn)各種不良現(xiàn)象。當(dāng)邊坡巖體遭受風(fēng)化作用后，邊坡的穩(wěn)定性大大降低。④地下水。處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用，使坡體的有效重力減輕；水流沖刷巖坡，可使坡腳出現(xiàn)臨空面，上部巖體失去支撐，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。⑤邊坡形態(tài)。邊坡形態(tài)通常指邊坡的高度、坡度、平面形狀及周邊的臨空條件等。一般來(lái)說(shuō)，坡高越大，坡度越陡，對(duì)穩(wěn)定性越不利。⑥其他作用。此外，人類的工程作用、氣象條件、植被生長(zhǎng)狀況等因素也會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定性。
1.2邊坡工程穩(wěn)定性分析方法
1.2.1邊坡極限平衡法。極限平衡法是根據(jù)邊坡上的滑體或滑體分塊的力學(xué)平衡原理(即靜力平衡原理)分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態(tài)，以及利用邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關(guān)系來(lái)評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性。極限平衡法是邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算的主要方法，也是工程實(shí)踐中應(yīng)用最多的一種方法。
1.2.2邊坡可靠性分析法。邊坡工程是以巖土體為工程材料，以巖土體天然結(jié)構(gòu)為工程結(jié)構(gòu)，或以堆置物為工程材料，以人工控制結(jié)構(gòu)為工程結(jié)構(gòu)的特殊構(gòu)筑物。這些構(gòu)筑物都程度不同地存在組成和結(jié)構(gòu)上的不均勻性，天然邊坡尤為突出，因?yàn)闃?gòu)成邊坡的地質(zhì)體經(jīng)受長(zhǎng)期的多循環(huán)的地質(zhì)作用，而且作用強(qiáng)度不一，且又錯(cuò)綜復(fù)雜，致使它們的工程地質(zhì)性質(zhì)差異很大?，F(xiàn)階段邊坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模擬法，可靠指標(biāo)法，統(tǒng)計(jì)矩法以及隨機(jī)有限元法。
2邊坡工程處治技術(shù)
2.1抗滑樁技術(shù)邊坡處置工程中的抗滑樁是通過(guò)樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側(cè)向土體或巖體，依靠樁下部的側(cè)向阻力來(lái)承擔(dān)邊坡的下推力，從而使得邊坡保持平衡或穩(wěn)定?？够瑯杜c一般樁基類似，但主要承受的是水平荷載。鋼筋混凝土樁是目前邊坡處治工程廣泛采用的樁材，樁斷面剛度大，抗彎能力高，施工方式多樣，其缺點(diǎn)是混凝土抗拉能力有限。抗滑樁施工最常用的方法是就地灌注樁，機(jī)械鉆孔速度快，樁徑可大可小，適用于各種地質(zhì)條件；但對(duì)地形較陡的邊坡工程，機(jī)械進(jìn)入和架設(shè)困難較大。鉆孔時(shí)的水對(duì)邊坡的穩(wěn)定也有影響。人工成孔的特點(diǎn)是方便、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但速度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度高，遇不良地層(如流沙)時(shí)處理相當(dāng)困難。另外，樁徑較小時(shí)人工作業(yè)面困難。
2.2注漿加固技術(shù)注漿加固技術(shù)是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入物體的裂縫或孔隙，以改變注漿對(duì)象的物理力學(xué)性質(zhì)，從而滿足各類土木建筑工程的需要；注漿加固技術(shù)的成敗與工程問(wèn)題、地質(zhì)問(wèn)題、注漿材料和壓漿技術(shù)等直接相關(guān)，如果忽略其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，都可能造成注漿工程的失敗。工程問(wèn)題、地質(zhì)特征是灌漿取得成功的前提，注漿材料和壓漿技術(shù)是注漿加固技術(shù)的關(guān)鍵。
2.3加筋邊坡和加筋擋土墻技術(shù)加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復(fù)合土。在土中加入加筋材料可以提高土的強(qiáng)度，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整個(gè)土工系統(tǒng)的力學(xué)性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術(shù)，形成的結(jié)構(gòu)亦稱為加筋土結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)相比，加筋邊坡和加筋擋土墻的特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀、技術(shù)簡(jiǎn)單、施工方便、要求較低、節(jié)省材料、施工速度快、工期短、造價(jià)低廉、效益明顯、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛等。由于加筋邊坡和加筋擋土墻的這些優(yōu)點(diǎn)，目前其已從公路路堤、路肩發(fā)展到應(yīng)用于其他各種支擋結(jié)構(gòu)和邊坡防護(hù)。目前已用于處理公路邊坡、市政建設(shè)、護(hù)岸工程、鐵道工程路基邊坡、工民建配套的支擋及邊坡工程、防洪堤、林區(qū)工程、工業(yè)尾礦壩、渣場(chǎng)、料場(chǎng)、貨場(chǎng)等；甚至還用于危險(xiǎn)品或危險(xiǎn)建筑的圍堰設(shè)施等。
2.4錨固技術(shù)巖土錨固技術(shù)是把一種受拉桿件埋入地層中，以提高巖土自身的強(qiáng)度和自穩(wěn)能力的一門(mén)工程技術(shù)。由于這種技術(shù)大大減輕結(jié)構(gòu)物的自重，節(jié)約了工程材料并確保工程的安全和穩(wěn)定，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，因而目前在工程中得到極其廣泛的應(yīng)用。錨桿在邊坡加固中通常與其他只當(dāng)結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，例如以下幾種情況：①錨桿與鋼筋混凝土樁聯(lián)合使用，構(gòu)成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻。排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或預(yù)置樁；錨桿可以是預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力錨桿，預(yù)應(yīng)力錨桿材料多采用鋼絞線(預(yù)應(yīng)力錨索)、四級(jí)精軋螺紋鋼(預(yù)應(yīng)力錨桿)。錨桿的數(shù)量根據(jù)邊坡的高度及推力荷載可采用樁頂單錨點(diǎn)作法和樁身多錨點(diǎn)作法。②錨桿與鋼筋混凝土格架聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻。錨桿錨點(diǎn)設(shè)在格架節(jié)點(diǎn)上，錨桿可以是預(yù)應(yīng)力錨桿(索)或非預(yù)應(yīng)力錨桿(索)。這種支擋結(jié)構(gòu)主要用于高陡巖石邊坡或直立巖石切坡，以阻止巖石邊坡因卸荷而失穩(wěn)。③錨桿與鋼筋混凝土板肋聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土板肋式錨桿擋墻，這種結(jié)構(gòu)主要用于直立開(kāi)挖的Ⅲ，Ⅳ類巖石邊坡或土質(zhì)邊坡支護(hù)，一般采用自上而下的逆作法施工。④錨桿與鋼筋混凝土板肋、錨定板聯(lián)合使用形成錨定板擋墻。這種結(jié)構(gòu)主要用于填方形成的直立土質(zhì)邊坡。
2.5預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)用高強(qiáng)度、低松馳型鋼絞線預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)滑坡體或崩落體施加一定的預(yù)應(yīng)力，提高它們的剛度，使預(yù)應(yīng)力錨索作用范圍的巖石相應(yīng)擠壓，滑動(dòng)面或巖石裂隙面上摩擦力增大，加強(qiáng)它們的自承能力，可有效地限制巖體的部份變形和位移。
2.6排水工程的設(shè)計(jì)地表排水工程的設(shè)計(jì)要求：①填平坑洼、夯實(shí)裂縫。坡面產(chǎn)生坑洼和裂縫，往往是滑坡的先兆，也是導(dǎo)致嚴(yán)重滑坡的主要原因。大氣降雨、地表水就會(huì)匯集在坑洼處或沿著裂縫滲入土層，使土的抗剪強(qiáng)度降低，造成坡體滑動(dòng)。因此，對(duì)坑洼和裂縫應(yīng)仔細(xì)查找，認(rèn)真夯填。②合理確定截水溝的平面位置。截水溝的平面布置，應(yīng)盡量順直，并垂直于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時(shí)，應(yīng)將凹地填平或與外側(cè)擋土墻相連，內(nèi)側(cè)與水溝聯(lián)結(jié)，避免水溝內(nèi)的水流越出或滲入截水溝溝底，導(dǎo)致水溝破壞。應(yīng)該結(jié)合邊坡的區(qū)域地貌、地形特點(diǎn)，充分利用自然溝谷，在邊坡體內(nèi)外修筑截水溝、平臺(tái)截水溝、集水溝、排水溝、邊溝、急流槽等，形成樹(shù)杈狀、網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，以迅速引走坡面雨水。
3結(jié)語(yǔ)
論文對(duì)常用邊坡工程的處治措施進(jìn)行了初步探討，指出了常用邊坡工程處治措施的適用性，然而隨著工程建設(shè)規(guī)模的不斷增大，邊坡高度增高，復(fù)雜性增大，對(duì)邊坡處治技術(shù)的要求也越來(lái)越高?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，邊坡處治技術(shù)將得到進(jìn)一步的發(fā)展，并逐步趨于完善。
參考文獻(xiàn)：
[1]彭小云，張婷，秦龍.高陡邊坡穩(wěn)定性的影響因素分析[J].高陡邊坡穩(wěn)定性的影響因素分析.2002.
[2]趙明階，何光春等.邊坡工程處治技術(shù)[M].北京：人民交通出版社.2003.
[3]郭長(zhǎng)慶，梁勇旗等.公路邊坡處治技術(shù).北京：中國(guó)建筑出版社.2007.5.
關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁，深基坑支護(hù)
深基坑工程是當(dāng)前很受人關(guān)注的巖土工程熱點(diǎn)，也是技術(shù)復(fù)雜、綜合性很強(qiáng)的難點(diǎn)。深基坑工程的費(fèi)用在整個(gè)工程成本中占有很大的比例，因此，如何選擇合適的支護(hù)型式以及合理的設(shè)計(jì)參數(shù)是深基坑工程的關(guān)鍵。鉆孔灌注樁施工具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)擠土的優(yōu)點(diǎn),對(duì)周?chē)h(huán)境影響小。其作為基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度大、抗彎能力強(qiáng)、變形相對(duì)較小,支護(hù)的穩(wěn)定性好。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
1.工程實(shí)例
1.1 工程概況
該站位于大興中路和小壩東路相交的十字路口下,是地鐵二號(hào)線和三號(hào)線的換乘站,兩線車(chē)站成“丁”形換乘方案。三號(hào)線主體工程和二號(hào)線同期施工。二號(hào)線車(chē)站主體結(jié)構(gòu)基坑長(zhǎng)度209.6m,標(biāo)準(zhǔn)段寬21.5m,基坑深度17.11m,呈東西走向。三號(hào)線部分主體結(jié)構(gòu)基坑長(zhǎng)度145.65m(含換乘節(jié)點(diǎn)),標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度21.7m,深23.16m,呈南北走向。
1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工
綜合考慮以上情況,本站的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案采用鉆孔灌注樁加樁間高壓旋噴樁。鉆孔灌注樁作為結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件,二號(hào)線鉆孔灌注樁直徑1000mm,樁間距為1300mm,樁長(zhǎng)21m三號(hào)線鉆孔灌注樁直徑采用1200mm,樁間距為1600mm,樁長(zhǎng)30m。二號(hào)、三號(hào)線排樁布置大樣圖分別見(jiàn)圖1,圖2。鉆孔樁應(yīng)采用隔樁施工,在相鄰樁混凝土達(dá)到70%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,方可成孔施工。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。采用FRD22D型旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工,主要的施工流程如下:
1)抄平放線,定樁位。樁位以線路中心為準(zhǔn),允許誤差為:縱向±100mm,橫向±50mm。2)埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒埋深為2m。3)成孔。鉆孔過(guò)程中必須保證孔徑、孔壁穩(wěn)定和沉淤等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求,垂直度允許偏差為1%。4)第一次清孔。測(cè)得孔深及淤泥深度,并進(jìn)行清孔。5)下鋼筋籠。清孔完畢后,立即下吊鋼筋籠。鋼筋籠要露出樁頂標(biāo)高750mm,制作允許偏差:主筋間距±10mm,箍筋間距±20mm,鋼筋籠直徑±10mm,鋼筋籠長(zhǎng)度±50mm。6)第二次清孔。清孔后須保證沉渣厚度不大于100mm,泥漿比重必須在1.1g/cm3~1.3g/cm3間,粘度在18s~20s之間,含砂率為4%~8%。7)灌注水下混凝土。灌注混凝土必須連續(xù)施工,注漿導(dǎo)管應(yīng)埋入混凝土面2m~3m,嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面。由于樁頂混凝土與泥漿混雜,質(zhì)量受到影響,混凝土實(shí)際灌注量應(yīng)比設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高高出500mm。8)鉆機(jī)移位。
圖l二號(hào)線排樁布大樣圈
圈2三號(hào)錢(qián)排樁布大樣圖
樁間設(shè)計(jì)采用雙重管旋噴樁樁間止水,由于噴射直徑和質(zhì)量受土質(zhì)組成復(fù)雜程度、漿液稠度、噴漿壓力的大小及注漿管提升速度等影響,在充分考慮各種不利因素和機(jī)械設(shè)備可能的條件下,設(shè)計(jì)噴射直徑為600mm。旋噴樁的施工過(guò)程大致如下:1)樁架定位及保證垂直度。旋噴機(jī)樁架到達(dá)指定樁位,對(duì)中。施工時(shí)樁位偏差應(yīng)小于5cm,樁的垂直度偏差不超過(guò)1%。2)噴水?dāng)嚢柘鲁?。待旋噴機(jī)的冷卻水循環(huán)正常后,啟動(dòng)旋噴機(jī)電動(dòng)機(jī),使旋噴機(jī)沿導(dǎo)向架?chē)娝型料鲁?邊噴水、邊旋轉(zhuǎn),噴水壓力為10MPa,旋轉(zhuǎn)速度為15r/min。3)制備水泥漿。按設(shè)計(jì)要求,拌制配合比為水泥∶水=1∶1的水泥漿,水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥,并在壓漿前將水泥漿除渣后注入集料斗中。4)旋噴漿液提升。鉆桿下沉到設(shè)計(jì)深度后,開(kāi)啟灰漿泵將水泥漿壓入地基土中,并且邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn),同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升噴頭,設(shè)計(jì)高壓噴漿壓力為28MPa,旋轉(zhuǎn)速度為15r/min,提升速度為15cm/min。5)移位。待噴嘴提升至設(shè)計(jì)加固深度的頂面標(biāo)高后,樁架移至下一個(gè)樁位施工。
2.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．1．1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇
根據(jù)結(jié)構(gòu)的特性、場(chǎng)地情況、周?chē)h(huán)境、基坑深度、寬度、工期安排、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較選擇。對(duì)于含水的軟黏土、流砂地層一般采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)；對(duì)于水位不高，或允許大面積降水的黏性土層，可采用人工挖孔或鉆孔灌注樁；對(duì)于水位較高，且不允許大面積降水的粘性砂土層，可采用鉆孔樁+旋噴樁的圍護(hù)型式；對(duì)于自穩(wěn)性較好的軟巖地層或弱風(fēng)化巖層，可以采用噴錨支護(hù)或土釘墻技術(shù)。為降低成本，設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)具體工況，選擇一到兩種圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
2．1．2 荷載確定
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載一般有地面超壓、水土壓力。
1)地面超壓一般按20kpa計(jì)，當(dāng)基坑邊沿有建筑物或特殊荷載(如塔吊基礎(chǔ)等)時(shí)需按實(shí)際荷載計(jì)算。
2)水土壓力:在施工階段，黏性土層或坑內(nèi)外均進(jìn)行降水的砂性土層按水土合算，僅坑內(nèi)降水的砂性土層按水土分算；在使用階段，為永久結(jié)構(gòu)的安全，不論砂性土層還是黏性土層，均宜按水土分算考慮。
2．1．3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算方法
1)彈塑性有限元法:將結(jié)構(gòu)與地層作為一相互作用體，通過(guò)理論假定確定地層的本構(gòu)關(guān)系及地層與結(jié)構(gòu)界面的作用模式，按照施工過(guò)程逐步模擬地層與結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理，確定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的變化及周?chē)翆拥牧W(xué)機(jī)理及變位。目前采用的計(jì)算模型主要有理想彈塑性模型、黏彈性模型、鄧肯-張非線性模型等。通用的計(jì)算程序有ANSYS程序、2D-σ、3D-σ程序及同濟(jì)曙光程序等。由于圍巖性質(zhì)極其復(fù)雜，很難用一種單一的模型進(jìn)行模擬，加之地層應(yīng)力的釋放過(guò)程與開(kāi)挖方式、開(kāi)挖過(guò)程、支撐形式支撐剛度等有著密切的聯(lián)系，使計(jì)算過(guò)程中的一些參數(shù)難于確定，最后導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果難于反應(yīng)真實(shí)的受力情況。因此這種計(jì)算方法一般用于定性分析或同一工況下的施工方式比選。
2)桿件有限元法:已知基坑面以上的結(jié)構(gòu)荷載，用彈簧模擬基坑以下地層與結(jié)構(gòu)的相互作用，以梁(板)單元模擬結(jié)構(gòu)，隨施工的不同階段按增量法或總量法對(duì)受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。目前多采用SAP84程序、理正深基坑計(jì)算程序、同濟(jì)啟明星計(jì)算程序等。
3)理論假定簡(jiǎn)化法:如假想支點(diǎn)法、等值梁法、m法等。目前設(shè)計(jì)中，以桿件有限元法應(yīng)用較為普遍，計(jì)算結(jié)果或計(jì)算精度較為接近實(shí)際。
2．1．4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)結(jié)構(gòu)受力結(jié)果，依照相應(yīng)的規(guī)范按結(jié)構(gòu)的重要性強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、變位及構(gòu)造要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在滿足上述條件下盡量做到經(jīng)濟(jì)合理、便于施工。
2．2 支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．2．1 支撐結(jié)構(gòu)選擇
首先根據(jù)地層條件、地下管線、基坑尺寸、施工要求確定錨拉式或內(nèi)撐式支撐方式。對(duì)于內(nèi)撐式結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)材料情況、施加預(yù)應(yīng)力方式來(lái)確定支撐結(jié)構(gòu)材料。
2．2．2 撐結(jié)構(gòu)計(jì)算
1)錨桿計(jì)算:錨桿承載力主要由拉桿的極限抗拉強(qiáng)度、拉桿與錨固體之間的極限握裹力、錨固體與土體之間的極限抗拔力確定。一般在軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖層和土層中錨桿的極限抗拉強(qiáng)度、錨桿孔壁與砂漿的摩阻力均低于砂漿對(duì)鋼拉桿的握裹力，錨桿極限抗拔力受孔壁摩阻力的控制，即取決于沿接觸面外圍軟質(zhì)巖和土層的抗剪強(qiáng)度，故錨桿的極限抗拔力可按下式計(jì)算:
式中，Tu為土層錨桿的極限抗拔力；F為錨固體周?chē)砻娴目偰ψ枇?；Q為錨固體受壓面的總抗壓力；D1為錨固體直徑；D2為錨固體擴(kuò)孔部分的直徑；τy為深度y處錨固體與土體單位面積上的抗剪強(qiáng)度(摩阻力)；q為錨固體擴(kuò)孔部分土體的抗壓強(qiáng)度；A為錨固體擴(kuò)孔部分土體的抗壓面積；y1-y2、y2-y3分別為錨固體非擴(kuò)孔部分長(zhǎng)度和擴(kuò)孔部分長(zhǎng)度。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。臨時(shí)性錨桿抗拔力的設(shè)計(jì)值為！Tu除以1.3~1.5，永久性錨桿的設(shè)計(jì)值為T(mén)u除以2~2.5。
2)內(nèi)支撐計(jì)算:根據(jù)偏心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度、平面內(nèi)及平面外的穩(wěn)定性進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，除豎向荷載(支撐自重和支撐頂面的施工活荷載等)產(chǎn)生的偏心彎距外，同時(shí)要考慮支撐安裝誤差造成的偏心影響，其偏心距可考慮支撐計(jì)算長(zhǎng)度的1/1000。
3.結(jié)語(yǔ)
基坑支護(hù)型式需綜合考慮基坑周邊環(huán)境、造價(jià)、技術(shù)上的可靠性等措施。一般而言，在滿足基坑穩(wěn)定和周?chē)h(huán)境對(duì)基坑變形要求的前提下，盡量選用造價(jià)低的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式，忌盲目提高基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)，而選擇造價(jià)昂貴的支護(hù)型式，造成不必要的浪費(fèi)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]JTJ041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].
[2]周敏娟.芝川河特大橋鉆孔樁施工技術(shù)[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2005(2)：51-55.
[3]王靜，肖巧林，高燕梅.鉆孔灌注樁常見(jiàn)質(zhì)量事故處理措施[J].山西建筑，2007，33(1)：129-130.
[4] 朱明清，紀(jì)紅偉.淺談深基坑支護(hù)技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用[J].山西建筑，2006，32(9):64-65.
關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)，控制，措施
深基礎(chǔ)施工是大型和高層建筑施工中極其重要的分項(xiàng)工程，而深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)無(wú)疑是保證深基礎(chǔ)順利施工的關(guān)鍵。高層建筑為滿足承載力、埋深要求，考慮建筑功能和成本，其基礎(chǔ)多設(shè)計(jì)帶有地下室的深基礎(chǔ)，且大部分施工場(chǎng)地窄小，不能采用基坑邊緣放坡，只能采用樁柱、墻等特殊支護(hù)結(jié)構(gòu)。做好基坑支護(hù)的質(zhì)量控制對(duì)保證施工安全、臨近建筑物及施工人員生命、財(cái)產(chǎn)安全極其重要。
1.基坑支護(hù)施工組織設(shè)計(jì)方案
深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇，應(yīng)優(yōu)先考慮施工單位現(xiàn)有施工技術(shù)水平，優(yōu)先考慮工程基礎(chǔ)樁相同類型樁作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，如果工程樁采用鋼筋混凝土灌注樁，則基坑支擴(kuò)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量選用這種樁型，其直徑可相應(yīng)選用較小直徑，這樣可減少機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)費(fèi)用。當(dāng)基坑較深圍護(hù)樁布置位置允許時(shí)，應(yīng)盡量選用兩排支護(hù)樁，種布置方式力學(xué)性能好，前后排樁與樁頂圈梁形成剛架結(jié)構(gòu)，樁間土參與支護(hù)工作，改善圍護(hù)樁的受力狀況，達(dá)到減少樁的配筋數(shù)量。當(dāng)圍護(hù)樁要求達(dá)到防滲要求，基坑深度小于 7m，地表回填土中固體碎片含量較多時(shí)，不宜單獨(dú)選用水泥攪拌樁，應(yīng)采用水泥灌注漿。
基坑支護(hù)施工組織設(shè)計(jì)與施工要綜合考慮工程地質(zhì)與水文條件、基礎(chǔ)類型、基坑開(kāi)挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境、基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素?；又ёo(hù)施工控制的關(guān)鍵是基坑上部坑沿的穩(wěn)定性、地面變形及地下水的控制、防止基坑周邊隆起、管涌與流砂等險(xiǎn)情，并要根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境因素的變化及時(shí)地調(diào)整支護(hù)方案。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用是擋土，使基坑在開(kāi)挖和基礎(chǔ)施工的全過(guò)程中能安全順利地進(jìn)行，并保證對(duì)臨近建筑、公共設(shè)施和周邊環(huán)境不產(chǎn)生危害。目前國(guó)內(nèi)深基坑支護(hù)技術(shù)有：地下連續(xù)墻排柱支護(hù)、水泥攪拌柱、土釘墻及復(fù)合土釘墻、噴錨網(wǎng)支護(hù)、逆作法與半逆作法施工、環(huán)形支護(hù)結(jié)構(gòu)等等。實(shí)踐中根據(jù)土質(zhì)條件、基坑深度、地下水情況等，結(jié)合不同支護(hù)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)合理的施工組織設(shè)計(jì)。
2.深基坑支護(hù)的基本要求
噴錨網(wǎng)支護(hù)是目前深基坑支護(hù)工程中采用較多的一種支護(hù)方式它是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的簡(jiǎn)稱，作為一種先進(jìn)的支護(hù)加固技術(shù)，在巖土質(zhì)高邊坡，特別是在不良地質(zhì)條件下，已得到了廣泛的應(yīng)用。噴錨網(wǎng)支護(hù)，是通過(guò)在巖土體內(nèi)施工一定長(zhǎng)度和分布的錨桿與巖土體共同作用形成復(fù)合體，彌補(bǔ)巖土體局部強(qiáng)度不足并發(fā)揮錨拉作用，使巖土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分利用，保證邊坡的穩(wěn)定。坡面設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，起到約束邊坡表面變形的作用，使整個(gè)坡面形成一個(gè)整體。為做到及時(shí)支護(hù)、有效地保持土體強(qiáng)度，噴錨網(wǎng)支護(hù)的施工要緊跟開(kāi)挖，隨挖隨支，每層開(kāi)挖高度，隨地質(zhì)條件而定，一般為 1.5m～2.5m。采用噴錨網(wǎng)支護(hù)的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單承載力高安全可靠：可用于多種土層，適應(yīng)性強(qiáng)；施工機(jī)具簡(jiǎn)單施工靈活污染小噪聲低，對(duì)周?chē)h(huán)境的影響??；可與土方開(kāi)挖同步進(jìn)行，工期短，本身不需要打樁，支護(hù)費(fèi)用低。
控制要點(diǎn)是必須重視前期地質(zhì)勘察工作，要熟悉并掌握工程的地質(zhì)勘察報(bào)告，熟悉基坑開(kāi)挖地的地形、地貌和地質(zhì)特點(diǎn)，分析深基坑可能導(dǎo)致邊坡土體滑坡的各種可能，對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵地段、地層和土質(zhì)技術(shù)指標(biāo)做到心中有數(shù)。論文參考網(wǎng)。由于地質(zhì)勘察資料不一定很詳細(xì)而且與實(shí)際情況往往有出入，在基坑開(kāi)挖中還要經(jīng)常比對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況與地質(zhì)勘察報(bào)告差異很大時(shí)要及時(shí)書(shū)面告知建設(shè)單位，由建設(shè)單位通知勘察和設(shè)計(jì)單位，必要時(shí)調(diào)整施工組織設(shè)計(jì)。施工組織設(shè)計(jì)方案必須經(jīng)過(guò)專家組技術(shù)論證：由具備設(shè)計(jì)資質(zhì)的支護(hù)施工單位自行設(shè)計(jì)或施工單位委托設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。
3.深基坑支護(hù)的過(guò)程控制
按設(shè)計(jì)方案組織施工施工前，有關(guān)人員應(yīng)熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖紙及周?chē)h(huán)境，降水系統(tǒng)應(yīng)確保正常工作及儲(chǔ)備應(yīng)急搶險(xiǎn)排水系統(tǒng)，保證必須的施工設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。施工單位在施工過(guò)程中不得隨意改變錨桿位置、長(zhǎng)度、型號(hào)、數(shù)量，鋼筋網(wǎng)間距，加強(qiáng)筋范圍，放坡系數(shù)等。設(shè)計(jì)方案變更時(shí)必須重新評(píng)審。校準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)及坐標(biāo)控制點(diǎn)的正確性和實(shí)施保護(hù)措施。審查施工單位的水平及豎向施工放線是否正確，開(kāi)挖過(guò)程中要隨時(shí)督促施工單位對(duì)基坑的開(kāi)挖尺寸、水平標(biāo)高和邊坡坡度進(jìn)行檢查，注意基坑周邊的土體變化。測(cè)量觀測(cè)站要日夜值班，出現(xiàn)險(xiǎn)情立即報(bào)告。堅(jiān)持見(jiàn)證取樣制度，對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料嚴(yán)格把關(guān)。做好隱蔽工程驗(yàn)收：監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)錨桿位置、鉆孔直徑、深度及角度、錨桿插入長(zhǎng)度，注漿配比、壓力及注漿量，噴錨墻面厚度及強(qiáng)度，錨桿應(yīng)力等進(jìn)行檢查，按規(guī)定留置混凝土試塊、水泥漿試塊，錨桿抗拔力實(shí)驗(yàn)。采用機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)預(yù)留 0.3m～0.4m原始土層，人工鏟除修整坡面，盡量減少邊坡超挖和擾動(dòng)邊坡土體，使之表面平整，坡角符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋網(wǎng)的鋼筋直徑和間距要符合設(shè)計(jì)要求，鋼筋網(wǎng)綁扎隨開(kāi)挖分層進(jìn)行時(shí)，搭接長(zhǎng)度要符合要求，一般為一個(gè)網(wǎng)格邊長(zhǎng)。
錨桿鉆孔應(yīng)按設(shè)計(jì)傾角和孔深進(jìn)行。論文參考網(wǎng)。當(dāng)鉆孔遇到障礙物無(wú)法鉆進(jìn)時(shí)，允許適當(dāng)改變鉆孔方向。當(dāng)土層為軟土?xí)r允許加大傾角，將錨桿嵌入持力的土層中：當(dāng)鉆孔深度達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)在該孔的左右或下方按錨桿抗拔力等同的原則補(bǔ)強(qiáng)加固。嵌入錨桿前應(yīng)將孔內(nèi)松土、泥漿等清除干凈，方可送入錨桿。下錨桿時(shí)，應(yīng)把注漿管、錨桿和止?jié){袋一起放入孔內(nèi)。注漿要嚴(yán)格控制混凝土配合比，并根據(jù)注漿情況多次注漿，以保證漿液充滿孔壁，使錨桿具有較高的抗拔力。當(dāng)錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70％以上且不小于 3 天，方可開(kāi)挖下—層土方。 噴射混凝土要攪拌均勻，垂直作業(yè)面盡量從底部逐步向上部施噴，混凝土厚度要符合設(shè)計(jì)要求，噴射面要留置試塊，每組不小于 3 塊。
基坑支護(hù)施工要與挖土互相配合，合理安排工序及工期，土方開(kāi)挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)相一致，并遵循開(kāi)槽支撐，先撐后挖，分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖的原則，減少開(kāi)挖過(guò)程中原土體的擾動(dòng)范圍，縮短基坑開(kāi)挖卸荷后無(wú)支撐的暴露時(shí)間，對(duì)稱開(kāi)挖，均衡開(kāi)挖，合理利用土體自身在開(kāi)挖過(guò)程中控制位移的能力。基坑開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁或撓動(dòng)基底原始土層。發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止挖土，并應(yīng)立即查清原因和采取措施，方可繼續(xù)挖土?；娱_(kāi)挖完成后，應(yīng)提醒建設(shè)單位及時(shí)組織勘察、設(shè)計(jì)、質(zhì)監(jiān)、監(jiān)理、施工等部門(mén)進(jìn)行驗(yàn)槽，及早開(kāi)始地下結(jié)構(gòu)工程的施工，嚴(yán)禁基坑長(zhǎng)時(shí)間暴露。基坑回填前，支護(hù)層不能破壞，特別是坡腳部分。地下結(jié)構(gòu)工程完工一層基坑及時(shí)回填有利于邊坡穩(wěn)定，注意地下水或自來(lái)水或排水系統(tǒng)水患的影響。
深基坑支護(hù)的應(yīng)急準(zhǔn)備預(yù)案：做好預(yù)測(cè)、信息采集與反饋、控制與決策等方面的內(nèi)容。由于深基坑開(kāi)挖過(guò)程中，邊坡穩(wěn)定存在很多潛在的危險(xiǎn)和破壞的突然性，地下工程受各種水文、地質(zhì)、雨水等復(fù)雜條件的影響，特別在基坑旁有基礎(chǔ)埋置較淺的建筑，或有重要的地下電纜和市政管線，很難預(yù)估出現(xiàn)的問(wèn)題。論文參考網(wǎng)。因此，必須加強(qiáng)觀測(cè)，出現(xiàn)問(wèn)題，立即按深基坑支護(hù)的應(yīng)急準(zhǔn)備預(yù)案進(jìn)行救險(xiǎn)施工，根據(jù)土層位移的時(shí)空效應(yīng)，及時(shí)掌握土體變形特性、邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)效果，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)采取措施，預(yù)防邊坡失穩(wěn)和臨近建筑沉降等事故發(fā)生。
4.結(jié)語(yǔ)
伴隨著高層建筑的發(fā)展，深基坑開(kāi)挖越來(lái)越多，深基坑支護(hù)難度逐度加大?；又ёo(hù)的施工組織設(shè)計(jì)方案必須依據(jù)工程地質(zhì)資料科學(xué)設(shè)計(jì)，由于地質(zhì)條件的不確定性，基坑開(kāi)挖地質(zhì)情況與地質(zhì)勘察報(bào)告略有不同，施工單位必須在基坑開(kāi)挖過(guò)程中根據(jù)地質(zhì)條件的變化及時(shí)同施工單位調(diào)整和改進(jìn)基坑支護(hù)施工方案，確保深基坑的施工安全。高層建筑深基坑支護(hù)的施工質(zhì)量控制技術(shù)將逐步完善。
關(guān)鍵詞：建筑工程；地基基礎(chǔ)施工；噴錨支護(hù)
中圖分類號(hào)：TU47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動(dòng)建筑業(yè)迅速崛起。城市建筑的密集度越來(lái)越大，使建筑施工的作業(yè)面不斷地縮小，建筑結(jié)構(gòu)中地基施工的安全性越來(lái)越重要。為了提高建筑工程基礎(chǔ)施工的安全性，就要確保地下室的施工設(shè)計(jì)符合建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不斷地提高基坑支護(hù)施工技術(shù)。由于基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑基礎(chǔ)設(shè)施而言，僅僅施工階段起到臨時(shí)性作用，因此在工程竣工之后，支護(hù)就失去了價(jià)值。按照傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)建筑工程完工之后，支護(hù)會(huì)保留在地下永久保存，并成為建筑結(jié)構(gòu)中的一部分。噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)運(yùn)用于地下室支護(hù)，可以提高抗變形能力，因此而被廣泛應(yīng)用。
一、工程概述
工程項(xiàng)目為22層的商住兩用樓，地下一層為車(chē)庫(kù)。建筑物的總建筑面積超過(guò)5萬(wàn)平方米，為框剪結(jié)構(gòu)。地下基坑的開(kāi)挖深度為5.6米，成矩形，總面積超過(guò)2千平方米。在建筑物的西側(cè)為小區(qū)人工水池。鑒于建筑物距離水池比較近，為了避免基坑的邊坡出現(xiàn)沉降變形，在放坡系數(shù)上可以定為0.4。根據(jù)基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程，將基坑側(cè)壁安全等級(jí)確定為3級(jí)。在基坑施工技術(shù)上，選擇使用噴錨支護(hù)技術(shù)。
從工程的地質(zhì)條件上來(lái)看，工程基坑的地貌較為單一，地面原有的建筑物已經(jīng)徹底拆遷。整個(gè)基坑的場(chǎng)地平坦，地層的成分以風(fēng)化的基巖和小塊的卵石為主。場(chǎng)地的底層從上而下分別為1.3米至1.6米的雜填土，其中包括生活垃圾、建筑垃圾等等。卵石以土黃色為主，其中夾雜著少量的漂石?；娱_(kāi)挖范圍內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有地下水。噴錨支護(hù)的土層設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表：
二、噴錨支護(hù)施工技術(shù)
噴錨支護(hù)技術(shù)的基本原理是利用了受拉錨桿與土體之間所產(chǎn)生的摩擦力，不但可以使土體的強(qiáng)度增強(qiáng)，而且對(duì)于土體具有穩(wěn)定的作用，因此而與周?chē)耐馏w構(gòu)成堅(jiān)固的整體。在支護(hù)基坑邊壁的時(shí)候，采用混凝土噴射與錨桿以及鋼筋網(wǎng)聯(lián)合的方法開(kāi)展施工。
在建筑地基的基礎(chǔ)施工中，做好防水工作是非常重要的施工工程。雖然在施工場(chǎng)地沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有地下水，但是在建筑物附近有人工水池，所以要做好外墻防水工作。噴射的混凝土在配制和攪拌上要嚴(yán)格按照工程施工設(shè)計(jì)的要求，特別要保證科學(xué)性的水灰配比，以噴射不會(huì)出現(xiàn)流淌為標(biāo)準(zhǔn)。注意被噴射到墻面的混凝土不可以有下墜，要均勻噴射，不能有開(kāi)裂的現(xiàn)象出現(xiàn)。噴射混凝土完工后，為了確保噴射質(zhì)量，還要采取必要的混凝土養(yǎng)護(hù)措施。
在進(jìn)行基坑修邊的時(shí)候，混凝土的噴射厚度要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并且要逐層噴射，保證每一層都要噴射均勻，并達(dá)到的一定的光滑度。要確保噴射的平整性，要控制好噴射的速度，以確保錨樁板厚度勻稱。
在進(jìn)行錨桿灌漿的時(shí)候，要控制好灌漿的密度，以使灌漿的過(guò)程中有拉應(yīng)力產(chǎn)生，促進(jìn)噴射鋼筋混凝土板與土體之間形成一個(gè)堅(jiān)固的土體。通常而言，灌漿要在穩(wěn)壓狀態(tài)下進(jìn)行，在灌漿超過(guò)20秒之后，漿體溢出即灌注停止。
在地下室的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，要將鋼筋板的支護(hù)作用充分地發(fā)揮出來(lái)，就要充分地發(fā)揮支護(hù)的臨時(shí)性作用，以有效地抵抗土體所施加的側(cè)壓力，并發(fā)揮其永久性的作用。那么在鋼筋制作的過(guò)程中，要使鋼筋能夠處于合理的位置，并且厚度要符合設(shè)計(jì)要求，以使鋼筋板充分地發(fā)揮支護(hù)作用。
三、噴錨支護(hù)地下室外墻施工技術(shù)
要保持地下室外墻的永久性，噴錨支護(hù)要相應(yīng)地增大厚度。通常情況下，噴錨支護(hù)會(huì)噴射大約90毫米厚度的混凝土，而地下室的外壁噴護(hù)，需要選擇C20混凝土，噴射厚度達(dá)到200毫米。為了使噴射混凝土板中的加強(qiáng)筋能夠起到暗梁的作用，要參考水壓力、土壓力以及地面所施加的荷載進(jìn)行連續(xù)板設(shè)計(jì)，將加強(qiáng)筋焊接在錨桿之上，肋筋設(shè)置上為垂直狀態(tài)。
在本次工程施工中，錨桿的抗拔力設(shè)計(jì)為100KN，灌漿過(guò)程中所呈現(xiàn)的壓力為0.4MPa。由于場(chǎng)地的地質(zhì)環(huán)境較差，水平錨桿的夾角設(shè)定在25°。原理上而言，錨桿的夾角水平界定在20°～45°，夾角越大，水平分力就會(huì)相對(duì)降低，反之，隨著夾角的縮小，水平的分力越大，可見(jiàn)錨桿設(shè)計(jì)是噴錨支護(hù)技術(shù)中的重要部分。噴錨支護(hù)的設(shè)計(jì)參數(shù)上，首先是根據(jù)施工條件，分析支護(hù)的整體穩(wěn)定性，然后對(duì)于錨桿進(jìn)行抗拉性計(jì)算，根據(jù)所得出的結(jié)論對(duì)于初選參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整和完善。
設(shè)置噴錨支護(hù)參數(shù)的時(shí)候，土壓力和施工荷載是需要重點(diǎn)考慮的，同時(shí)還要在進(jìn)行土壓力計(jì)算時(shí)，將地基基坑的動(dòng)荷載和靜荷載加以考慮，以實(shí)現(xiàn)地下室外壁的永久性。計(jì)算時(shí)，可以選擇使用朗肯主動(dòng)土壓力公式，即：
其中，：是土的重度。
h: 是基坑的高度。
：是土的內(nèi)摩擦角。
錨桿的安全系數(shù)：K=1.7。
但砂漿的錨固段接觸到周?chē)耐翆拥臅r(shí)候，會(huì)形成抗剪力，其對(duì)于灌漿錨桿的極限抗拔力起到了決定性的作用。錨桿的極限抗拔力計(jì)算公式為：
其中：: 是土層錨桿的極限抗拔力，單位為“KN”。
D： 是錨桿鉆孔的直徑。
Le: 是錨桿有效錨固長(zhǎng)度，單位為“m”。
： 是錨固段周邊所形成的抗剪強(qiáng)度，單位為“”。
在設(shè)計(jì)上，基于土層地質(zhì)環(huán)境的特殊性，對(duì)于抗剪強(qiáng)度的取值也要有所選擇。
第一層錨桿的抗剪強(qiáng)度：=30；
第二層錨桿的抗剪強(qiáng)度：=45；
第三層錨桿的抗剪強(qiáng)度：=60。
錨桿受拉荷載公式:
其中：：是荷載折減系數(shù)，=0.86。
Eak：是在錨桿處的最大主動(dòng)土壓力的情況下取值。
SH： 是錨桿的水平間距，SH=1.0米
SV： 是錨桿的垂直間距，SV=1.1米。
θ： 是錨桿和水平面之間所存在的夾角。
可見(jiàn)，在簡(jiǎn)述工程地基基礎(chǔ)施工中，采用噴錨支護(hù)進(jìn)行施工，就是充分地運(yùn)用噴錨支護(hù)的作用原理，將受拉錨桿和具有相對(duì)穩(wěn)定性的土體之間所形成的摩擦力充分地利用起來(lái)，以維持基坑周?chē)馏w的穩(wěn)定性。當(dāng)支護(hù)與土體之間形成具有較高強(qiáng)度的共同作用體的時(shí)候，就構(gòu)成了具有足夠堅(jiān)固性的基坑壁。
結(jié)論：
綜上所述，在建筑工程項(xiàng)目中，地基基礎(chǔ)施工中所采用的噴錨支護(hù)技術(shù)對(duì)于保持地下室外墻的永久性具有非常很重要的作用。從技術(shù)的角度而言，噴錨支護(hù)是主動(dòng)加固措施，其采用了錨桿、噴射混凝土的加固機(jī)理，對(duì)于巖土體的強(qiáng)度加強(qiáng)，并實(shí)現(xiàn)抗滑能力?；谄湓趯?duì)于基礎(chǔ)施工的重要作用，在應(yīng)用領(lǐng)域中控制好噴錨支護(hù)技術(shù)的質(zhì)量控制是非常必要的。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳章國(guó) .噴錨支護(hù)技術(shù)在建筑工程地基基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用, 2013（36）.
[2]程明， 董家豐， 華正飛，盧莎.淺談地基基礎(chǔ)施工中的噴錨支護(hù)技術(shù)應(yīng)用[J].華章，2013（18）.
[3]王靜玉.噴錨支護(hù)技術(shù)在建筑地基基礎(chǔ)施工中的運(yùn)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品, 2010（12）.
[4]王靜玉.噴錨支護(hù)技術(shù)在建筑地基基礎(chǔ)施工中的運(yùn)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品, 2010（12）.
關(guān)鍵詞：錨索加固；錨下預(yù)應(yīng)力；反拉測(cè)驗(yàn)
中圖分類號(hào)：P2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
本文針對(duì)錨下預(yù)應(yīng)力的測(cè)驗(yàn)做了較為深入的研究，尤其是關(guān)于錨索加固預(yù)應(yīng)力測(cè)驗(yàn)方面的問(wèn)題是研究的重點(diǎn)。而且著重針對(duì)于目前錨索加固工程中經(jīng)常使用的反拉檢測(cè)方法進(jìn)行了深入的研究與探討。主要針對(duì)目前普遍采用的錨索加固的處理方法中存在的錨下預(yù)應(yīng)力測(cè)驗(yàn)的問(wèn)題提出了一種反拉測(cè)驗(yàn)是否存在有效預(yù)應(yīng)力的方法，而且文章也運(yùn)用了一定的篇幅對(duì)于實(shí)際工作中可能存在的影響檢測(cè)結(jié)果的幾個(gè)重要因素進(jìn)行了分析與描述。
一、反拉檢測(cè)方法與其適用的對(duì)象
（一）檢測(cè)原理
根據(jù)物理學(xué)理論，在最理想的狀態(tài)下，錨具和夾片摩擦合力的數(shù)值、夾片和鋼絞線摩擦合力的數(shù)值、錨索所受拉力的數(shù)值、錨索體與粘接劑之間摩合力的數(shù)值、粘接劑與圍巖之間摩擦合力的數(shù)值，理論上來(lái)說(shuō)都應(yīng)該是等值的，只有保證這些數(shù)據(jù)的等值，整個(gè)錨索系統(tǒng)才能保持平衡的狀態(tài)，因此，在實(shí)際工作中，想要測(cè)驗(yàn)出錨下的預(yù)應(yīng)力是否處在安全合理的數(shù)值內(nèi)，只需要測(cè)驗(yàn)出這五個(gè)力中任意一個(gè)就可以得出結(jié)論。
（二）反拉檢測(cè)方法適用的對(duì)象
本文提到的反拉檢測(cè)方法的基本原理很大程度上根植于拉拔檢測(cè)方法，是拉拔檢測(cè)方法的拓展，是目前較長(zhǎng)采用的針對(duì)錨索有效預(yù)應(yīng)力的一種使用廣泛且較為先進(jìn)的測(cè)驗(yàn)方法。其主工作方法是通過(guò)液壓千斤頂對(duì)被檢測(cè)錨索施加一定的拉力使其產(chǎn)生變化并在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)行觀察，直到施加的外力達(dá)到錨索有效預(yù)應(yīng)力的要求為止。在整個(gè)測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)專業(yè)的技術(shù)設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件準(zhǔn)確記錄下是錨索達(dá)到有效預(yù)應(yīng)力所施加的反拉力以及由于施加反拉力導(dǎo)致錨索產(chǎn)生位移的情況，通過(guò)專業(yè)設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件對(duì)液壓所施加的反拉力和由于反拉力使錨索位移變化的監(jiān)視來(lái)及時(shí)終止反拉，從已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)入手，通過(guò)縝密計(jì)算與分析反拉力和錨索位移的情況，最終得出錨索有效預(yù)應(yīng)力的數(shù)值，關(guān)鍵是整個(gè)工程不會(huì)破壞錨索現(xiàn)有的狀態(tài)。
（三）錨下有效預(yù)應(yīng)力與控制張拉預(yù)應(yīng)力偏差較大的原因
1. 錨下有效預(yù)應(yīng)力比控制張拉預(yù)應(yīng)力值偏大原因。
（1）由于不同的錨索有著不同的鋼絞線，而且同一鋼絞線也存在著材質(zhì)不均勻的現(xiàn)象，而且對(duì)于鋼絞線的截面面積來(lái)說(shuō)，會(huì)存在實(shí)際的錨索鋼絞線截面面積大于控制張拉預(yù)應(yīng)力測(cè)試的鋼絞線截面面積。
（2）在工程建設(shè)成功后，錨索實(shí)際所承受的張拉力要比測(cè)試時(shí)鋼絞線所承受的張拉力小。
（3）由于在進(jìn)行控制張拉預(yù)應(yīng)力測(cè)試時(shí)對(duì)于錨索體的控制不當(dāng)，導(dǎo)致測(cè)試時(shí)錨索鋼絞線出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，會(huì)使得測(cè)試時(shí)錨索的張拉力小于錨索實(shí)際的有效預(yù)應(yīng)力。
（4）在測(cè)試過(guò)程中，由于工作人員操作不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的記錄和分析出現(xiàn)偏差，造成測(cè)試的錨索張拉控制預(yù)應(yīng)力比實(shí)際的錨索有效預(yù)應(yīng)力要小。
2. 錨下有效預(yù)應(yīng)力比控制張拉預(yù)應(yīng)力值偏小的原因
（1）試驗(yàn)與實(shí)際工程所用的鋼絞線材質(zhì)不同，而且即使同一鋼絞線也存在著材質(zhì)不均勻的現(xiàn)象，因此會(huì)存在實(shí)際錨索的鋼絞線截面面積小于實(shí)際彈性模量小于控制張拉力預(yù)應(yīng)力測(cè)驗(yàn)鋼絞線的截面積。
（2）由于錨索鋼絞線本身的質(zhì)地原因，錨索在進(jìn)行控制張拉預(yù)應(yīng)力測(cè)試時(shí)，由于操作問(wèn)題導(dǎo)致邊坡發(fā)生壓縮變形的情況，使得錨索控制張拉測(cè)試時(shí)，顯示的錨索張拉伸長(zhǎng)值變小，實(shí)際上錨索的有效預(yù)應(yīng)力要小于測(cè)驗(yàn)時(shí)的數(shù)值。
（3）由于錨索體注漿質(zhì)量方面的問(wèn)題，在實(shí)際工作時(shí)，錨固段注漿不飽滿，使得實(shí)際的錨索有效預(yù)應(yīng)力要小于測(cè)試時(shí)錨索的張拉控制預(yù)應(yīng)力。
（4）由于進(jìn)行控制張拉預(yù)應(yīng)力測(cè)試時(shí)，工作人員的操作不當(dāng)，對(duì)于數(shù)據(jù)的記錄與分析不夠準(zhǔn)確，對(duì)于測(cè)試中錨索張拉的數(shù)值以及位移情況記錄與實(shí)際情況有所出入，因此會(huì)導(dǎo)致錨索的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力小于進(jìn)行測(cè)驗(yàn)時(shí)的控制張拉預(yù)應(yīng)力。也給錨固的實(shí)際工程帶來(lái)了安全隱患。
二、測(cè)驗(yàn)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)
（一）反拉測(cè)驗(yàn)法的檢測(cè)對(duì)象
對(duì)于錨下預(yù)應(yīng)力的反拉檢測(cè)法來(lái)說(shuō)，其主要運(yùn)用于錨索預(yù)應(yīng)力的檢測(cè)試驗(yàn)和對(duì)目前正在使用的錨索產(chǎn)生的有效預(yù)應(yīng)力實(shí)施檢測(cè)。之所以分為兩種不同的檢測(cè)情況，主要因?yàn)槠錂z測(cè)的時(shí)機(jī)，由于這兩個(gè)檢測(cè)時(shí)期錨索的特征有很大的不同，針對(duì)錨索驗(yàn)收試驗(yàn)的錨下預(yù)應(yīng)力檢測(cè)，其被檢測(cè)的錨索體露出段并沒(méi)有被切割，可以實(shí)施檢測(cè)的外露錨索長(zhǎng)度較大，相對(duì)來(lái)說(shuō)其檢測(cè)條件較好；但是針對(duì)于目前已經(jīng)投入使用的錨索，其錨索的外露段工程完工之時(shí)就被切割掉，一般情況下只留有3～5cm的一段露出段，這種情況就給檢測(cè)帶了來(lái)一定的難度。對(duì)于這種情況而言，通常情況下檢驗(yàn)人員會(huì)通過(guò)一種名為錨索接長(zhǎng)器的儀器來(lái)接長(zhǎng)已經(jīng)被截?cái)嗟匿摻g線，之后對(duì)已經(jīng)接長(zhǎng)的錨索逐根進(jìn)行反拉檢測(cè)，最終得出其錨下預(yù)應(yīng)力。
（二）錨下預(yù)應(yīng)力反拉測(cè)驗(yàn)所需設(shè)備及儀器
在實(shí)際的施工階段，錨下預(yù)應(yīng)力反拉測(cè)驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程可以分為兩大系統(tǒng)，首先通過(guò)對(duì)錨索的反拉測(cè)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集記錄和分析。其整個(gè)測(cè)驗(yàn)需要配備：空心千斤頂、高壓油泵、油管、錨夾具等工具。如果是遇到需要采用逐根鋼絞線進(jìn)行測(cè)驗(yàn)的這種情況，通常在實(shí)際的施工中需要配備單孔手提式千斤頂、手壓油泵等工具，其中必不可少且十分重要的工具是錨索接長(zhǎng)器。整個(gè)測(cè)驗(yàn)過(guò)程，包括測(cè)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)收集整理記錄和分析，目前主要采用應(yīng)力采集記錄和位移采集記錄兩種記錄方式，當(dāng)然，在實(shí)際的操作中還需要一些其他的輔助工具，具有代表性的如：磁性吸附底座，計(jì)算機(jī)分析軟件等等。
三、影響錨下預(yù)應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果精確度的因素
通常使用反拉法測(cè)驗(yàn)錨下有效預(yù)應(yīng)力較為簡(jiǎn)單便捷，而且其檢測(cè)結(jié)果的精確度也較高，在實(shí)際的施工作業(yè)中，影響錨下預(yù)應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果精確性的因素大致有以下兩類（一）測(cè)驗(yàn)人員在實(shí)際操作過(guò)程中可能引起的誤差。針對(duì)這個(gè)情況，在實(shí)際工作中，對(duì)于由于測(cè)驗(yàn)人員操作過(guò)程中可能引起的誤差應(yīng)該使其盡量的最小化。（二）錨索本身的狀態(tài)也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，而且這是主要影響錨下預(yù)應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果的因素。在實(shí)際的工作中，因?yàn)楫a(chǎn)期的運(yùn)行，導(dǎo)致夾片等部件的生銹和變性，導(dǎo)致在錨索固力的作用下，需要比實(shí)際上更大的反拉力才能克服夾片和預(yù)應(yīng)力筋之間的咬合以及摩擦合力，這樣在整個(gè)錨下預(yù)應(yīng)力的反拉測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)際上的反拉力要比有效預(yù)應(yīng)力大很多才可能拉動(dòng)錨索，直接導(dǎo)致了測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差。（三）錨索中孔斜也是影響測(cè)驗(yàn)結(jié)果是否存在誤差的重要因素。
結(jié)束語(yǔ)：
本文主要著重分析了錨下預(yù)應(yīng)力的測(cè)驗(yàn)方法。主要介紹了目前普遍采用的反拉測(cè)驗(yàn)法。主要介紹了反拉測(cè)驗(yàn)法的工作原理和理論基礎(chǔ)，包括其適用的范圍，以及其在實(shí)際工作中的使用情況。而且運(yùn)用了一定的篇幅分析了影響錨下預(yù)應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果的幾個(gè)有代表性的因素，通過(guò)對(duì)反拉發(fā)測(cè)驗(yàn)錨下預(yù)應(yīng)力做了簡(jiǎn)明扼要的闡釋，將實(shí)際工作中通過(guò)反拉法測(cè)驗(yàn)錨索有效預(yù)應(yīng)力的方法進(jìn)行了較為全面的說(shuō)明。有一定的理論價(jià)值與實(shí)踐指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 唐樹(shù)名，羅斌，劉涌江.巖土錨固安全性無(wú)損檢測(cè)技術(shù).公路交通技術(shù)，2005(10)：5.
推高中國(guó)壩位：從百米到三百米
作為我國(guó)著名高壩及巖土工程研究專家，清華大學(xué)水利系的周維垣教授，在高壩巖石力學(xué)理論與數(shù)值方法、高壩結(jié)構(gòu)與復(fù)雜巖基工程的研究、高壩整體穩(wěn)定破壞仿真分析設(shè)計(jì)系統(tǒng)、地下結(jié)構(gòu)和邊坡工程、巖基加固和反饋計(jì)算等方面，有著重要建樹(shù)。他將學(xué)識(shí)5，~驗(yàn)并用、理論與實(shí)踐共存，對(duì)推動(dòng)我國(guó)高拱壩從百米高度向世界水平的300米高度的跨越過(guò)程中作出了重大貢獻(xiàn)。
周維垣教授推出高壩結(jié)構(gòu)細(xì)觀開(kāi)裂模型及宏觀破壞路徑搜索法，求結(jié)構(gòu)隨機(jī)安全度。1990年“拱壩壩肩巖體破壞及可靠度分析”獲全國(guó)水利學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)，創(chuàng)新細(xì)觀損傷斷裂到開(kāi)裂破壞模型。用細(xì)觀損傷力學(xué)引入有限元數(shù)值模擬節(jié)理巖體的本構(gòu)彈塑性力學(xué)關(guān)系，開(kāi)創(chuàng)節(jié)理巖體的數(shù)值模擬力學(xué)方法。他在我國(guó)首先引入流形元法，無(wú)網(wǎng)格數(shù)值方法，應(yīng)用于錦屏、溪洛渡、拉西瓦等300m級(jí)高拱壩壩肩巖流層的穩(wěn)定分析；并提出滲流的多重網(wǎng)格，分析小灣及拉西瓦拱壩的裂隙巖體滲流場(chǎng)。推出滲流場(chǎng)與應(yīng)力損傷場(chǎng)耦合模型。損傷局部化梯度力學(xué)模型方面的創(chuàng)新：建立塑性局部化多重屈服面模型，多尺度屈服面效應(yīng)；對(duì)于開(kāi)裂高梯度計(jì)算做了分析，并獲2007年度國(guó)家教委自然科學(xué)―等獎(jiǎng)。
近三十年我國(guó)新建一批高拱壩，為此需要研究大壩整體穩(wěn)定設(shè)計(jì)及計(jì)算方法，創(chuàng)建高壩整體穩(wěn)定破壞數(shù)值仿真設(shè)計(jì)系統(tǒng)。周維垣教授帶領(lǐng)研究小組參加為二灘組織的“75”、“85”科技攻關(guān)項(xiàng)目，研究建立三維有限元彈塑性，斷裂損傷仿真破壞設(shè)計(jì)方法。1984年起首次對(duì)二灘高拱壩進(jìn)行了整體穩(wěn)定破壞仿真分析。由自編的TFINE程序論證了二灘雙曲拱壩的可行性和安全度大壩的建基面巖體強(qiáng)度予測(cè)參數(shù)及大壩淺開(kāi)挖的可行性，從而可節(jié)省開(kāi)挖60萬(wàn)方及回填混凝土30萬(wàn)方。之后為二灘拱壩進(jìn)行了基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)計(jì)算，壩線優(yōu)化計(jì)算。1990年二灘開(kāi)工，到工地進(jìn)行開(kāi)挖錄像，并在蓄水期進(jìn)行監(jiān)控分析。1989年“雙曲拱壩整體應(yīng)力穩(wěn)定分析技術(shù)”獲國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，從二灘拱壩設(shè)計(jì)勘探到施工蓄水歷時(shí)18年全部過(guò)程為其服務(wù)，經(jīng)濟(jì)效益巨大，
“高壩壩基巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及可利用巖體質(zhì)量的研究”獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。其創(chuàng)新點(diǎn)在于首次用巖體網(wǎng)格開(kāi)裂破壞模型仿真壩踵開(kāi)裂長(zhǎng)度和失穩(wěn)過(guò)程。此系統(tǒng)應(yīng)用予拉西瓦高拱壩，東風(fēng)雙曲拱壩，節(jié)約開(kāi)挖7萬(wàn)m3及混凝土16m3，應(yīng)用于李家峽、緊水灘、溪洛渡、錦屏、小灣拱壩、拉西瓦、大崗山、馬吉，論證了穩(wěn)定超載能力。經(jīng)濟(jì)效益巨大。近幾年參與論證了溪洛渡拱壩基礎(chǔ)利用¨級(jí)巖體和上部高程部分利用Ⅲ2級(jí)巖體作為大壩基礎(chǔ)的可行性；建基面優(yōu)化方案較可研方案減少基礎(chǔ)開(kāi)挖和大壩混凝土工程量達(dá)100多萬(wàn)m3，節(jié)省直接投資約7億元。
篤行實(shí)踐：十年十是三個(gè)斷面
從試驗(yàn)技術(shù)理論到實(shí)踐，周維垣教授都進(jìn)行了艱苦的探索，大壩脆性結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)便是其中之一。在這期間我國(guó)修建和待建的高拱壩幾乎都運(yùn)用過(guò)他的模型破壞試驗(yàn)，如二灘拱壩、青石嶺拱壩、古城拱壩安康重力壩、風(fēng)灘空腹壩、緊水灘，東風(fēng)，李家峽、銅頭，小灣、漁子溪、錦屏、拉西瓦、溪洛渡、大崗山等32項(xiàng)，周教授因此成為我國(guó)大壩地質(zhì)力學(xué)模型破壞試驗(yàn)的奠基人之一。他還對(duì)材料試驗(yàn)理論，材料相似理論，數(shù)據(jù)量測(cè)理論等進(jìn)行了摸索創(chuàng)新，對(duì)我國(guó)的高壩建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。1986年《高壩水工結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)》成果曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，主要成果也已編入水利部《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL282-2003)，中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL／T5436-2006)。此技術(shù)在“二灘雙曲拱壩整體地質(zhì)力學(xué)模型破壞試驗(yàn)”項(xiàng)目獲能源部1992年科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
周維垣教授對(duì)二灘拱壩在十年內(nèi)進(jìn)行了13個(gè)斷面，和兩個(gè)整體模型試驗(yàn)和計(jì)算，首次論證了二灘超高拱壩雙曲拱壩壩型的可能性，使研究高壩水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)的地位。為李家峽拱壩做了三個(gè)整體破壞模型試驗(yàn)研究河床巖基軟弱帶的處理，壩肩的錨固處理。為蓄水提供了重要的依據(jù)。運(yùn)用地質(zhì)力學(xué)模型研究高邊坡的穩(wěn)定度，2007年模擬錦屏l級(jí)高邊坡的潰塌機(jī)制，開(kāi)創(chuàng)三維邊坡滑坡模擬的先河。用結(jié)構(gòu)斷裂的極限分析方法在模型試驗(yàn)中驗(yàn)證，創(chuàng)新的引入復(fù)合體塊模擬巖體力學(xué)特性。
最近正在針對(duì)小灣拱壩把肩的加固處理措施，錦屏一級(jí)拱壩的三維整體穩(wěn)定與高邊撥開(kāi)挖聯(lián)合作用，大綱上山三維穩(wěn)定，錦屏二級(jí)深埋長(zhǎng)隧道開(kāi)展大量研究工作。2005年在意大利都靈國(guó)際計(jì)算成就的第11屆大會(huì)上，周維垣教授獲得了“卓越成就獎(jiǎng)”，表?yè)P(yáng)了他在高壩結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)整體穩(wěn)定分析研究方面的貢獻(xiàn)。2007年在香港理工大學(xué)舉辦的IACMAC本構(gòu)關(guān)系學(xué)術(shù)討論會(huì)議上作大會(huì)特邀報(bào)告。其主編的《高等巖石力學(xué)》被學(xué)術(shù)界引用1000余次，成書(shū)20多年來(lái)，在水利水電、采礦、交通、鐵道、國(guó)防等領(lǐng)域的巖石力學(xué)科研教學(xué)中發(fā)揮了很大作用，影響長(zhǎng)久不衰，是我國(guó)巖石力學(xué)發(fā)展過(guò)程中的奠基之作。
