樁錨支護技術在深基坑中的應用與控制研究

丁希華

摘 要：樁錨支護技術使用范圍和深度越來越廣泛，在深基坑開挖和維護階段要更加關注樁錨支護技術的利用。本文結合一個具體的工程實例分析了樁錨支護技術在深基坑施工階段的施工工序以及質量控制要點。

關鍵詞：技術；分析；控制

隨著我國經濟以及工程建設的快速發展，建筑結構深基坑出現頻率越來越多，排樁等支護結構已經不能滿足工程發展的需要，這是由于當基坑土體承載力較為薄弱并隨著基坑深度不斷增加時，單純利用排樁樁身自重和嵌固深度以被動土壓力來平衡樁體所受的主動土壓力、地面荷載等的支護效果并不能夠達到理想效果，容易在樁頂產生比較大的側向位移，嚴重時會使整個結構破壞，出現質量以及安全隱患。針對于以上情況，樁錨支護結構可以解決此類問題，因為它具有剛度大、形變小、擋土效果好、止水效果明顯且具有較好的適應性。

下面結合一個具體的工程實例分析下樁錨支護技術在深基坑中的應用與控制。

1 工程實例分析

在某市繁華路段十字路口處有一個辦公樓項目，項目規劃建筑總面積約為67萬平米，共25層，高度達到了108米主體辦公樓以及三層最高17m的中庭、會議室、餐廳、檔案館、應急調度中心、健身房等配套裙房項目組成。本辦公樓有兩層地下室，與主樓地下室連接成了一個整體，地下第一層以及第二層高度分別為6m以及4.6m，基礎埋深為13m至14m，在開挖過程中發現主要開挖土壤為雜填土、粘土、粉質粘土以及砂卵石。結合巖土工程勘察報告以及結合規范、地方經驗發現，該場地工程地質條件較為復雜，基礎開挖與支護施工難度很大。另外，考慮到場地所處的環境，地下以及附近供水管網、排污溝、光纜電線等管線密布，與市政管線基坑距離較近，所以本工程開挖與市政基坑相互作用也比較復雜和敏感，尤其基坑西北側與東北側情況更加復雜。經過分析，本工程基坑支護方式為樁+錨桿組合方式為最佳實施方案。

2 樁錨桿支護的工作原理分析

由于深基坑周圍土壓力、地下水壓力以及基坑周圍建筑物對基坑造成的側向壓力，深基坑維護結構的排樁會向深基坑內側傾斜以及相對位移，排樁在嵌固范圍內的土體會抵抗主動土壓力，另外錨桿也會抵抗樁體位移而形成的主動土壓力，所以樁錨支護結構可以承受土體帶來的主、被動土壓力。錨桿的錨固力通過非錨固段傳到錨固段，當錨固段錨桿受力后，首先通過錨桿與周邊水泥砂漿之間的粘結力傳到錨固體中，然后通過錨固體與周圍土體的摩擦力傳到土體深處，經過實踐分析發現，單根錨桿的承載力除錨桿必須具有足夠的截面積以承受極限拉力外，主要受兩個因素控制：一個是錨固段的膠結材料同孔壁的粘結力，另一個是膠結材料同鋼絲或者鋼絞線的握裹力。

3 本支護結構設計內容簡介

3.1 人工挖孔樁

樁徑為1m，樁間距為3m，樁身長度為18.5m，嵌固深度設定為6.0m，樁身所用到混凝土級別為C25混凝土。

3.2 預應力錨索

預應力錨索水平間距為3m，在每根支護樁上都要設置一道預應力錨索。采用70型鉆機跟管鉆進成孔，水泥砂漿灌注，待砂漿強度達到設計值的75%時可以進行張拉作業。

3.3 掛網噴射混凝土

掛網噴射混凝土可以有效維護樁間土體，采用C20細石混凝土噴射，厚度80mm，加強筋采用Φ14@2000*2000，鋼筋網片采用的是Φ10@250*250。每層每樁間設置一根排水管，排水管采用@25PVC管，每根長度為300mm。

4 土方開挖階段分析

根據施工整體部署，本工程土方開挖分為三次開挖，第一層開挖從自然地面0.000處開始開挖至標高-2.000m處，然后第二層土方開挖從-2.000m處開挖至標高AD段的-6.500m、DA段的-6.000處，第三層土方開挖從標高AD段-6.500m、DA段的-6.000處挖至基礎坑底。本工程開挖嚴格按照開挖工藝施工，需要分層分段開挖，開挖深度要控制合理范圍內，一般控制在2m范圍內，另外根據總體開挖部署，本工程分為了7個層次進行土方開挖。土方主要利用的是機械進行挖運，人工清理不易清理的位置，利用自卸車運送土體至場外。根據土體情況以及施工部署，本工程選用了cat325液壓挖掘機4臺，其中兩臺進行土體開挖作業，另外兩臺輔助進行場地內的土體轉運以及翻運作業。土體開挖、運至場外的工程量每天不會少于3900立方。

5 人工挖孔樁施工作業分析

首先利用全站儀進行樁孔位置定位，然后采用人工開挖成孔作業，挖出的土體利用裝筐作業運至樁外。在孔口第一段設置鎖口，每往下開挖1.0m，就需要利用C25混凝土進行護壁作業，可以保證施工時土體側向壓力對孔徑的侵害。拆模后繼續往下開挖作業，同時還要配合護壁作業，為了維護上下壁之間的有效連接，在樁內安裝了鋼筋籠，鋼筋籠質量要經過專門的經驗環節，其質量要符合相關規定。針對于樁身混凝土澆筑，在澆筑前要對里面的殘渣進行清理，另外孔徑內也不能有殘余積水，否則應該進行合理清潔作業。在澆筑混凝土階段要及時做好試塊留置工作，做好混凝土坍落度測試作業，此環節混凝土坍落度可以控制在8至10cm范圍內，且必須利用漏斗以及串筒對混凝土進行灌注，不準在孔口直接卸料，影響混凝土離析并對混凝土庫壁以及鋼筋籠造成不必要的沖擊。為了保證混凝土構件的整體效果，混凝土澆筑時一定要分層連續澆筑，混凝土每一層厚度不能高于1.5m，混凝土振搗要利用混凝土振搗棒，在第一層振搗密實后，才可以進行第二道混凝土振搗作業。在混凝土澆筑后，12h內要對混凝土進行養護作業，養護作業可以通過灑水、覆蓋紗布方式進行養護作業。

6 冠梁施工作業分析

冠梁施工作業也等到護壁灌注結束并通過檢查之后才可以施工作業。在本工程中，冠梁尺寸達到了1000mm*600mm，其主筋為12Φ25，寬度方向上下各設置4根，在高度方向上設置了2根，其箍筋為Φ10@200，混凝土保護層厚度為35mm，混凝土級別為C25。地槽按照在設計寬度多加20cm進行測試，然后及時用灰線做出標記，經人工開挖至冠梁設計標高位置。鑿除樁頭位置松散混凝土并及時清理，對地槽基底進行找平。地梁鋼筋在地槽內綁扎成形后，需要及時布設鋼筋，另外為了保證結構保護層厚度，可以設置混凝土墊塊。冠梁與支護樁頂間咬合100mm。然后可以支模作業，在本工程中模板與冠梁鋼筋主筋之間間距控制在35mm左右，模板外觀要滿足設計以及施工要求。經檢查后，可以澆筑混凝土，振搗棒振搗密實，并壓平防止混凝土收縮，同時還要加強混凝土養護作業。

7 錨索施工工藝分析

在本工程中錨索材料采用的是5束15.2鋼絞線，錨桿成孔孔徑要符合設計要求，長度控制在19mm至22mm范圍內。錨索水平間距控制在3m，設計張力預應力為100kN，張拉完畢后要及時向孔內高壓灌注M30水泥砂漿。在施工前，要對錨桿進行施工測試，其實驗的最大試驗荷載不宜超過錨索承載力標準值的0.9倍。土方開挖原則可以分層分段開挖，也可以跳槽開挖。當基坑開挖至錨桿設計標高下1m范圍時，技術進行施工錨桿作業。錨索成孔采用70型鉆機跟管鉆進作業，成孔孔徑不應小于140mm，錨索施工前要對鉆機傾斜角度進行檢查和定位，確保角度正確。當成孔完畢后，要植入錨體材料，錨體材料以及長度要按照設計圖紙以及其他設計文件中規定的進行加工。當錨桿就位后，要調整錨桿與孔壁的距離，保證有足夠的保護層厚度。植入桿體材料以及注漿管后，拔出護壁導管，至錨桿自由端位置設置止漿環，漿體要及時攪拌和澆筑，不能超過時間。當漿體注漿完畢后，要等漿液強度達到設計強度值75%時，才可以進行張拉作業。

8 樁間支護作業

樁間支護作業利用掛網噴射混凝土進行樁間支護作業。休整完壁面后要進行鋼筋網片鋪設作業，要及時噴射混凝土砂漿。加強筋采用Φ14@2000*2000，鋼筋網片采用的是Φ10@250*250，還要固定在狀體內部的鋼筋以及膨脹螺栓上面，然后要噴射80mm細石混凝土砂漿。排水管要在每層樁間留置，排水管采用Φ25PVC管，長度控制在300mm。鋼筋網片的網格允許誤差控制在20mm范圍內，噴射混凝土配合比要通過試驗測設，粗骨料粒徑要控制在12mm范圍內。

9 施工過程中的監測手段分析

在施工中，要對基坑周圍土體的動態變化進行監測，監測開挖階段對于周圍土體影響程度以及失穩造成的影響。了解樁錨支護結構的受力狀態以及變形狀態，做出安全以及質量評價，技術進行技術彌補和處置作業。監測還要包括對基坑周邊地下管線、建筑物等其他構筑物造成的影響，以便變形接近預警值時及時采用相應的應急措施和方案，盡量避免對周圍管線和結構的影響。通過合理、及時監測，及時調整施工方案以及設計方案，改進施工方法，為以后的設計完善做出基礎性工作。

樁錨支護技術使深基坑開挖和維護更加便捷和安全，此階段已經成為了基礎施工作業的重要控制階段。樁錨支護及時不僅要在施工方面多下力氣，還要做好監測工作、安全管理工作，因為深基坑開挖與施工是一個比較風險多且大的施工內容，工程技術人員以及安全管理人員要做好相應控制工作，確保深基坑施工順利實施。

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