首先建立与影响锚杆布置的参数对应的投入与效益的功利函数[5],功利函数表示为: (b)
式中:α为锚杆加固费用;α为边坡失稳造成的生命财产损失;α为社会影响损失;α为误工费用;α为加固修复费用。
考虑到不同的因素,其权重不同。因此给每一因素以不同的权值,并按可能的失效概率计算对应的损失费用。根据收益最大的原则确定最佳的锚固工程量。
根据最大获益准则,对五种锚杆布置方案进行风险分析:λ(无锚固方案)、λ(4m×4m)λ(3m×3m)、λ(2m×2m)、λ(1m×1m)等。不同锚固方案在删节稳定系数为1.15时,边坡土体的滑动面分布及风险损失计算结果如表5、表6所示。从上述两表可以看出,随着锚杆密度的增加,不稳定滑动体的个数、体积明显减少,尤其是体积较大的滑动体更为明显。各土层的锚固方案取2m×2m时的总功利最大。由边坡土体的平均深度确定带锚杆长度为4.0m。
表5不同锚固方案下边坡失稳土体的统计表(模拟次数为50次)
Table5Differentanchoringsoilslopefailureundertheprogramtables(simulationtimesto50times)
λ
|
λ
|
λ
|
λ
|
λ
|
N/
|
MV/m
|
N/
|
MV/m
|
N/
|
MV/m
|
N/
|
MV/m
|
N/
|
MV/m
|
247
|
6235
|
101
|
2226
|
35
|
836
|
24
|
412.2
|
11
|
210
|
表6不同锚固方案风险决策权衡表
Table6DifferentbalancesheetanchorRiskDecision
锚固方案
|
塌方量
|
α
|
α
|
α
|
α
|
α
|
W
|
个
|
m
|
万元
|
万元
|
万元
|
万元
|
万元
|
万元
|
λ0
|
784.5
|
0
|
72.12
|
36.08
|
71.02
|
36.08
|
215.3
|
λ1
|
278.2
|
0.81
|
25.6
|
12.63
|
25.6
|
12.75
|
76.58
|
λ2
|
104.6
|
1.45
|
9.63
|
4.82
|
9.62
|
4.82
|
30.34
|
λ3
|
51.5
|
4.33
|
4.74
|
2.35
|
4.69
|
2.36
|
18.47
|
λ4
|
26.4
|
12.9
|
2.31
|
1.22
|
2.31
|
1.22
|
19.96
|
6基坑支护施工
锚杆支护的工艺流程为:放线—定位-钻孔—清孔—锚杆杆体的组装与安放—注浆—端头保护—钢板垫片安装—张拉--锚具锁定。具体如下:
6.1钻孔和锚杆杆体的组装与安放
放线定位后根据土层条件采用岩芯钻进,作业面设排水沟,宽度大于4m;导杆、立轴与钻杆倾角应在同一轴线上,以防埋钻、卡钻;并配备足够数量的长度为0.5-1.0m的短套管保证跟管钻进。制作锚杆时,沿轴线方向每隔1.0—2.0m设置一个定中架。安锚时,注浆管随锚杆一同放入孔内,管端距孔底为50-100mm,杆体放入角度与钻孔倾角应保持一致,使杆体始终处于钻孔中心,防止杆体扭曲、压弯。
6.2注浆和土层锚杆防腐
注浆用水泥:砂=1:2,水灰比0.38—0.45的水泥砂浆并加入一定量的外加剂。注浆时,注浆量不得小于计算量,其充盈系数为1.1—1.3;管口应始终处于浆面以下,随时活动注浆管,边灌注边拔,待浆液溢出孔口时全部拔出。若浆液硬化后不能充满锚固体时,应进行补浆措施。对于一般腐蚀环境,锚固段内杆体采用水泥浆封闭防腐,杆体周围设2.0CM厚的保护层。严重腐蚀环境,锚固段内杆体用纹管外套,管内孔隙用环氧树脂水泥砂浆充填,套管周围保护层厚度不得小于1.0cm。临时性锚杆锚固段杆体用水泥浆封闭防腐,杆体周围保护层厚度不得小于1.0cm。锚杆外露头必须先涂以沥青等防腐材料,再采用混凝土密封,外露钢板和锚具的保护层厚度不得小于2.5cm。
6.3张拉、锁定和封锚
必须待锚孔内的砂浆及地梁钢筋砼的强度达到设计强度后,方可进行锚杆预张拉。每次张拉前,应对测试仪表进行校核,随后分次分级按对称原则进行张拉,直至张拉吨位。每次分级张拉时,除第一级需稳定10—15分钟外,其余每一级需要稳定2—5分钟。对于预应力损失超过设计张拉力的10%时,应进行补偿张拉;补偿张拉要在锁定值的基础上,一次张拉至超张拉荷载,超张拉力不超过设计张拉力的l15%。锁定时用机械切除多余钢筋,严禁电割、氧割,并应留≥10cm以防滑脱,最后用混凝土或水泥砂浆封锚。封锚后应保持外观整洁美观。
7结术语
本文针对邯郸市中心基坑边坡为例,应用数理统计理论确定结构面分布规律、分析了边坡失稳机理及其特点。用ansys软件研究边坡稳定性,用风险设计理论以收益最大的原则建立了锚固优化设计的方法。在基坑支护施工过程中,由于切实采取技术措施,在施工过程中杜绝了失稳的产生,为工程的加固设计提供参考依据。
参考文献
1 王庚荪,边坡的渐进破坏及稳定性分析,岩土力学与工程学报,第19卷,第一期,2000.1
2 高德彬等,边坡稳定性分析方法综述,地球探测科学与技术新进展,中国科学技术出版社.2002.10
3 陈志新等,黄土高边坡层状结构与稳定性关系研究,工程地质学报,第10卷,.2002
4 曹双寅等著结构可靠性鉴定与加固技术 中国水利水电出版社
5 郭继秋,唐慧哲.工程项目成本管理[M].北京:化学工业出版社,2005 2/2 首页 上一页 1 2 |