喷网锚在加筋土挡土墙加固中的应用

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.06.004 第27卷第6期 北京科技大学学报 VoL.27 No.6 2005年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2005 喷网锚在加筋土挡土墙加固中的应用 李示波高永涛黄志安 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要根据山东省淄博市梧台立交桥加筋土挡土墙加固的工程实际，结合理论计算，讨论 了高压注浆提高锚固力的原理，提出了局部采用双层钢筋网的喷浆支护方法，结果表明，该 加固方法有效地限制了墙体的侧向位移，加固效果良好，适用于失稳挡土墙加固. 关键词加筋土挡土墙：锚固：高压注浆：挂网 分类号U417.115 加筋土挡土墙具有结构轻、造型美观、施工 案：①锚杆作用在挡土墙内部，不影响外部的河 方便、工程费用低等优点，在许多领域得到广泛 流：②直接在原墙体上挂网喷浆，施加预应力锚 应用.随着时间的推移，由于种种原因，一些加筋 杆，不必拆除墙体，不会产生工程垃圾：③高压注 土挡土墙相继出现了不同程度的失稳.本文中的 浆并施加预应力，确保加固的可靠性，加固效果 加筋土挡土墙长约700m,墙体最高约5.5m,墙体 好：④施工在墙的侧面进行，不影响桥上的交 采用砼预制块加筋砌筑而成，在距墙2.5m左右 通：⑤工程量小，施工简单快捷，经济上合 有一与之平行的小河沟.自2000年以来，墙体变 理：⑥施工原料简单，易得，可以就近取材，不需 形严重，墙体外倾，并伴随着不同程度的向外鼓 预制.锚杆胶结材料用水泥，高压注浆的浆液为 起：挡土墙基础周围土体产生松动及鼓起.墙体 水泥浆， 及基础最大绝对位移超过10cm,已严重失稳，尤 其在雨季，墙体变形加剧，有倒塌的危险.为防止 2需要解决的问题 事故发生，必须对挡土墙进行加固. 喷网锚岩土加固技术是由矿山支护技术发 1加固方案选择 展来的.随着喷网锚技术在地面工程中的应用， 锚杆的锚固力和锚固面积越来越大，如在边坡、 该挡土墙位于一个特殊的环境中一旁边 挡土墙等工程中，对于本工程，应用喷网锚技术 有一小河，这给一般的加固方案带来了极大的困 加固这样大面积的挡土墙，有两个问题需要解 难，甚至无法实施.且桥上车流量大，如果施工方 决：首先，挡土墙内为土介质，锚杆为土层锚杆， 案不当，就会影响交通，对此，在挡土墙外加扶壁 土层锚杆锚固力相对岩石锚杆要小，所以必须采 的加固方案、在侧面新建重力式挡土墙的方案， 取相应的措施提高锚固力，确保加固的可靠性； 以及新建悬臂式挡土墙的方案，都不适合.首先， 其次，来自锚杆的锚固力是“点力”，所以在墙面 这些方案都要有基础，这些基础不是修建在河的 要将“点力”转换为“面力”作用于整个墙体，以维 边缘，就是要延伸到河里.这样会阻塞河道，并且 持整个墙体的稳定. 容易失稳.其次，这些方案工程量巨大，工期长， 21高压注浆提高锚固力，改善土体性质 投资大，经济上不合理. 在土体锚固段采用二次高压注浆，锚杆孔钻 经过比较研究，选用高压注浆预应力锚固技 好后，安装锚杆，同时安装一根塑料注浆管，留作 术进行加固在技术上可行、经济上合理的最佳方 二次注浆用，然后进行一次常压灌注水泥浆，灌 满锚杆孔；待水泥浆凝固18~24h,有一定强度 收稿日期：2004-10-26修回日期：2004-1208 后，通过预先安置的塑料注浆管对锚固段进行二 作者简介：李示波(1969-)男，工程师，硕士 次高压注浆.浆液在锚杆之间的锚固体内渗透

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 喷网锚在加筋土挡土墙加 固 中的应用 李示 波 高永涛 黄 志 安 北 京科技大 学土 木与环 境 工 程 学 院 ， 北 京 摘 要 根据 山东省淄 博市梧 台立 交桥加 筋土 挡 土 墙 加 固 的工 程 实 际 ， 结合 理 论计 算 ， 讨 论 了 高压注 浆提 高锚 固 力的 原理 ， 提 出 了局 部 采用 双 层 钢 筋 网 的喷浆支 护 方法 结果 表 明 ， 该 加 固方 法 有 效地 限制 了墙 体 的侧 向位移 ， 加 固效 果 良好 ， 适 用 于 失稳 挡 土 墙 加 固 关键 词 加筋 土 挡土 墙 锚 固 高压 注 浆 挂 网 分 类号 加 筋土 挡 土 墙 具 有 结 构轻 、 造 型 美观 、 施 工 方 便 、 工 程 费用 低 等优 点 ， 在 许 多领 域 得 到广 泛 应 用 随着 时 间 的推 移 ， 由 于种 种 原 因 ， 一些 加 筋 土挡 土墙 相 继 出现 了不 同程 度 的失稳 本 文 中 的 加筋 土挡 土墙 长约 ， 墙 体最 高约 ， 墙 体 采用 硅 预制 块 加 筋 砌 筑 而 成 ， 在距 墙 左 右 有 一 与之 平 行 的小 河 沟 自 年 以来 ， 墙 体 变 形 严 重 ， 墙 体 外 倾 ， 并伴 随着 不 同程 度 的 向外鼓 起 挡 土 墙 基 础 周 围土 体 产 生松 动 及 鼓 起 墙 体 及 基 础 最大 绝 对 位 移 超 过 ， 己 严 重 失稳 ， 尤 其在雨 季 ， 墙 体变 形 加剧 ， 有倒 塌 的危 险 为防止 事 故 发 生 ， 必 须对 挡 土 墙 进 行 加 固 案 ① 锚 杆 作 用 在 挡 土 墙 内部 ， 不 影 响外 部 的河 流 ② 直 接 在 原墙 体 上 挂 网 喷浆 ， 施 加 预 应 力锚 杆 ， 不 必 拆 除墙 体 ， 不会产 生 工 程 垃 圾 ③ 高压 注 浆 并 施 加 预 应 力 ， 确 保 加 固 的可 靠 性 ， 加 固效 果 好 ④ 施 工 在 墙 的 侧 面 进 行 ， 不 影 响 桥 上 的 交 通 ⑤ 工 程 量 小 ， 施 工 简 单 快 捷 ， 经 济 上 合 理 ⑥施 工 原 料 简单 ， 易得 ， 可 以就 近 取 材 ， 不 需 预 制 锚 杆 胶 结 材 料 用水 泥 ， 高压 注 浆 的浆 液 为 水 泥 浆 加 固方 案选 择 该 挡 土 墙 位 于 一 个 特 殊 的环 境 中— 旁 边 有 一 小河 ， 这给 一般 的加 固方案 带 来 了极大 的 困 难 ， 甚至 无法 实施 且 桥 上 车流 量 大 ， 如 果施 工 方 案 不 当 ， 就会 影 响交通 对 此 ， 在 挡 土 墙 外 加扶 壁 的加 固方 案 、 在 侧 面 新 建 一 重力 式 挡 土 墙 的方 案 ， 以及 新建悬 臂式 挡 土墙 的 方案 ， 都 不适 合 ， 首先 ， 这 些 方案 都 要 有基 础 ， 这 些 基础 不 是修 建 在 河 的 边 缘 ， 就 是要 延 伸 到河 里 这 样会 阻塞 河道 ， 并且 容 易 失稳 其次 ， 这 些 方 案 工程量 巨大 ， 工 期长 ， 投 资大 ， 经 济上 不 合 理 经 过 比较研 究 ， 选 用 高压 注 浆预 应 力锚 固技 术 进 行 加 固在 技术 上 可行 、 经 济 上 合 理 的最 佳 方 收 稿 日期 卜 修 回 日期 一 作者简介 李 示波 一 ， 男 ， 工 程师 ， 硕 士 需要 解 决 的 问题 喷 网锚 岩 土 加 固技 术 是 由矿 山支 护 技 术 发 展 来 的 随着 喷 网锚 技术在地 面 工 程 中 的应 用 ， 锚 杆 的锚 固 力和 锚 固面 积 越 来 越 大 ， 如 在 边 坡 、 挡 土 墙 等 工 程 中 对 于 本 工 程 ， 应 用 喷 网锚 技 术 加 固这 样 大 面 积 的挡 土 墙 ， 有 两 个 问题 需要 解 决 首先 ， 挡 土 墙 内为土 介质 ， 锚 杆 为 土 层 锚 杆 ， 土 层锚 杆锚 固力相对 岩 石 锚 杆 要 小 ， 所 以必 须采 取 相 应 的措 施 提 高锚 固力 ， 确 保 加 固 的可 靠 性 其 次 ， 来 自锚 杆 的锚 固力 是 “ 点 力 ” ， 所 以在 墙 面 要将 “ 点力 ” 转换 为 “ 面 力 ” 作用 于 整 个墙 体 ， 以维 持 整 个 墙 体 的稳 定 ， 高压 注 浆提 高锚 固 力 ， 改 善 土 体 性 质 在 土 体 锚 固段 采用 二 次 高 压注 浆 锚 杆 孔 钻 好 后 ， 安装 锚 杆 ， 同时安装 一根 塑料注 浆管 ， 留作 二 次注 浆 用 ， 然 后 进 行 一 次常压 灌注 水 泥 浆 ， 灌 满 锚 杆 孔 待 水 泥 浆凝 固 一 ， 有 一 定 强度 后 ， 通过预 先 安置 的塑料注 浆 管对 锚 固段进 行 二 次 高压 注 浆 浆 液 在 锚 杆 之 间 的锚 固体 内渗 透 ， DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．2005．06．004

·656· 北京科技大学学报 2005年第6期 连接成网格状的锚固体；在锚杆孔周围浆液对土 22挂网喷浆，将锚杆的“点力”转化为“面力” 体劈裂渗透，形成树跟状锚固段，将一次注浆形 在大面积的喷网锚加固工程中，如边坡、挡 成的圆柱状锚固段扩大，并补偿了一次注浆形成 土墙、地下厂房，在岩土体表面挂钢筋网、喷射混 的收缩.这样锚杆的锚固力大大增强 凝土所形成的钢筋混凝土结构的力学机理也有 根据山东省界河立交桥加固工程中的类似 所变化.最初的矿山巷道支护的喷网结构主要是 工程实验，高压注浆锚杆的极限承载力比常压灌 靠钢筋或钢丝绳的“兜”的作用，像网兜似地将岩 浆锚杆的极限承载力有了较大的提高.实验中常 石兜住，给岩石一定的围压，使其处于三向受压 压灌浆锚杆和高压注浆锚杆各取4根，进行拉拔 状态.目前在大的喷网锚工程中，单靠“兜”的作 实验，锚固段长度均为6m.对于常压灌浆锚杆， 用很难使整个岩土体都保持稳定，而是在岩土体 当拉力超过217kN时，锚杆开始出现很大的塑性 表面挂网喷浆形成一钢筋混凝土面板，来自锚杆 位移，并且卸载后锚头位移回复的很少，这表明 的锚固力作用在面板上，然后面板给岩土体施加 锚杆已经失效.对于高压注浆锚杆，拉力达到254 侧压，加固岩土体.目前随着锚固技术的发展和 kN时，仍没有明显的塑性位移，且卸载后，锚头 广泛应用，喷层的厚度也逐渐加厚，由最初的 基本回复原位，这表明锚杆仍处于弹性变形阶 50-100mm增加到目前的100-~250mm.为此就要 段，仍具有很高的承载力四 分析面板受力后的应力分布，以确定混凝土面板 由上部10m长的锚杆和下部12m长的锚杆 中合理的钢筋网的位置，提高混凝土面板的稳 组合加固，对不同的预应力情况用岩土工程中的 定性 FLAC程序进行了数值计算，结果见表1，计算采 本工程中喷网形成的面板，厚度为80mm,远 用摩尔-库仑模型侧. 远小于其他两个方向的长度.其受力情况，可视 表1FIAC数值计算结果 为弹性力学中的薄板弯曲问题.在这种情况下， Table 1 Results of FLAC numerical calculation 荷载引起的应力中，弯应力是主要应力，其他的 顶应力值kN 安全系数 是次要应力，所以主要考虑弯应力.面板的前后 100 1.00 两个板面中，里面与被锚固体接触侧称为面板的 120 1.25 内板面，外面的一侧为外板面，中间平分面板的 140 1.30 平面为中面.弯应力中沿板面的正应力0，，分别 160 1.40 与弯矩M,M,成正比，M为与x轴垂直的横截面 在锚固力达到140kN时挡土墙可以保持长 上单位长度的弯矩，M,为与y轴垂直的横截面上 期稳定，不失稳，所以经高压注浆后，设计的锚固 单位长度的弯矩，由弹性力学可知： 力大约为极限锚固力的一半，这样锚固力可以长 期保持，而不发生塑性变形，这一点在对锚杆进 腰器ω aw） 行拉拔实验时得到了验证，拉拔实验是在高压注 其中，ω为薄板的挠度；μ为泊松比，此处=0.17：E 浆完成，并且进行了养护后实施的.首先取中间 为弹性模量.可见在z-0时，0，o,均为零，并且， 一部分挡土墙为实验区域，对此区域的挡土墙上 与z成正比，即在板的中面上正应力0，为零，在 的65根锚杆进行拉拔，考虑到锚杆的预应力在 板的内、外板面上，，达最大值.设薄板的厚度 初期都有少量的损失，所以拉拔力定为160kN, 为t,在厚度上对z0,z0,积分得出单位长度的弯 最后预应力保持在140kN.先进行第一次拉拔， 矩： 拉力达到160kN后，保持5min,然后锁定，锚头 2 d'w z0,dz 位移较大，都在6-9mm左右.对于土层锚杆，其 2 (2) d'0 预应力的损失主要发生在前6~7d内，所以将锚 M,= zad--Doyuox 杆保持7d后进行第二次拉拔，拉力仍为160kN, 其中，D为薄板的弯曲刚度，D12-口·弯应力 但锚头位移减小了很多，都不超过2mm.再过7 在板的平面内随x,y的变化主要取决于挠度ω，求 d后进行第三次拉拔，当拉力超过140kN时，保 出四则可知应力分布， 持5min后，锚头位移为零，说明锚杆的预应力损 在喷网的面板上，锚杆一般是按网格的形式 失很小，可以保持在140kN. 布置见图1.锚杆水平间距为2a,竖直间距为2b

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 ‘ 期 连接 成 网格 状 的锚 固体 在 锚杆孔 周 围浆 液对 土 体劈 裂渗透 ， 形 成 树跟 状 锚 固段 ， 将 一 次注 浆 形 成 的 圆柱状锚 固段扩 大 ， 并补 偿 了一 次注 浆 形成 的收缩 这 样锚 杆 的锚 固力 大 大 增 强‘ 根 据 山 东 省 界 河 立 交 桥 加 固工 程 中 的类 似 工程 实验 ， 高压注 浆锚 杆 的极 限承 载力 比 常压 灌 浆锚 杆 的极 限承载力有 了较大 的提 高 实验 中常 压 灌 浆 锚 杆 和 高压 注 浆锚 杆各 取 根 ， 进 行 拉拔 实验 ， 锚 固段 长度 均 为 对 于 常压 灌浆锚 杆 ， 当拉力超 过 时 ， 锚杆开 始 出现 很大 的塑性 位 移 ， 并 且 卸载 后 锚 头位 移 回复 的很 少 这表 明 锚杆 已 经 失效 对于 高压注 浆锚 杆 ， 拉 力达 到 时 ， 仍 没 有 明显 的塑性 位 移 ， 且 卸载后 ， 锚 头 基 本 回复 原位 这 表 明锚 杆 仍 处 于 弹 性 变 形 阶 段 ， 仍 具 有很 高 的承 载力‘ ， 由上 部 长 的锚 杆 和 下 部 长 的锚 杆 组合 加 固 ， 对 不 同 的预 应 力情 况用 岩土 工 程 中的 程 序进 行 了数值计 算 ， 结果 见表 ， 计 算采 用 摩 尔一 库仑 模 型‘ 表 数 值计 算结 果 加 如 吐 仃 预应 力值瓜 安全系数 在 锚 固力 达 到 时挡 土 墙 可 以保 持长 期稳 定 ， 不 失稳 所 以经 高压 注浆后 ， 设计 的锚 固 力大 约为 极 限锚 固力 的一 半 ， 这 样锚 固力 可 以长 期保 持 ， 而 不发 生塑性变形 臼， 这 一 点在对 锚杆进 行 拉拔 实验 时得 到 了验 证 拉拔实验 是在 高压注 浆完成 ， 并且 进 行 了养 护 后 实施 的 首先 取 中 间 一 部分 挡 土墙 为实验 区域 ， 对 此 区域 的挡 土墙 上 的 根 锚杆 进 行 拉 拔 ， 考虑 到锚 杆 的预 应 力在 初期 都有少 量 的损 失 ， 所 以拉拔力 定 为 ， 最 后 预 应 力保 持 在 先 进 行 第 一 次 拉 拔 ， 拉力达到 后 ， 保持 ， 然后 锁定 锚 头 位 移较大 ， 都在 一 左 右 对 于土 层 锚 杆 ， 其 预应 力 的损 失主 要 发 生在 前 一 内 ， 所 以将 锚 杆 保 持 后 进 行 第 二 次拉 拔 ， 拉 力仍 为 ， 但 锚头位 移 减 小 了很 多 ， 都不超 过 再 过 后 进 行第 三 次 拉 拔 ， 当拉力超 过 时 ， 保 持 后 ， 锚 头 位 移 为零 ， 说 明锚 杆 的预应 力损 失很 小 ， 可 以保 持在 咖 挂 网喷 桨 ， 将锚杆 的 “ 点 力 ” 转 化为 “ 面 力 ” 在 大 面 积 的喷 网锚 加 固工 程 中 ， 如 边 坡 、 挡 土墙 、 地 下 厂房 ， 在岩 土 体表 面 挂钢 筋 网 、 喷射 混 凝 土 所 形 成 的钢 筋 混 凝土 结 构 的 力 学 机 理 也 有 所 变化 最初 的矿 山巷 道 支护 的喷 网 结构主要 是 靠 钢筋或钢 丝 绳 的 “ 兜 ” 的作用 ， 像 网兜似 地将岩 石 兜住 ， 给岩 石 一 定 的 围压 ， 使其 处 于 三 向受压 状 态 目前在 大 的喷 网 锚 工 程 中 ， 单 靠 “ 兜 ” 的作 用 很难 使整 个 岩土 体 都保 持 稳 定 ， 而是 在 岩土 体 表 面挂 网喷浆形 成 一钢 筋混 凝土 面 板 ， 来 自锚 杆 的锚 固力作用 在 面板上 ， 然 后 面 板给岩 土 体施加 侧 压 ， 加 固岩土 体 目前 随着 锚 固技术 的发展 和 广 泛 应 用 ， 喷层 的厚 度 也 逐 渐 加 厚 ， 由最 初 的 一 增 加 到 目前 的 一 为此 就 要 分析面板 受 力后 的应 力 分布 ， 以确 定 混 凝土 面板 中合 理 的钢 筋 网 的位 置 ， 提 高 混 凝 土 面 板 的稳 定性 ， 本 工程 中喷 网形成 的面 板 ， 厚度 为 。 ， 远 远 小 于 其他 两 个方 向的长 度 其 受 力情 况 ， 可 视 为弹性 力学 中的薄板弯 曲 问题 阵， 在 这种 情 况 下 ， 荷 载 引起 的应 力 中 ， 弯应 力 是 主 要 应 力 ， 其 他 的 是 次 要应 力 ， 所 以主 要 考 虑 弯应 力 面板 的前 后 两个板面 中 ， 里 面 与被 锚 固体接触 侧 称 为 面板 的 内板 面 ， 外面 的一侧 为外 板 面 ， 中 间平 分 面板 的 平 面 为 中面 弯应 力 中沿 板 面 的正 应 力氏 ， 坏 分别 与 弯 矩 从 ， 从 成 正 比 ， 从 为 与 轴 垂 直 的横 截 面 上 单位 长 度 的弯矩 ， 斌 为与 轴 垂 直 的横 截 面 上 单 位 长 度 的弯矩 由弹性 力 学 可 知 介寿 器切刽 ， 二洲会 切会 其 中 ， 。 为薄板 的挠 度 沼 为泊松 比 ， 此 处产一 为弹性模量 可 见在二 时 ， 氏 ， 马均为零 ， 并且氏 ， 乓 与 成 正 比 ， 即在 板 的 中面上 正应 力氏 ， 马 为零 ， 在 板 的 内 、 外 板 面上 氏 ， 坏达 最 大 值 设 薄 板 的厚度 为 ， 在 厚度 上 对风 ，玛积 分 得 出单 位 长 度 的弯 矩 “ 一 卫 一 带翻 “ 一 截二 一 令 勺 鲁 其 中 ， ” 为 薄板 的弯 曲刚度 介箭与 弯 应 力 在 板 的平 面 内随 ， 的变化 主 要 取 决于 挠度。 ， 求 出。 则 可 知应 力 分布 在 喷 网 的面板上 ， 锚 杆 一般 是 按 网格 的形 式 布置见 图 锚 杆水平 间距 为 ， 竖 直 间距 为

Vol.27 No.6 李示波等：喷网锚在加筋土挡土墙加固中的应用 ·657 2-器器-器a (4) 将0代入后积分得： U-XCCy@wyCi (5) 由变分法得： 82-1-eos.9los29} a八 rdy-12gab (6) 中四 8eos9 T0) +coS- b 图1锚杆布置图 ∬eosg osrd-gb (7） Fig.1 Location of anchors 将式(5)中的U代入式(6)和式(7)后，求解方程组 面板受被锚固的岩土体对面板的作用力，以 得出C,C: 及锚头对面板的锚固力，这两种力共同作用维持 Agab' 面板在z方向的平衡.以其中的一个锚杆为中心， C.-Dr'(a+bY (8) 取一宽为2a,长为2b的一个矩形范围进行分析， 4ga'b'1 11 C,Da+8a+h呼] 如图2.在z方向上受集度为9的分布荷载，以及 弯矩M,M,分别为： 锚固力P的作用，由平衡条件可知： p-∬qdxdy=-4gab, MDCCoCCo 积分区域A为整个矩形.由网格的对称性可知： x0以及a时，8器0y0以及yb时，8器0， (9) b 并且x0,y=+b时，0-0：y=0,x=±a时，0-=0. 用瑞次法求解@.@可设为： 会9 os o w-C·0+C2·w,= 由以上两式可以看出，M,M在(0,0)，（±a,0), C+(3) (0,±b)5个点处有5个极值点，其中在(0,0)点， 其中，on+cos+eosgcosg+cosg: M,M,均为最大值点，在图示坐标下为正弯矩. 在x轴上M.的分布曲线如图3(a):在y轴上M的分 C,C为两个待定常数，显然，此时ω满足边界条 布曲线如图3(b).这里： 件， 根据能量原理，形变势能U为： xx+只arco2CC2G -ua(C]+C2) 卢h±b -4b(C+C) ±元arccos2C,+C,a+uC,b. 在x轴的点x,x上，弯矩M为零，同样σ，也 为零；在这两点弯矩M的正负发生变化，即这两 点之间M.为正，在这两点以外M为负.同理，在 y轴的点y,上，M0,同样G也为零：在这两点 之间，M,为正，在这两点之外M,为负. 由正应力o,o的计算式(1)可知弯矩为正时， 面板的内板面受拉：弯矩为负时，面板的外板面 国 M (b) M个 ⊙ d x -b b v /x 0 图2板的受力简图 图3弯矩分布曲线 Fig.2 Load of the faceplate Fig.3 Curves of moment distribution

李 示 波 等 喷 网 锚 在 加 筋 土 挡 土 墙加 固 中 的 应 用 一 ， 刁 卜产 鲁留 一 恶 ’ 、 ‘ ， 将 。 代 入 后 积 分 得 。 备 ， 。 矿 ” 矛〕 ‘， 由变 分 法 得 图 锚杆布置 图 需城 卜一明 ‘ 。 。 别 琴 夕 ‘一刹 ，一剖 ‘ “ ·” ‘ ， 器州 碧 ·。 碧 万 、 。 。 争一子 妒 、 ·” ‘ ， 面板 受 被 锚 固 的岩 土 体对 面 板 的作用 力 ， 以 及 锚 头对 面 板 的锚 固力 ， 这 两 种 力共 同作用 维 持 面 板 在 方 向的平 衡 以其 中 的一 个锚 杆 为 中心 ， 取 一 宽为 ， 长 为 的一 个矩 形 范 围进 行 分析 ， 如 图 在 方 向上 受 集 度 为 的分布 荷 载 ， 以及 锚 固力 尸 的作用 ， 由平 衡 条件 可 知 方 、 、 即 一 。 ， 积 分 区 域 为整 个 矩 形 ， 由网格 的对 称 性 可 知 、 ， ， 己。 ， 、 ， 己。 八 以及 “ 时 厂 箭 ，厂“ 以及厂‘ ” 时 ， 常 ， 并且 ，厂士 时 ， 。 厂 ， 牡 时 ， 。 用 瑞 次法 求 解 。 。 可 设 为 。 ， · 山 · 。 狱 丫 ， 蒯 、 【 默 兀 、 ， ， 、 二 云‘ 少 二 二 十 二卜 」 又 口 八 气 口 一 ， ‘ 兀尤 、 刀下 、 兀丫 兀 二耳 中 。 田 二 二二 卜 ， 口 ， ‘ 十 母‘ 二 气 八 百， 一 口 将 式 中 的 代 入 式 和 式 后 ， 求 解 方 程 组 得 出 ， 已 瑞黔豁 。 一 豁扁 一 弯矩 从 ， 从 分 别 为 渝 、 、 毕 谬巡兴 令 陪德 竺 一等一等 ， 、 毕一偿旱区半旦 争 号孚一等 。 。 等」 ， 为两 个 待 定 常 数 显 然 ， 此 时。 满 足 边 界 条 由 以上 两 式 可 以看 出 ， 从 ， 城 在 ， ， 仕 ， ， ，士 个 点 处 有 个 极值 点 其 中在 ， 点 ， 从 ， 肠 均为 最 大 值 点 ， 在 图示 坐 标 下 为正 弯 矩 ， 在 轴 上 的分布 曲线 如 图 在 轴 上鱿 的分 布 曲线 如 图 这 里 声 牡圣 ，一蜂 件 根 据 能量 原 理 ， 形 变 势 能 为 二 ， 口 己 丫 一丁 刀飞币 乍开 口 在 轴 的 点 ，， 几 上 ， 弯 矩 为 零 ， 同样 也 为零 在这 两 点弯 矩 的正 负 发 生变 化 ， 即这 两 点之 间 从 为 正 ， 在 这 两 点 以外 从 为 负 同理 ， 在 轴 的 点 ， 必 上 ， 从“ ， 同样 坏 也 为 零 在 这 两 点 之 间 ， 从 为 正 ， 在 这 两 点 之外 鲜 为 负 由正 应 力氏 ， 氏 的计 算式 可 知 弯 矩 为 正 时 ， 面 板 的 内板 面 受 拉 弯 矩 为 负 时 ， 面 板 的外 板 面 图 板 的 受 力 简 图 · 匕 九 图 弯矩 分 布 曲线

·658· 北京科技大学学报 2005年第6期 受拉.所以在锚头附近面板的内板面受拉：在远 压注浆提高土层锚杆的锚固力，使锚杆能够提供 离锚头的其他位置，面板的外板面受拉.混凝土 足够大的锚固力，确保锚固的稳定、可靠 的抗压强度高，抗拉强度很低，拉应力主要由钢 (2)对预应力锚杆通过拉拔施加预应力时，采 筋承受，钢筋网应布置在面板受拉的一侧.因此 用二次拉拔的方法，补偿预应力损失，以保证预 根据应力的分布，钢筋网在板内的合理布置为： 应力的长久保持. 以弯矩等于零处为分界点，正弯矩的部位钢筋网 (3)合理布置钢筋网，采用局部加密钢筋网， 布置在靠近内板面侧，负弯矩的部位钢筋网布置 使钢筋承受拉应力，并且局部增加混凝土喷层厚 在靠近外板面侧，钢筋在板的断面上呈$形分布. 度，保证钢筋混凝土墙面板的强度，以便将锚杆 虽然这样布置是最合理的方式，但其施工很困 的锚固力作用于整个挡土墙侧面，维持挡土墙的 难.对此我们采取了相应的措施：整个钢筋网靠 稳定 近面板外侧布置，由于在锚头处弯矩最大，在锚 参考文献 头附近受拉侧再加一层钢筋网，承受拉应力，形 []孙凯.补偿水泥收缩压力注浆工艺研究.岩土锚固工程， 成双层钢筋网.本工程中锚杆水平间距22.5 1991(1):6 m;竖直间距2b-2m,计算后得：x1,=0.57m:h, [2]吴顺川，高水涛，孙金海.高压注浆技术与预应力铺杆的 应用.黄金，2001,22(6)：146 y2=±0.49m.最后确定在锚头处0.6m的范围再加 [3]夏志皋.塑性力学（第一版）.上海：同济大学出版社，1991 一层矩形钢筋网，承受拉应力，并且在此范围将 233 混凝土喷层的厚度加厚至150mm. [4]程良奎，范景伦，韩军，等.岩土锚固，北京：中国建筑工业 出版社.2002.156 3结论 [)徐芝纶弹性力学.3版.北京：高等教育出版社，1990.17 [6)过镇海，混凝土的强度和变形.北京：清华大学出版社 (1)加筋土挡土墙中的土层锚杆采用二次高 1997.116 Application of prestressed anchors and grouting with bar nets in reinforcement of reinforced soil retaining walls LI Shibo,GAO Yongtao,HUANG Zhian Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Aimed to the reinforcement of reinforced soil retaining walls at Wutai cloverleaf junction of Zibo, Shandong province of China and based on the correlative theoretical calculation,a method of enhancing the anchor- ing force by high-pressure grouting was discussed.The method of grouting with two local layers of steel bar nets was proposed.The result indicated that the lateral displacement was limited effectively with a satisfactory reinfor- cement effect. KEY WORDS reinforced soil retaining wall;anchoring;high-pressure grouting;steel bar nets

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 ‘ 期 受 拉 所 以在 锚 头 附近 面板 的 内板 面受 拉 在 远 离锚 头 的其他 位 置 ， 面 板 的外 板 面 受 拉 ， 混 凝 土 的抗 压 强度 高 ， 抗 拉 强度 很 低 ， 拉应 力 主 要 由钢 筋 承 受 钢 筋 网应 布置 在面 板 受 拉 的一侧 因 此 根据 应 力 的分布 ， 钢 筋 网在 板 内的合 理 布 置 为 以弯矩 等 于零 处 为分 界 点 ， 正 弯矩 的部位 钢 筋 网 布 置在 靠近 内板面侧 ， 负弯矩 的部位钢 筋 网布置 在靠近 外板 面侧 ，钢筋在板 的断面 上呈 形 分布 虽 然 这 样 布 置 是 最 合 理 的方 式 ， 但 其 施 工 很 困 难 对 此 我 们 采取 了相 应 的措施 整个钢 筋 网靠 近 面 板 外侧 布 置 ， 由于在锚 头处 弯矩最 大 ， 在 锚 头 附近 受 拉侧 再加 一层 钢 筋 网 ， 承 受 拉应 力 ， 形 成 双 层 钢 筋 网 本 工 程 中锚 杆 水 平 间距 竖 直 间距 ， 计 算后 得 ，处社 ， 儿牡 最后 确 定 在 锚 头 处 的范 围再 加 一 层 矩 形钢 筋 网 ， 承 受 拉 应 力 ， 并 且 在 此 范 围将 混 凝土 喷层 的厚度 加 厚 至 结 论 加 筋土 挡土 墙 中的土层 锚 杆 采用 二 次高 压 注 浆提 高土层 锚 杆 的锚 固力 ， 使 锚 杆 能够提 供 足够 大 的锚 固力 ， 确 保锚 固 的稳 定 、 可 靠 对 预应 力锚 杆 通 过 拉 拔施 加 预应 力 时 ， 采 用 二 次 拉拔 的方 法 ， 补 偿 预 应 力 损 失 ， 以保 证 预 应 力 的长 久保 持 合 理 布置 钢 筋 网 ， 采 用 局 部加 密 钢 筋 网 ， 使 钢筋承 受 拉应 力 ， 并且 局 部增加 混凝土 喷层 厚 度 ， 保证 钢 筋混 凝 土墙 面 板 的强 度 ， 以便将 锚 杆 的锚 固力作用 于整 个挡 土 墙 侧 面 ， 维 持挡 土墙 的 稳 定 参 考 文 献 【 孙 凯 补偿 水泥 收缩 压 力注 浆 工 艺研 究 岩 土 锚 固工 程 ， 吴顺 川 ， 高永涛 ， 孙金 海 高压 注 浆技术 与预 应 力锚杆 的 应用 黄金 ， ， 夏 志 皋 塑 性 力学 第 一 版 上 海 同济 大 学 出版 社 ， 程 良奎 ， 范 景 伦 ， 韩军 ， 等 岩土 锚 固 北 京 中 国建筑工 业 出版 社 巧 徐芝 纶 弹性 力 学 版 北 京 高等 教育 出版 社 过 镇海 混 凝土 的强 度 和变形 北 京 清华大 学 出版 社 加 咬 ， 浏刃 刀 如山 ， 叱 ， ， 面 儿 几 ， 叶 ， 比 一四 脚 祀 七 兀 一 眠