樁錨支護技術在深基坑中的應用與控制

摘要：近年來，隨著科技的不斷進步，深基坑內支護技術也得到不斷發展和創新。目前，城市的建筑密度越來越大，導致基坑深度不斷擴大，傳統的支護技術不僅不能滿足施工的需要，而且存在嚴重的安全隱患，所以工程造價低和支撐效果好的支護技術發展的目標和方向。其中，樁錨支護技術就是推行和研究的重點。本文就對目前深基坑的現狀進行分析，并闡述了樁錨技術的使用原理和結構特點以及它在深基坑中的應用和控制。

關鍵詞：樁錨技術；深基坑；應用與控制

一、 目前深基坑的現狀

在建國初期至七十年代，我國的基坑比較淺，例如：上海單層地下室的高度只有四米，北京地下鐵路的深度為二十米。改革開放以來，我國進入經濟發展的新時代，深基坑的設計與施工也進入了新的發展階段。九十年代以后，我國開始編撰關于深基坑支護技術的規范標準，總結長期以來我們在深基坑支護技術中的經驗，為基坑支護技術的發展奠定了基礎。隨著建筑行業的蓬勃發展，城市中土地資源使用緊張的現象也越來越嚴重，尤其是建筑物的密度大，施工場地容易受周圍環境的影響，使得深基坑的深度不斷加大，在支護技術的施工中問題出現的較多。所以國家對支護技術的要求也越來越嚴格，這也促進了支護技術的工藝的發展和創新。

二、 深基坑支護技術的結構特點及其工作原理

深基坑工程是一項綜合性的系統工程，它涉及化學、工程學、工程學、物理學的等眾多學科及領域。它包括的內容有：工程監測系統、深基坑支護系統、土方開挖、深基坑止水和降水技術等。深基坑支護結構的主要類型有：放坡開挖、懸臂樁、水泥土重力式擋土墻、樁錨式支護結構、內支撐式支護結構、噴錨支護等措施。

面對目前深基坑的現狀，樁錨支護結構作為具有工程造價低、適應性廣等優點的支護技術更加受到國內外施工人員的青睞。這是由于現在的深基坑的開挖深度大、施工場地地質條件復雜、又加上受周邊環境的影響，單一的支護技術不能滿足工地建設的需要，需要將多種基坑支護技術相結合。例如：基坑開挖上部采用的是復合土釘墻，下方則使用的是樁墻類擋土結構，這樣不僅能各盡其能，還有利于節省費用，達到良好的經濟效果。

（一） 樁錨支護技術的含義

樁錨支護是指由一道或多道錨桿與護坡樁將結合的一種支護方式，由于它的穩定性好、安全性高、超靜地結構等優點成為深基坑中重要的支護方式。樁錨支護是由排樁支護方法和錨桿支護方法結合而成的，即是把鉆孔灌注排樁施工技術和預應力錨桿施工技術的相結合的一種綜合性較強的支護技術。

（二）樁錨支護結構組成

樁錨支護結構主要由兩部分組成：圍護結構體系和錨固體系。圍護結構體系中排樁墻的材料為鋼筋混凝土。另外，根據基坑的深度來選擇錨桿，主要有單層錨桿、二層錨桿和多層錨桿。在實踐過程中，地面拉錨式場地有較高的要求，因為它需要有拉錨的場地以及錨固定物；錨桿式更適用于粘土地基，因為它要求基土提供較大的錨固力。

（三）樁錨支護結構的特點

首先，樁錨支護結構可以結合地層，利用錨桿進行靈活的布置，通過錨桿的預壓力使支護結構的變形量控制在合理的范圍內，防止土體變形；其次，樁錨支護結構占用的空間，施工方便，可以解決目前因為建筑密度大，受周圍建筑物影響的問題；再次，樁錨支護技術需要的設備簡單，這樣既可以降低施工費用，造價低，又能使施工簡單，為施工人員的工作更好的開展做好準備；最后，與水泥土墻相比，樁錨支護結構使用的材料較少，對環境造成的污染也小。樁錨支護技術的適用性強，在許多領域都廣泛應用。

（四）樁錨支護作用的施工原理

受周圍土壓力、地下水壓力以及周圍建筑物的影響，深基坑中排樁會受到較大的負荷載的作用力，使得排樁體有向深基坑傾倒的趨勢，并有可能產生相對位移。這樣的話，深基坑底部由排樁體固定的土體由于位移的作用而產生被動土壓力來抵抗樁體承受的主動土壓力。還有錨桿產生的預應力也會為了防止土體的相對位移而而抵抗部分主動土壓力。所以是由被動土壓力和錨桿錨固力來承擔深基坑中制動土壓力。樁錨支護有效是指被動土壓力和錨桿錨固力大于主動土壓力，相反，當被動土壓力和錨桿錨固力小于主動土壓力時，排樁體會發生相對的位移，支護體系就會失效。錨樁支護的工作原理即把排樁和錨樁原理相結合，就是通過抗滑樁提供的阻滑力和錨桿提供錨固力來抵擋深基坑附近的坡下滑的狀況。

三、 樁錨支護結構的應用與控制

（一） 設計原則

1、 安全性

深基坑支護結構要充分考慮結構水平變形、地下水的變化以及周圍環境的橫向和縱向的變化等因素的前提下，采用分項系數表示的極限狀態設計表達式進行設計。另外，支護結構的計算和驗算、質量檢測及施工監控的要求都作為深基坑支護結構設計的內容。

2、 經濟性

在保證安全的前提下，要盡量節省施工費用。為了達到技術經濟效果的目的，可以從工期、材料、設備、人工和環境保護等方面綜合考慮，引入工程造價的原理分析，找出最佳的方案。

3、 合理性

深基坑支護結構的選擇要因地制宜，根據周邊環境、開挖深度的大小、工程地質和水文地質，充分利用現有的設備和原料，縮短施工周期、降低施工難度。

（二） 設計方案

施工人員要充分考慮施工場地的地質條件，對地質資料進行認真的研究，還要對基坑條件和相鄰建筑的環境進行分析，尤其是地下水位的高地、地下管道的走向及時荷載的分部等。根據巖土體的力學參數，通過軟件技術得出結果，然后與經濟技術指標進行對比。支護方案要以樁錨支護作為主要的支護手段，并用地面拉錨結構進行加強。具體方案為：圍護結構用人工挖孔灌注樁，并將鎖口梁設在樁頂，通過整合直徑和配筋量的大小以及嵌固的深度來鞏固基坑，提高基坑的穩定性；另外，通過合理使用錨桿的數量和錨桿之間的水平距離來平衡圍護結構上的水土壓力和地面負荷。為防止坑面位移，可以建立地面拉錨系統，這樣可以保證周圍建筑物的安全。

（三） 結構計算

樁錨支護結構采用先進的計算軟件，有標準的設計參數取值，例如：基坑安全等級為一級，基坑側壁的重要性指數則為1.1；根據場地的測試，基坑外側地下水位為-6，則基坑內側地下水位為-12。

（四） 施工步驟

深基坑的施工工序為：撤土-錨噴-人工挖孔樁成孔-鋼筋籠制作安裝-澆筑樁心混凝土-鎖口梁施工-勁性樁施工-錨索施工-腰梁制造安裝-預應力張拉。在施工過程中有幾點需要注意：首先，在有地下水的情況下，水孔直徑的大小以及間距都有明確的標準規格，不能太大；其次，錨索砂漿強度不同，進行張拉的力度也不同；最后，樁心混凝土的澆注要盡量密實，嚴格按照圖紙的標注安置鋼筋籠，最大限度的減少偏差。

結語

伴隨著我國的城市化進程步伐的加快，城市人口數量的劇增，也帶動了建筑行業的迅速發展。為了解決土地使用緊張的問題，人們的空間開發不僅向高空發展，而且也不斷開發地下空間，這就導致基坑深度不斷擴大，使得支護難度也不斷加大。所以樁錨支護結構作為一種造價小、適用性強的支護方式，必須得到廣泛的應用。建筑基坑的設計與施工是目前面臨的重要課題，我們應該總結以往支護過程中的重要經驗，不斷進行研究和創新，找出更好支護方式，使基坑建設穩健的發展。

參考文獻

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作者簡介

彭莎，1985年8月，江西南昌人，研究市政工程方向.