深基坑桩锚支护常见的破坏形式及原因分析

2019年12月18日
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★桩锚支护体系的破坏形式及相应原因

桩锚支护体系是指护坡桩配合一道或多道锚杆的支护形式,它是一种超静定结掏,稳定性好,安全性能高,因而是深基坑支护的主要形式之一。本文的讨论主要是针对护坡桩加一道锚杆的支护形式——单锚支护体系。

就单锚支护体系而言,支护系统的安全可靠性是通过以下三方面获得保证的;(I)桩有足够的嵌固深度;(2)桩身有足够的强度和刚度;(3)锚杆能提供足够的锚拉力井且能将锚拉力可靠、有效地传递到桩上。

这三者中的任何一方面出现问题,都会导致支护体系的结构破坏从这个意义上讲,桩锚支护体系的可能破坏形式及其相应的破坏原因可概括为三种(图1)。

深基坑桩锚支护常见的破坏形式及原因分析

(a)一剔脚破坏;(b)一桩身断裂破坏;(c)一倒覆破坏

★1剔脚破坏

桩底端剔出,桩体绕锚点转动,原因是桩的嵌固深度不足。

★2 桩身断裂破坏

桩身在最大弯矩处断裂,桩体从跨中断为两截。出现这种破坏的原因或者是桩体强度不足(配筋不足或混凝土强度不足或桩体有质量缺陷),或者是桩体因刚度不足导致跨中变形过大而折断。这种破坏的标志是桩从跨中断裂。

★3 倒覆破坏

锚杆因某种原因而失效或因某种原因使未失效的锚杆无法正常发挥作用(即无法将锚拉力有效传到桩上)。使桩由锚拉支护转变为悬臂形式,桩的受力状态发生改变,导致桩体整体倒覆。这种破坏的标志是桩整体倒覆,桩从根部折断。发生这种破坏的原因可能有:

(1)设计失误。由于计算错误或因考虑的因素不够周全,使锚杆的承载力(锚杆实际能提供的锚拉力)不足,致使锚杆被拉断或从土中被拔出,锚杆失效,桩体因失去约束而倾倒。一般出现这种情况的可能性较小。

(2)由于实际条件发生变化,使实际作用于桩上的外推力大于原设计锚杆能提供的锚拉力,锚杆因承受了过大的外荷载而被拉断或被从土中拔出,桩体因失去约束而倒覆。出现这种情况的具体原因可能比较复杂,如地面堆载过大;地面大面积粤{水使水体下渗导致土的强度降低,土压力加大;桩后积水并发生渗流,水压力加大等等。

因这两种原因而导致的破坏,其表现形式都是一样的即锚杆被拉断或被从土中拔出。通过对原设计方案进行复核以及通过现场调查,则容易将这两种原因区分开来。

(3)锚杆虽有足够的承载力,但桩和锚杆的莲接系统出现问题,使锚杆拉力无法有效传到桩体上,锚杆无法正常发挥作用,桩因失去支撑而倒覆。这种原因造成的破坏,在形式上表现为锚杆完好无损(既未被拉断,也未被拔出),锚杆从腰粱缝隙中脱出或腰粱发生脱落等。

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