樁錨支護技術在深基坑中的應用分析

文/鄧勇 湖南省第六工程有限公司 湖南長沙 410000

1、引言

在高層和超高層建筑施工過程中，由于種種因素的考量，需要開挖較深的地基基礎，這在一定程度上導致了基坑的側壁很容易發生滑塌。此時，就需要運用一些深基坑支護技術來加以支護。隨著現代科技的不斷發展，支護技術的型式也越來越多，其中，樁錨支護技術因其施工周期短、效率高、操作方便、實際支護效果好、投入成本低等優勢，成為現在行業中使用最為廣泛和普遍的技術。隨著樁錨支護技術的不斷發展和完善，行業中也出現了不少具有革新意義的技術和工藝，在很多大程度上提升了這一技術的支護水平。

2、深基坑支護內容及型式展示

深基坑工程是一項相對復雜的工程，是整個建筑工程中一個至關重要的組成部分，他對整個工程的穩定性能和安全性能有著非常大的影響。就目前而言，深基坑工程的主要內容包括基坑圍護體系、止水降水技術、土方開挖以及工程檢測等，常用的圍護結構如下圖1所示。

圖1 深基坑工程常用圍護結構

3、樁錨支護原理與特點分析

3.1 樁錨支護原理與應用概述

樁錨支護技術是利用錨桿代替基坑支護內支撐，從而提供錨拉力減少基坑變形。這一技術是現在深基坑工程中運用最為廣泛的一種技術，對提高深基坑質量具有重要意義。由于在實際施工過程中，深基坑中的周圍土壓力、地下水壓力、周圍建筑物等都會對深基坑產生側向壓力，這就有可能導致深基坑圍護結構的排樁向深基坑內側產生位移偏差，此時，錨桿在抵抗樁體位移的過程中也會隨之產生一個主動力。這個主動力會通過錨桿的非錨固段傳遞到錨固段，錨桿的錨固段在受到作用力后，會根據水泥砂漿和錨桿的粘結力傳遞到錨固體中，隨后錨固體會將該作用力傳遞到土體深處，最終達到良好的支護效果。

在整個應用過程中，其基本操作順序如下：首先，根據基坑工程的地基測試所得的物理參數及分析和地基的實際情況，對樁錨支護技術進行設計。在設計師完成設計后，根據圖紙施工方對現場進行清理以及引進必要的設備，做好充分的施工前準備。之后就是進行機械成孔及支護樁施工，在支護樁固定之后，需要對支護樁進行冠梁處理，以增加其穩定性。之后根據圖紙要求以及建筑項目實際情況，進行土方開挖，在土方開挖過程中，需要對其開挖深度與面積進行有效地掌控，當挖的差不多時，進行錨桿與樁腰鎖定，進一步增加錨桿支護的穩定性，最后，采取面層掛網噴射砼施工，以結束樁錨支護的施工。

3.2 樁錨支護特點

總的來說，深基坑工程中的樁錨支護具有施工方便、開挖效率高、適應范圍廣、支護效果明顯的特點，在較深的一級基坑中適用率高。在實際的施工過程中，此種方式可以采用全機械式施工模式進行，大大提高了施工效率。首先，排樁頂部澆筑有冠梁，中間可設腰梁進行連接，達到遏制樁頂變形的效果保證其是一個完整的有機體；其次，樁體按照水平間距布設，結合腰梁垂直方向布設，以形成網格狀共同作用，以減少基坑坡邊的變形，這使得邊坡的穩定性得到了重要保證。

4、深基坑施工問題分析

4.1 外部施工環境復雜

由于在一些高層和超高層的建筑往往集中在人口和建筑物相對較為密集的地方，其地理位置一般處于一些重要的市政公路交匯處，因此所面臨的外部環境復雜。在這些地方往往存在原有建筑結構陳舊，地下管道錯綜復雜且分布較為密集，因此，在進行深基坑工程的實施過程中，既要保證基坑自身的穩定性能良好，還要確保周邊的建筑物與公共設施不受到影響。另一方面，基坑中的水或其他因素會對設備產生一定的影響，特別是對錨桿的桿體造成嚴重腐蝕，其次基坑側壁土層發生位移時，會導致樁錨松弛，這都大大降低了支護能力。

4.2 設計與實際存在較大差異

在設計過程中，可能出現對環境的整體考慮不周和計算精度上的一些失誤，這都將導致樁錨對于荷載能力的不足，產生巨大的安全隱患。其次，在整個施工過程中，建筑施工和圖紙設計中注明的要求產生了一定的偏差，這些偏差帶來的臨時的結構變動大大加劇了受力負擔，使樁錨在這種情況下極易受到損害。另一方面，即便是在施工完成之后，依舊有可能給樁錨的穩定性產生影響，比如建筑使用者的一些不良行為或是對原有結構的改造，這都有可能導致樁錨受到一定程度的破壞，存在較大的風險隱患。

4.3 設備和技術缺乏創新

隨著建筑行業的不斷發展，所對應的技術要求也就相應得提高。這就意味著對于樁錨的支護能力也需要跟上時代發展的步伐，做出相應的提高。但是就現在行業中的情況來看，無論是從施工方的施工工藝、技術，還是從材料本身的質量以及與之相對應的輔助軟件的開發，其更新速度都十分緩慢，變化并不大。這與加速發展的建筑行業不相適應，缺乏一定的技術創新，不能順應時代的發展步伐。

5、樁錨支護技術的實際應用

5.1 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，降低地下水可能帶來的損害，需要合理布置足夠數量的井點降水井。通過對地下水的滲透系數和降水深度的分析，確定最終采用的降水方法。一般而言，輕型井點降水和噴射井點降水的降水深度一般為6m～1 2m，管井降水井適用降水深度在20m以上。當遇到地下水滲透量較大的情況時，需在開挖前施工完，并及時下泵降水。為保證降水效果，需要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，以保證地下水的平衡，因此在布置井點時需要按照地勘報告和實際參數進行。通過觀察井控制水位變化做出隨時的防護措施，防止過度降水造成基坑周邊不均勻沉降和開裂。

5.2 鋼筋混凝土支護樁施工

根據不同的環境地質情況，施工機械以及鉆孔深度的條件，在樁孔施工時可分別采取旋挖鉆機成孔、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。

5.3 樁頂冠梁支撐施工

在整個施工過程中，需要形成一個完整的、全方位的支護體系。施工者應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，以達到保證支護樁的整體穩定性和剛度的效果。并通過這種方式，平衡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。

6、樁錨施工的新發展

樁錨支護技術共經歷了幾十年的發展與革新，其他一些領域如材料化學的發展也對樁錨支護技術的發展奠定了基礎。我們可以欣喜的看到，在樁錨施工上，一些新材料得到了廣泛的推廣與運用，這使得人們能夠更好更安全更充分的利用地下空間。其次，多元化軟件設計也在這一技術上得到了廣泛的運用，諸如BIM三維建模技術，這都使得樁錨支護技術的實際可操作性和科學性得到了提升。最后，一些精密的數據監控儀器也對其發展產生了重要影響，諸如BAS的運用對工程的監控和管理提供了良好的技術支撐，通過對土體變形情況的精密監測，針對性的進行預防并采取應對措施，大大提高了工程的安全性能，更好的做好質量上的保障。

結語：

對于深基坑工程而言，因其所需面對的影響因素多、涉及面廣，因此在實際的樁錨支護施工過程中，一方面要注重科學的深基坑樁錨支護設計、根據工程實際情況制定出合理的施工方案，并通過深基坑工程監測與檢驗，進一步確定工程的方案是否合理，判斷好施工質量是否達標。另一方面，需要在施工過程中加強監管力度，把握好施工過程中的每一個細節，從而達到全面提高深基坑工程施工效率的目標。