樁錨支護技術在深基坑中的應用與控制研究

張 永 俊

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

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樁錨支護技術在深基坑中的應用與控制研究

張 永 俊

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

介紹了樁錨支護的技術原理，分析了樁錨支護技術中易出現的問題，從降水作業、鋼筋混凝土支護樁、錨索施工等方面，論述了樁錨支護技術在深基坑中的應用，提出了樁錨支護技術的發展方向。

樁錨支護，深基坑，錨索，降水井

1 概述

在高層和超高層建筑施工過程中，由于建筑物的需要，往往對于地基開挖的基礎較深，這就使得基坑的側壁很容易發生滑塌，因此在施工時必須要對基坑采取一定的安全支護技術措施。而樁錨支護技術就是其中很常見的一種，它的基本原理簡單來說就是通過在基坑側壁打上一排豎樁，在水平方向利用錨桿防止豎樁倒塌，這樣構成的支護體系就被稱為樁錨支護。樁錨支護技術和其他的支護技術或手段相比較，投入成本較低，對材料和空間的節省也十分可觀，而且施工難度也相對較小，施工周期較短，最重要的是安全可靠性較高，因此在深基坑的支護中，一般作為首選。隨著樁錨支護技術的不斷發展和完善，目前出現很多具有革新意義的技術和工藝，更大程度的提升了這一技術的支護能力。

2 樁錨支護技術中容易出現的問題

2.1 外部因素影響設備性能

受外部環境的影響，樁錨設備的支護力和使用壽命會被縮減，首先是基坑中的水離子會對設備，特別是錨桿的桿體進行腐蝕，使其水平支護能力受損，其次是基坑的側壁土層發生變形時，出現的負摩擦阻力就會使得樁錨松弛，繼而減低支護能力。

2.2 設計和計算不夠精確

由于在設計時對于環境的考慮不周和計算不夠精確，使得樁錨對于荷載的能力不足，產生很大的隱患。另一方面，在施工的過程中，建筑施工沒有按照設計圖紙進行，臨時的結構變動加大了受力負擔，也很容易使樁錨受到破壞。即使在施工完成之后建筑使用者的不良行為也會對其產生影響。

2.3 設備和技術缺乏創新

由于建筑行業的不斷發展，對于樁錨的支護能力要求也在不斷的提高，但是就目前的狀況來看，無論是材料、施工工藝和技術，還是相應的輔助軟件開發上，更新的速度都十分緩慢，缺乏科技創新能力，已經不能適應時代的發展。

3 樁錨支護技術在深基坑中的應用

3.1 降水作業

為保證基坑開挖的順利進行，減少地下水對基坑施工的影響，合理布置一定數量的井點降水井，根據地下水的滲透系數和降水深度確定采用降水方法，輕型井點降水和噴射井點降水的降水深度一般為6 m～12 m，管井降水井適用降水深度在20 m以上，地下水滲透量較大的條件，在開挖前施工完，并及時下泵降水。布置井點按照地勘報告和實際參數進行，保證降水效果，根據周圍環境和地下管網及建筑物的情況，增加一定數量的回灌井保證地下水的平衡，防止過度降水造成基坑周邊不均勻沉降和開裂，通過觀察井控制水位變化。

3.2 鋼筋混凝土支護樁施工

樁孔施工根據不同的地質條件和現場條件及施工機械和鉆孔深度分別采用人工挖孔、長螺旋鉆機成孔、潛水鉆機成孔、沖擊鉆機成孔、回旋鉆機成孔等，樁位沿基坑周邊按設計間距均布，采取隔樁施工，宜在灌注混凝土24 h后進行臨樁灌注施工。成孔結束后，利用灌漿架及吊車進行商品混凝土成樁澆筑。

3.3 樁頂冠梁支撐施工

為了保證支護樁的整體穩定性和剛度，沿樁頂設置一道鋼筋混凝土冠梁，在應力集中部位處(陽角或陰角)增加部分支撐，形成一個完整的、全方位的支護體系，維持基坑在土方開挖和土體應力釋放后基坑外側土體對基坑的側向壓力，保證基坑的變形在安全范圍內。

3.4 錨索施工

錨索施工中與降水井協調施工，避免土釘和錨索位置與降水井位置出現沖突，同時采取措施避免土釘和錨索的漿液進入降水井的濾料內，保證降水井的正常使用。

工藝流程：放線定位→鉆機調整就位→成孔→清孔→安裝錨索定位→封孔→后臺注水泥漿→劈裂注漿→錨索預應力張拉→鋼橫梁→錨頭鎖定。

鉆孔采用傳統工藝進行施工，根據地質情況和土體的特性在成孔時控制好鉆進速度，保證成孔質量。成孔傾斜角允許偏差5%，錨孔深度達到設計要求后，立即清孔并按要求安裝錨索和注漿，錨索安裝前做好防銹防腐處理，自由段錨索涂防腐劑，外套聚乙烯塑料套管內注油脂隔離防護，張拉段錨索也涂防腐劑。錨索采用跟管鉆進，隔行跳打措施，以減少對周邊建筑物的影響。當孔內水泥漿達到設計強度的75%后方可進行張拉，張拉中對錨索伸長及受力作好記錄，當伸長量和拉力變化異常時停止張拉，查明原因再進行。錨索張拉和鎖定后發現有明顯預應力損失時應進行張拉補償。錨索緊固頭采用OVM-15系列錨具與腰梁連接。錨索與支護樁位置關系圖見圖1，錨索接頭見圖2。

4 樁錨支護的最新發展

4.1 新材料應用及推廣

樁錨支護技術經過幾十年的演變，尤其在當今國家提倡快速發展城市地下綜合管廊工程，深基坑支護技術在不斷地創新，新技術、新工藝、新材料廣泛的應用在深基坑領域，科技的發展為其提供了更加可靠的技術保障，工業化、可回收、低成本成為一種發展趨勢。比如具有再生能力的高性能陶瓷材料，具有更高強度和韌度的復合型鋼材，能夠減少腐蝕作用的聚氨酯防水涂料，混凝土構件粘貼碳纖維等等，這些新型材料的應用，使得樁錨支護技術在深基坑中的應用更加成熟，使得人類能夠更好更安全充分利用地下空間提供可靠的保障。

4.2 多元化設計軟件的運用

地下工程有諸多不可預見的東西，為了預防在實際施工中出現突發事件，通過一系列高科技設備和計算程序對不同地質條件下的受力和應變進行分析研究，通過模擬試驗，計算出各種技術參數，然后利用BIM三維建模技術進行演示，實現可操作性。

4.3 精密的數據監控儀器

目前在建筑行業，建筑設備管理自動化系統(BAS)的應用為工程的監控和管理提供了良好的技術支撐，尤其在地下深基坑施工中顯得尤為重要和關鍵，通過對土體結構變形的監測，針對性的進行預防和采取措施，幫助工作人員對樁錨支護的性能進行分析，更好的做好質量的控制。

5 基坑監測實施

監測工作為基坑信息化施工提供各種參數，基坑施工總是從點到面，從上到下分工況局部實施。基坑工程監測不僅即時反映出開挖產生的應力和變形狀況，還可以根據由局部和前一工況的開挖產生的應力和變形實測值與預估值的分析，驗證原設計和施工方案正確性，同時可對基坑開挖到下一個施工工況時的受力和變形的數值和趨勢進行預測，并根據變形實測和預測結果與設計時采用的值進行比較，必要時對設計方案和施工工藝進行修正。

6 結語

隨著樁錨技術的不斷完善，在深基坑施工中凸顯優勢，減少了大量水平支撐的應用，簡化了施工工序和降低了施工成本，避免了在施工期間拆撐和倒撐發生的工期延長和費用增加，保證施工作業空間。與基坑開挖進度同步進行、同步完成，具有很好的使用和推廣的價值。而且就性價比來說，這一技術具有很好的經濟效益。因此，在進行深基坑的施工時，要預先考慮樁錨支護技術，嚴格按照規范進行操作，做好事前的設計和計算，詳盡的考慮各項影響要素。同時，要運用新的材料和施工工藝，重視設計軟件的作用，應用精密的監控設備，防范風險的發生，更好的保障質量。

Study on application and control of the pile-anchor supporting technology in deep foundation

Zhang Yongjun

(Shanxi2ndConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The paper introduces pile-anchor supporting technology principles, analyzes problems easily occurring in pile-anchor supporting technology, discusses the application of pile-anchor supporting technology in deep foundation from aspects of precipitation well operation, steel reinforced concrete supporting pile, and anchor cable construction, and finally puts forward the development tendency of pile-anchor supporting technology.

pile-anchor supporting, deep foundation, anchor cable, precipitation well

1009-6825(2016)13-0079-02

2016-02-28

張永俊(1973- )，男，工程師

TU463

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