淺析深基坑支護樁錨施工技術

方登峰

（中國建筑材料工業地質勘查中心廣西總隊，廣西 桂林 541000）

1 概述

深基坑支護是巖土施工中最富挑戰性的課題之一。深基坑支護既關系到了我國土力學中最經典的結構強度和穩定性難題，又關系了結構變形難題，同時還關系到深地基結構和支撐構件的共同影響[1]。而對上述難題的了解以及措施的研究，是隨著土力學基礎理論、分析技術、測量技術，以及施工機具、人員施工技能的提高，而逐步完善的。樁錨支撐系統是深基坑支護系統中最常見的形式一種，即用灌注樁作護墻樁，用土層錨索提高水平拉力。本文就深基坑支護系統進行系統研究。

2 深基坑支護樁

所謂支護樁，是指一個主要承受側向推力的樁，一般用于道路支護，地基支撐以及滑坡處理。支護樁類通常有如下幾種：鉆孔灌注樁、鉆孔灌注樁、預應力管樁、鋼樁、鋼板樁、水泥混凝土樁等[2]。

3 深基坑施工技術要點分析

3.1 工程技術。深基坑是一個非常復雜的工程，在任意一個環節發生了問題，都有可能造成重大建筑施工事故，影響建設工程的順利進行施工，更嚴重的情況下還可能會導致工程工作人員的重大損失。所以，在建筑施工的整個過程中，工作人員必須要嚴格地遵循施工流程，以原建筑圖紙為準則，嚴格地實施標準化作業，以確保工程安全。

3.2 應急技術。深基坑應急技術大致有三種，依次為土壤滲漏急救、位移應變和滲漏急救。滲漏應變指的是在墻面上產生強烈而不連續的水，或者在坑底布局處產生大量積水等。與土壤滲漏的特點恰恰相反，滲漏的流速相對較大。當深基坑支護發生滲漏時，一般將長20～30mm 的管道，直接打入坑內，讓水清除，然后再進行滲漏防護的處理。一旦發生了滲水的狀況，就必須使用大排水溝進行將河水外排，此外，在施工中需要將滲水層的內側降低為標高。而移動應變則指在出現偏移以后，針對偏移的狀況進行不同的對策。在此處理過程中，還需要快速地對偏移的特性和安全隱患進行正確的評估[4]。

3.3 監測技術。檢測手段是深基坑支護施工的主要構件。一般來說，檢測的主要對象是：礦坑內是否有滲透、泄漏、位移等現象，還有其他的應力位指標[5]。此外，還要對檢測的成果加以分析、深入研究，并同時描繪報警曲線圖等。當深基坑的應力位指數過高時，系統將會出現自動告警。然后，再針對檢測結果及時處理問題，并把相應信息及時反饋到上級部門以及施工單位。

4 深基坑支護樁錨施工技術的應用實例

4.1 工程概述。某建設的商住小區，地址在江邊，距長江河大約600 米左右，擬建建筑物樓高約50 米，并修建兩層地下室結構，在小區東側則有一幢高約18 米的商業建筑，建筑物外墻與本項目的地下室外邊線最小距離僅為2 米，小區南面為20 米的扶外路，地下室外邊線距離道路邊線的距離為2.2 米。根據現場勘查資料的顯示，工程影響范圍內的地質從上至下依次是雜填土、粉質粘土、粉細砂層、中粗礫砂層、強風化粉質泥巖、中風化粉質泥巖等。受場地制約，放坡開挖將直接影響相鄰建筑物以及道路的正常通行[6]，存在較大的安全風險和隱患。

4.2 基坑圍護結構的選型。結合該項目的實際情況，本著安全第一，科學合理的基本宗旨，經過專家論證，該工程的基坑圍護采用機械鉆孔灌注咬合樁支護方案。

4.3 建筑構件的安全性級別和設計期限，地基的安全性級別均為第二級；屬于臨時支護，使用年限一般不大于一年，待小區的地下結構全部澆筑完畢或完全回填后，完成使命[7]。

4.4 基坑圍護結構設計

4.4.1 工程采用了動態設計、信息化施工的方式實施。基坑的圍護結構設計要與現場監控相結合，并根據現場監控的反饋情況及時加以分析，實現了動態控制和信息化管理的目的。

4.4.2 的圍護結構要合理地調節變化，保持地基穩定性。保持周圍建（構）筑物的安全穩定，并保障基坑內四周路面和周圍各種管道的安全使用。

4.4.3 對基坑土方施工，堅持分層、均勻、及時的原則。施工時，施工單位要準備施工設備組織設計，嚴禁超挖。

4.4.4 超載取值：路邊地面超載按20Kpa。

4.4.5 鉆孔灌注的咬合樁、冠梁混凝土強度等級均為C25，混凝土使用早強型的硅酸鹽混凝土，強度為P.042.5 水泥。

5 深基坑支護結構受力計算

5.1 土壓力計算

5.2 被動土壓力計算

有資料報道，護墻樁土壓力實測值和設計數值的差異很大。在粘土地方有的工地，預壓主土壓力僅為朗肯主土壓力的一/3，而被動土壓為朗肯被動土壓的1/2。因為實際土壓偏小，護墻樁的計算彎矩也偏大，所以鋼材配置偏多，耗費了鋼材。在軟土地區主動土壓力實測值接近計算值。產生這一差別的原因是與粘聚力參考c 有關，其次是計算方法，還有因圓截面的配筋問題。

5.3 單層錨桿護壁樁計算

受力如圖1 所示。

圖1 單層錨桿護壁樁受力示意圖

單層錨桿護壁樁可按等值梁法進行計算。假定樁插入土中比較深，樁下端作為固定端，單錨點作為鉸支點，如圖1所示。正負彎矩轉折點的位置在計算時可用土壓力為零的位置代替。

計算步驟：

5.4 求最大彎矩

按簡支梁先求剪力為零處，求出Mmax。

①多層錨桿護壁樁計算；②計算主被動土壓力系數;③計算土壓力距坑底的距離;④分段計算梁的固端彎矩;⑤用彎矩分配法平衡支座彎矩; ⑥分段計算各支點反力與荷載;⑦計算樁插入基坑深度;⑧計算護壁樁斷面尺寸及配筋。

6 錨桿

錨桿是把來自結構物的拉力傳遞到穩定的土層中。

土層錨桿由多個部件構成。土壤錨索按照主動滑動面分成錨固長度段和非錨固長度段。錨固段是混凝土錨索在土上以摩擦力的傳導作用的區域，主要是將混凝土、水泥基層或膠結等材料以壓漿的形態投入鉆孔中混凝土而形成的。自由段不與鉆孔土臂聯系，只將錨固長度壓力傳給錨頭段。土層錨桿的承載力主要是受拉桿硬度、水平拉桿與錨固定相互之間的握裹力、錨固定與孔室相互之間的摩擦力等各種因素的聯合影響。

7 基坑土方開挖施工要求

7.1 在工程建設前期，必須召集相鄰住宅物業、市政、電力、給排水、通信等相關單位會議，就建筑設計施工方案征求有關各方意見；對可能引起爭議的部位應該照相或錄像，進行標記，做好原始記錄，并經各方證實。在施工過程中要保證鄰近建筑物、構筑物、路面、地下管道等的安全和順利通過。

7.2 本工程基坑施工順序為：咬合樁施工→天車橫梁→土方分層開挖→地下室結構施工→主體結構施工至±0.00→基坑回填壓實。

7.3 鋼筋混凝土頂梁養護齡期達到設計要求后，方可繼續挖至坑底。

7.4 基坑開挖應嚴格按照設計要求進行，不得超挖。基坑周圍超載不得超過設計荷載極限條件，基坑頂部3 米范圍內禁止堆放。

7.5 土方開挖應分層均勻，土方開挖面高差不應超過2.0m，以保證開挖過程中土體的穩定性。

7.6 設計標高30cm 以上的地下基礎墊層土方和承臺部分必須直接通過人力挖掘，防止坑內混凝土體擾動。一旦開挖達到設計標高后，應立即澆注水泥墊層。

8 基坑降水施工要求

地表雨水及施工用水在基坑外設置貫通式地面排水溝。基坑內應按照實際開挖要求布置縱橫向截水溝，每隔20m 左右在基坑下部布置集中排水口，進行基坑內部有要求的排水作業。

9 鉆孔灌注咬合樁施工要求

9.1 鉆孔灌注咬合樁施工順序。鉆孔灌注樁的施工順序應采用跳躍式施工。先施工B 型樁，后施工A 型樁。建議在B 樁混凝土強度達到50%時開始樁施工。施工順序如下：B1→地下二層→地下三層→A1 級→B4 級→A2 級→B5。

9.2 樁身垂直度控制。要確保咬合樁底面的正確咬合，除了對樁位定位誤差要求控制之外，還應該對其垂直程度加以嚴密的限制。咬合樁施工之前，先檢查并校正套管的垂直度偏差應低于十mm。成孔過程中，用經緯儀在二端的交叉垂直方向檢查垂直度，不合格處隨時糾偏，確保樁身垂直度，避免樁間開叉引發基坑涌水事故。

9.3 鋼筋籠制造與吊放。根據工藝特點，由于咬合樁鋼筋籠無法分段制造，而需要整根制造，所以在吊放時對鋼筋籠的堅固程度要求較高，且相應吊點部位也需要經過合理設定[8]。

9.4 灌注砼。安裝了水泥漏子和隔水橡皮球膽，并把管道提高了洞底0.5m。水泥的初灌量約為1.1～1.5m3，能埋住管道底0.8～1.3m。澆灌過程中，將管道埋設深度保持在3m～10m 左右，最少的埋設深度不能低于2.5m。在澆筑混凝土時隨澆隨提，不要把管道直提到水泥面或埋設在過深處，一次提升高度不能超過6m。在混凝土施工中應避免鋼筋籠上漲幅度大，當水泥面接近鋼筋籠底端時灌注的車速應適當減慢，在水泥面流入鋼筋籠底端約1～2m 處后，仍可適度提高管道，但管道的上升速度要均勻，以防止出料時撞擊過大或鉤帶鋼筋籠。

10 基坑監測

10.1 由于基坑支護構件的安全性直接關乎到施工的安全性，所以委托有資格的檢測單位對基坑施工全過程進行了檢測。一旦檢測不到位，將不能進行開挖。

10.2 監檢測項目的主要內容，為檢查基坑外圍約8m 區域的支護構件的水平位移，以及基礎設施的沉降傾角。

10.3 施工單位應與監測單位密切配合，做好斜管的鋪設和保護工作。

10.4 施工監控過程應持續到整個基坑回填結束。變形超過相關標準或監測節點時，立即停止支架使用。

10.5 在監測活動中，出現了上述或其他異常的現象，監測人員要及時告知施工單位、建設人員，施工單位應有緊急防患預案，在工地內也要確保有一臺挖掘機械可隨時使用，若在施工時，邊坡位置呈上升態勢而不收斂，及時用挖土機的開掘口向坡腳回填并逆向壓實，位移不再繼續發生，在完成相應的加固措施后方可繼續施工[9]。

10.6 當出現以下情形之一時，應立即報警，如情況特別嚴重，并停止施工，并應對地基及支護構件進行緊急保護措施：①水平位移超過基坑深度的1/200，或水平位移速率大于3mm/d；②在基坑周邊的地面出現大于10mm 的裂縫，同時裂縫仍有可能發展。

10.7 監測標準，如表1。

表1 監測標準

10.8 監測信息反饋流程

如圖2 所示。

圖2 監測信息反饋流程示意圖

結束語

伴隨中國經濟社會的發展，城市化進度也開始逐漸形成了一個態勢。在這個潮流的推動下，也促進了中國建筑業的蓬勃發展，尤其是高層建筑和加強了地下的發展。建筑在滿足人們需求的同時，也不可忽略其建筑質量。而當前，由于深基坑施工技術在建筑中運用的范圍也愈來愈廣泛，從而大大提高了建筑工程施工質量和建筑的使用壽命。本篇主要闡述了在建筑施工中運用深基坑施工的重點技術，并著重剖析了在建筑施工中運用的針對性注意事項，期望能對各建筑工程領域產生借鑒的意義。