1.一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,包括以下步骤:
(1)基坑边坡锚杆加固分层的确定:设定基坑边坡锚杆分层加固深度,将整个基坑边坡自上而下分成n层;
(2)基坑边坡最危险滑移面位置的确定:运用Bishop法确定边坡整体稳定性系数FS,进而确定基坑边坡的最危险滑移面;
(3)基坑边坡稳定性差异补偿系数的确定:根据基坑边坡安全系数K与基坑边坡整体稳定性系数Fs的差值确定基坑边坡稳定性差异补偿系数ΔFS;
(4)基坑边坡所需各层锚杆加固抗滑力值的确定:根据各层锚杆所承担的土体重量的比重划分各层锚杆所承担的稳定性差异补偿系数的比例;
(5)基坑边坡各层锚杆加固预应力值的确定:根据稳定性差异补偿系数确定基坑边坡各层锚杆所需加固抗滑力值;
假设各层锚杆以等入射角度γ在每层土体中打入,通过基坑边坡最危险滑移面与锚杆所需施加补偿的抗滑力值,分别确定均质土层和非均质成层土的加固预应力值;
(6)各层锚杆最优锚固长度与锚杆设计长度的确定:根据确定的加固预应力值,确定各层锚杆的最优锚固体长度,进而确定各层锚杆的最优设计长度。
2.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(1)中,基坑边坡锚杆分层加固深度设定为h≥2m;对均质土层基坑边坡,对土层边坡自上而下等高划分成n层;对成层土基坑边坡在自上而下等高划分层的同时,还应在不同土层的分界处进行分层。
3.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(2)中,运用黄金分割点法确定基坑边坡的最危险滑移面,即最危险滑移面圆弧的圆心位于坡面中垂线ab、中法线ac以及bc所构成的三角形范围内;首先在中垂线上寻找黄金分割点,求黄金分割点的边坡整体稳定性系数FS进行层层逼近,确定竖直圆心逼近点,然后由此逼近点做交于中法线的水平线,在此水平线上再次使用黄金分割点,确定水平圆心逼近点,如此反复搜索,直到竖直与水平圆心逼近点均达到一定的代数精度为止,此时,采用其中的一个逼近点作为最危险滑移面的圆心。
4.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(2)中,确定边坡整体稳定性系数FS的方法具体为:其中,ci为第i土条土体的粘聚力,Wi为第i土条土体的重度, 为第i土条土体内摩擦角,αi为第i土条土体滑移面中心处的倾角,li为第i土条对应滑移面的长度。
5.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(4)中各层锚杆所承担的稳定性差异补偿系数的确定方法为:其中,Wri为第i层锚杆所承担的土体重量。
6.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(5)中确定基坑边坡各层锚杆所需加固抗滑力值的方法为:其中,ΔFi为第i层锚杆所施加的加固抗滑力值,ΔFSi为第i层锚杆所承担的稳定性差异补偿系数,Wi为第i土条土体的重度,αi为第i土条土体滑移面中心处的倾角。
7.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(5)中确定均质土层的加固预应力值的方法具体为:其中,ΔFi为第i层锚杆所施加的加固抗滑力值,γ为锚杆施工入射角,θi为锚杆与滑移面交界处的滑移面倾角,Δfi为第i层锚杆的预应力值、 为均质土层的内摩擦角。
8.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(5)中确定非均值非均质成层土的加固预应力值的方法具体为:其中,ΔFi为第i层锚杆所施加的加固抗滑力值,γ为锚杆施工入射角,hi为成层土层某层土第i种土体的高度,H为成层土分层某层土的高度, 为第i土层的内摩擦角,βi为成层土分层某层土第i种土体的滑移面倾角。
9.如权利要求1所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(6)中确定各层锚杆的最优锚固体长度的方法具体为:其中,Δli为锚杆最优锚固体长度,Δfi为第i层锚杆的预应力值,d为锚杆锚固体直径,fms为锚固体表面与周围土体之间的极限粘结强度,η为锚固体粘结安全系数,n为钢筋或钢绞线的根数,ξ为界面的粘结强度降低系数,ψ为锚固强度对粘结强度的影响系数。
10.如权利要求9所述的一种深基坑预应力锚杆最优锚固长度的测定方法,其特征是,所述步骤(6)中各层锚杆的最优设计长度的确定方法具体为:Li=ΔLi+Δli
其中,Li为第i层锚杆的设计长度,ΔLi为第i层锚杆从坡面至滑移面的长度,Δli为锚杆最优锚固体长度,a、b分别为滑移面圆心的横、纵坐标,φ为坡面与水平面的夹角,hX为锚杆与滑移面交点的纵坐标,R为最危险圆弧滑移面的半径,S为锚杆自由段深入滑移面以内的长度。