基于錨索預應力損失對支護結構變形的研究

王鵬

摘? 要：通過有限元軟件對某樁錨支護工程進行數值模擬，分析錨索預應力在各級損失下對支護結構水平位移的變化規律。結果表明，錨索對于控制支護結構的變形具有重要作用，應著重監測上層錨索的預應力。

關鍵詞：預應力損失;變形分析;有限元軟件模擬

中圖分類號：U455.7+1? ? ? 文獻標志碼：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

在樁錨支護結構中，錨索對應的巖土錨固技術是巖土工程中十分重要的一項支護技術，它采用主動加固的方式，使基坑邊坡成為一個整體，共同維持支護體系的穩定。加之樁錨支護一般作為臨時性支護結構[1]，其設計使用期限通常為一年，然而在實際工程建設中，因土體開挖和錨索預應力損失，會使支護結構變形增大，并且由于某些不可控的因素，使工程拖延，間接的延長了支護結構的服務期限，支護結構變形的進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行研究，該剖面開挖深度為11.31m，該基坑東側緊靠公路與公寓樓相望，整體地勢較為平坦。該支護單元共布置兩道錨索，分別在標高-4m和-7.2m的位置上。

2 預應力損失的模擬

本文采用降溫法施加預應力，通過在開挖結束后設置多個分析步。在對應分析步中，改變溫度，即能降低錨索的預應力。通過將對應分析步中設置對應的溫度，預應力便按初始施加時0%、10%、20%、30%、40%的級別減小，從而實現錨索預應力損失。

3 結果對比與分析

通過有限元軟件，以各層錨索和整體錨索分別進行研究，模擬錨索預應力逐級損失對支護結構水平位移的影響，進行對比分析。根據圖1至圖4模擬出的支護結構水平位移曲線中可知，整體錨索發生預應力損失其對應的水平位移要遠大于各分層錨索預應力損失對應的水平位移。

進一步對比上下兩層錨索對水平位移的變化規律可以發現，距樁深度6m以下位置，隨著錨索預應力逐級損失，兩者水平位移的變化幅度相同，差距較小，下層錨索預應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，隨著預應力損失，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，下層錨索控制支護結構的水平位移的效果小于上層錨索。因此在實際監測工作中，應對各層錨索分別進行監測。如若條件不允許，應著重對支護結構上層錨索的預應力進行監測。

4 結論

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

（2）上層錨索對基坑的水平位移的影響均大于下層錨索。在相關設計和監測工程中，應盡量對全部錨索預應力進行監測，條件不允許應加強上層錨索預應力監測。

參考文獻：

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

[2]李厚恩，秦四清，孫強.基坑支護錨桿預應力損失探討及預測分析[J].工程勘察，2007（04）：7-10.