首排錨桿錨固段長度對基坑頂?shù)乇砹芽p開展的影響分析

摘 要：文章主要通過PLIAXIS有限元軟件模擬分析土層錨桿不同錨固段長度，錨固段的應力及位移變化特點，對模擬結(jié)果進行分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)水平位移增量隨著錨固段長度增加有總體減小的趨勢，從而對地表的裂縫開展起到一定的約束作用。

關鍵詞：錨桿；錨固段；地表裂縫；有限元

1 概述

對地表裂縫的研究，汪班橋等人[1]通過室內(nèi)模型試驗和有限元軟件分析對土層錨桿進行了大量研究，并總結(jié)出不同排數(shù)錨桿受力特點及破壞模式，這對于研究土層錨桿地表裂縫奠定了一定的理論基礎。

在工程實踐中，土層錨桿錨固段端頭地表常常發(fā)現(xiàn)有地表裂縫的開展，給工程帶來一定的安全隱患。為解決好該類工程問題，分析出其中的原因及采取相應的應對措施，確保工程邊坡的穩(wěn)定與安全，具有非常重要的意義。

2 數(shù)值模型建立級

某深度為10m，寬度為20m，采用0.35m厚的混凝土地下連續(xù)墻加兩排錨桿支撐，上排錨桿長17m，傾斜角為20度，下排錨桿19m，傾斜角為20度，首層錨桿的自由端長度去為6m，基坑深度范圍內(nèi)無地下水。土層厚度：第一層填土3m，第二層砂土12m，第三層為砂泥層，它延伸至很深的深度。[2]其具體土體參數(shù)如表1。

3 基坑破壞模式分析

圖1、圖3為基坑開挖至7m、10m處時的水平增量位移圖。不同深度工況下，第一排錨桿的水平位移增量場主要集中于錨固段近端（靠近自由端尾）分布，且有總體向上發(fā)展的趨勢，同時在該錨固段近端的應力達到最大（圖2、圖4）。

由此可分析得出在首排錨桿錨固段近端是應力最為集中，水平位移增量增長速度最快的地方，從而最易導致地表裂縫開展。

4 首排錨桿錨固段長度對地表水平位移增量的研究

從水平位移增量圖我們可以看出，向著錨固段深處，水平位移增量場逐漸減弱，離地表逐漸越來越遠。倘若在一定范圍逐漸增加錨桿錨固段長度，將應力分布引向土層深處發(fā)展，對改善地表裂縫有一定作用。模型條件：模型基礎參照上文，首層錨桿施加預應力150kN，第二層錨桿施加預應力200kN，其他參數(shù)不變，只調(diào)整首層錨固段長度，分別取10m，11m，12m，13m，14m，15m，16m，17m進行研究。[2]

為研究基坑頂?shù)乇硭轿灰谱兓姆植记闆r，將有限元模型中的基坑頂?shù)乇硌厮狡拭?，如圖5基坑頂?shù)乇硭轿灰圃隽繄D。通過對不同錨固段長度情況下，基坑頂?shù)乇硭轿灰圃隽繄D的分析研究，最大水平增量位移總處在距離基坑頂邊緣7m左右附近的區(qū)域，該區(qū)域正是處于首層錨桿錨固段近端地表位置。

同時對不同錨固段長度情況下的基坑頂水平位移增量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得出錨固段長度與基坑地表水平增量的關系，如圖6。圖6，曲線局部呈波折的變化，但整體隨著錨固段長度的增加，地表水平位移增量呈下降的趨勢。說明適宜增加錨固段長度，水平位移增量隨之減小，對地表裂縫開展起到一定的控制作用。同時側(cè)面反映出錨固段長度的增加，對錨固段近端較為明顯的應力集中現(xiàn)象有一定的改善，錨固段受力較為均勻。

5 結(jié)束語

（1）首排錨桿錨固段近端是應力最為集中，水平位移增量增長速度最快的地方，從而最易導致地表裂縫開展。

（2）適宜增加錨固段長度，對錨固段近端應力集中現(xiàn)象有一定改善，水平位移增量隨之呈減小，從而對地表裂縫開展起到一定的約束作用。

參考文獻

[1]汪班橋，門玉明.土層錨桿內(nèi)部穩(wěn)定性分析[J].西安建筑科技大學學報：自然科學版，2010，42（03）：382-386.

[2]楊文吉.土層錨桿端頭地表裂縫分析與研究[D].河北工程大學，2015（03）.