基于錨索預(yù)應(yīng)力損失對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的研究

王鵬

摘? 要：通過有限元軟件對某樁錨支護(hù)工程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析錨索預(yù)應(yīng)力在各級損失下對支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的變化規(guī)律。結(jié)果表明，錨索對于控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形具有重要作用，應(yīng)著重監(jiān)測上層錨索的預(yù)應(yīng)力。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力損失;變形分析;有限元軟件模擬

中圖分類號：U455.7+1? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）16-0068-02

Abstract： The numerical simulation of a pile anchor support project is carried out by the finite element software. The results show that the anchor cable plays an important role in controlling the deformation of the supporting structure.

Keywords： loss of prestress; deformation analysis; finite element software simulation

引言

在樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)中，錨索對應(yīng)的巖土錨固技術(shù)是巖土工程中十分重要的一項(xiàng)支護(hù)技術(shù)，它采用主動加固的方式，使基坑邊坡成為一個整體，共同維持支護(hù)體系的穩(wěn)定。加之樁錨支護(hù)一般作為臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)[1]，其設(shè)計(jì)使用期限通常為一年，然而在實(shí)際工程建設(shè)中，因土體開挖和錨索預(yù)應(yīng)力損失，會使支護(hù)結(jié)構(gòu)變形增大，并且由于某些不可控的因素，使工程拖延，間接的延長了支護(hù)結(jié)構(gòu)的服務(wù)期限，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的進(jìn)一步增大對工程的安全造成了很大影響[2]。

1 工程概況

選取某工程東部剖面進(jìn)行研究，該剖面開挖深度為11.31m，該基坑?xùn)|側(cè)緊靠公路與公寓樓相望，整體地勢較為平坦。該支護(hù)單元共布置兩道錨索，分別在標(biāo)高-4m和-7.2m的位置上。

2 預(yù)應(yīng)力損失的模擬

本文采用降溫法施加預(yù)應(yīng)力，通過在開挖結(jié)束后設(shè)置多個分析步。在對應(yīng)分析步中，改變溫度，即能降低錨索的預(yù)應(yīng)力。通過將對應(yīng)分析步中設(shè)置對應(yīng)的溫度，預(yù)應(yīng)力便按初始施加時(shí)0%、10%、20%、30%、40%的級別減小，從而實(shí)現(xiàn)錨索預(yù)應(yīng)力損失。

3 結(jié)果對比與分析

通過有限元軟件，以各層錨索和整體錨索分別進(jìn)行研究，模擬錨索預(yù)應(yīng)力逐級損失對支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的影響，進(jìn)行對比分析。根據(jù)圖1至圖4模擬出的支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移曲線中可知，整體錨索發(fā)生預(yù)應(yīng)力損失其對應(yīng)的水平位移要遠(yuǎn)大于各分層錨索預(yù)應(yīng)力損失對應(yīng)的水平位移。

進(jìn)一步對比上下兩層錨索對水平位移的變化規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，距樁深度6m以下位置，隨著錨索預(yù)應(yīng)力逐級損失，兩者水平位移的變化幅度相同，差距較小，下層錨索預(yù)應(yīng)力變化對水平位移的影響要略大于上層錨索。在樁6m以上的位置，隨著預(yù)應(yīng)力損失，距樁頂越近，水平位移的差距越大。因此上層錨索對樁體上部的變形影響要大于下層錨索。

由以上分析可知，下層錨索控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移的效果小于上層錨索。因此在實(shí)際監(jiān)測工作中，應(yīng)對各層錨索分別進(jìn)行監(jiān)測。如若條件不允許，應(yīng)著重對支護(hù)結(jié)構(gòu)上層錨索的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。

4 結(jié)論

（1）隨著錨索預(yù)應(yīng)力損失的加劇，基坑的水平位移不斷增大，水平位移變化主要表現(xiàn)在支護(hù)樁的中上部。

（2）上層錨索對基坑的水平位移的影響均大于下層錨索。在相關(guān)設(shè)計(jì)和監(jiān)測工程中，應(yīng)盡量對全部錨索預(yù)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測，條件不允許應(yīng)加強(qiáng)上層錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉國斌.基坑工程手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009：59-70.

[2]李厚恩，秦四清，孫強(qiáng).基坑支護(hù)錨桿預(yù)應(yīng)力損失探討及預(yù)測分析[J].工程勘察，2007（04）：7-10.