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摘要：本文结合本工程实际情况，全线多位于丘陵地带。砖砌沉井-锚杆复合基础是针对本工程上部为粘土地质下部岩石完整性较好、中强风化基岩地质的地质条件。在施工中，往往由于受到道路、周边建筑物、耕地或者规划要求限制，施工区域常常受到制约。针对本工程持力层较浅的特点，特殊设计了一种利用沉井自重施工，加上岩石锚杆来抗拔的新型基础。
关键词：砖砌沉井；锚杆复合基础；分析；
一、砖砌沉井-锚杆复合基础结构形式
砖砌沉井-锚杆复合基础的结构示意图如图1所示。
图1 砖砌沉井-锚杆复合基础结构图
砖砌沉井-锚杆复合基础其上部是砖砌沉井基础，下部是直锚岩石锚杆基础。本工程低洼水田、旱地段约占线路长度的30%，其地层结构为：上部为第四系软塑～硬塑粘性土，厚度一般在1.0～5.0m之间，下部多为强～中等风化基岩，局部地段下部为砂卵石层。针对这一地质特点，在施工区域受限的地带，采用砖砌沉井-锚杆复合基础。上部沉井基础适用地层上部的粘土，锚杆用于下部基岩层。
二、沉井基础
2.1 沉井基础结构及特点
沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井基础埋深较大，整体性好，稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。此外，沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，其施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备，并可做成补偿性基础，避免过大沉降，在深基础或地下结构中应用较为广泛。沉井基础挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小。
图2锚杆基础
d1-锚杆孔直径；l-锚杆的有效锚固长度；d-锚杆直径
沉井按其截面轮廓分，有圆形、矩形和圆端形等三类。圆形沉井水流阻力小，在同等面积下，同其他类型相比，周长最小、摩阻力相应减小，便于下沉；井壁只受轴向压力，且无绕轴线偏移问题；矩形沉井和等面积的圆形沉井相比，其惯性矩及核心半径均较大，对基底受力有利；在侧压力作用下，沉井外壁受较大的挠曲应力；圆端形沉井对支撑建筑物的适应性较好，也可充分利用基础的圬工，井壁受力也较矩形有所改善，但施工较复杂。
2.2 砖砌沉井基础施工
砖沉井施工占地较小。施工时先平整好基面，在地面铺上焊接成一圈的角钢作为刃脚，在钢板上砌砖，同时施工人员在井壁的围护下进入井内不断挖土。沉井外壁和土的摩擦力是沉井下沉的主要阻力。为克服这种阻力，一是加大沉井壁厚或在沉井上部增加压重，一是设法减少井壁和土之间的摩擦力。随着角钢刃脚边缘的土被挖走，以及砖井的逐步上砌，砖井由于自重增加压迫刃脚向下切入，减少下沉阻力，使整个砖井下沉。
三、岩石锚杆基础
3.1锚杆孔直径宜取锚杆直径的3倍但不应小于一倍锚杆直径加50mm锚杆基础的构造要求可按图2采用
3.2锚杆插入上部结构的长度应符合钢筋的锚固长度要求
3.3 锚杆宜采用热轧带肋钢筋水泥砂浆强度不宜低于30MPa细石混凝土强度不宜低于C30灌浆前应将锚杆孔清理干净。
四、砖砌沉井-锚杆复合基础承载力计算
4.1基础的抗拔承载力计算
砌砖沉井岩石锚杆复合基础利用沉井的自重（含井内混凝土重量）、井壁与土体的摩擦力和岩石锚杆的锚固力来抵抗上拔。
复合基础的抗拔承载力建议按下式计算：
式中， —复合基础的抗拔承载力；
—上部沉井基础的抗拔承载力；
—下部岩石锚杆的抗拔承载力；
—上部沉井基础的抗拔极限强度发挥系数；
—下部岩石锚杆基础的抗拔极限强度发挥系数；
k1和k2取值尚处于研究阶段。把沉井作为桩基来考虑，经相关资料试验研究，对于桩基复合式锚杆基础，k1宜取1.0，k2宜取0.9。
4.1.1上部沉井基础的抗拔承载力计算
上部沉井的上拔稳定验算可参考《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T5219-2014）中复合沉井基础计算公式
式中： —基础的附加分项系数；
TE—基础上拔外力设计值(kN)；
λ—井壁与土之间极限摩阻力的上拔折减系数，取0.4～0.5；
V—沉井体积(m3)；
—混凝土的重度设计值，当处于地下水位以下时，采用有效重度12kN/m3～14kN/m3。
4.1.2下部岩石锚杆基础的抗拔承载力计算
下部直锚锚杆承受上拔荷载时，可能出现两种破坏模式：（1）锚桩混凝土与岩石的界面强度不足而破坏；（2）岩石的剪切破坏。相应的，下部直锚锚杆式基础的抗拔承载力应对这两种模式分别计算，由其中最小者制约。
（1）锚桩与岩石的粘结承载力
锚桩与岩石的粘结承载力按下式计算：
其中，D—基础直径；
H—基础埋深；
--基础混凝土与岩石间的粘结强度，按《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T5219-2014）的表8.2.3取值；
（2）岩石的抗剪承载承载力
直锚式基础的岩石抗剪承载力按下式计算：
五、结语
5.1推荐在本工程上部为粘土地质下部岩石完整性较好、中强风化基岩地质的地质条件，且施工受限地带试点应用砖砌沉井—锚杆复合新型基础。
5.2上部沉井基础利用沉井的自重下沉，来完成井的整体施工,施工便捷。
5.3利用上部沉井部分与下部岩石锚杆部分共同抵抗外部荷载，提高了基础的抗拔和抗倾覆承载力。
参考文献
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[3]预应力锚杆技术工程应用[J].吴文超.建设科技. 2010(17)
论文作者:王贯华,吴瑞春
论文发表刊物:《防护工程》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/3
标签：沉井论文; 基础论文; 锚杆论文; 承载力论文; 岩石论文; 井壁论文; 结构论文; 《防护工程》2017年第23期论文;