分級樁錨支護方案在深基坑支護中的應用研究

王旭麗

（廣州市凈水有限公司，廣東 廣州 510655）

深基坑是目前建筑工程施工期間的常見內容，從具體定義的角度來看，深基坑工程主要指的是開挖深度在5 米以上的基坑工程，另一種則是開發深度在5米以下，但是由于地下環境較為復雜，有著較多錯綜管線和建構筑物，會影響周邊環境的安全。這種類型的工程在施工的過程中需要制定精細化管理體系，并且為了防止基坑出現變形、周邊建構筑物出現位移，還需要通過支護方式保持其穩定性[1]。目前，為了應對不同深基坑施工的需求，支護方案的類型較多，這就要求施工人員在具體施工期間，結合不同工程的實際需求打造具備針對性的施工方案，在維持建筑工程穩定性的同時實現效益的控制。

1 分級樁錨支護方案的具體應用案例及細節分析

為了全面提升文章論述的科學性，進一步增強分級樁錨支護方案的應用價值本文，從具體工程案例的角度入手，結合實際施工環境和需求打造具有針對性的分級樁錨支護方案，確保能夠為相關工程的開展提供參考。

1.1 工程概況分析

某工程位于市中心，屬于交通樞紐型項目，工程整體開發面積達到了6.5 萬m2，基坑深度為14.5m～20m，頂部的標高為8.7m～14.2m，結合后續的工程發展需求，該基坑的支護體系為臨時結構，安全等級確定為一級，使用年限為兩年。從周邊環境的影響因素來看，該工程北側臨近市政道路，下部有大量的通信電纜，埋深大部分為0.4m～0.7m；排水管道的埋深為2.8m。工程的南側臨近混凝土暗渠，頂板以及底板的埋深分別為0.8m、3.0m。

經過對施工現場進行詳細勘察之后發現，場地內部的地下水主要以潛水為主，局部為承壓水，地下水位高度在2.2m～5.7m。地質結構穩定性較強，自上至下的土壤結構分別為雜填土、全風化白云巖、強風化白云巖、中風化白云巖、全風化輝綠巖、強風化輝綠巖、中風化輝綠巖，經過工程試驗確定物理力學性質。

1.2 工程施工的重難點分析

結合前期的施工方案以及具體施工場地的勘察結果，確定本次施工期間的重難點有以下幾方面。

工程的整體規模較大，開挖深度大，由于周邊有較多的交通線路，施工空間較為狹小，在有限的空間內提升基坑施工質量是施工重點；由于工程規模較大，導致不同地區的地質條件，以及環境因素存在一定差異，在制定深基坑開挖方案以及支護方案的過程中，需要考慮不同地區的實際情況，具體問題具體分析。由于整體工程施工周期較長，受到當地天氣以及季節問題的影響，可能面臨暴雨、暴風、降雪等問題，不僅會影響施工進度，也會對工程支護結構造成性能上的影響，因此，要嚴格控制人員傷亡以及經濟損失，避免對工程帶來不良影響。

2 深基坑支護方案的選擇和分析

2.1 深基坑支護方案的類別分析

綜合目前我國深基坑施工體系的發展情況來看，支護工程已經較為成熟，并且形成了以下幾個大的類別。

2.樁錨支護。該種類型的支護方案主要有土層錨桿、護坡樁、圍檁、鎖口梁等結構組成，主要應用在軟土層較薄，同時土質性能較好的工程中。該項技術的優勢在于可以結合具體的變形限制和工程需求進行預應力大小的調整，在避免支護結構出現變形的基礎上有著更多的靈活調整空間，是當前絕大部分深基坑工程所使用的典型方案[3]。

3.重力式水泥墻支護。該方案通過水泥澆筑成水泥墻，依托水泥墻自身的自重、水泥墻和墻壁之間的摩擦力形成抵抗力，控制基坑變形。其優勢在于提升了基坑土方的利用效率，也可以同時實現擋土、止水。

以上這幾種施工方法是目前基坑施工中常用的支護方案，而結合本工程的具體需求和情況來看，以上幾種方式的應用可行性較低，主要由于本工程的施工規模較大，且涉及不同環境下的支護施工，為了提升施工效果，全面增強工程的安全性和穩定性，經過專家以及技術人員進行詳細探討之后，確定按照不同區域的實際情況打造分級樁錨支護方案。

2.2 分級樁錨支護方案

該方案將整體支護結構分為上下兩個部分，上級的土壤結構大部分為雜填土，該結構的支護方案選擇鉆孔灌注樁配合預應力錨索，鉆孔灌注樁的直徑確定為1000mm，部分區域設置懸掛網鋼筋來提升結構的穩定性，鋼筋直徑為25mm，長度為2m，水平以及豎向的間距控制為2m，主要以梅花形進行分布。

下級的地層結構主要為白云巖、輝綠巖，這一部分的結構利用鋼管樁配合預應力錨索組成，不需要額外設置懸掛網鋼筋，利用預應力錨索、腰梁進行固定。

2.2.1 上級結構的施工方案

結合前期的施工方案，進行施工現場的管理，確定上級邊坡開挖深度為4.8m，整體的支付方案制定情況如下。

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選擇19m 長的錨索，入射角控制在25 度，每一根錨索之間的距離為1m，豎向的間距則為4.1m。提前施加預應力為150kN；支護結構的主筋為hrb400 鋼筋，直徑控制在20mm，箍筋，材質相同，直徑為10mm。混凝土灌注樁按照常規的樁體施工方案均勻配筋，螺旋箍筋間距控制在150mm。

錨索強度設計值為1320MPa，標準值為1860MPa，彈性模量1.95x10'MPa，抗拔安全系數控制在1.8。

結合實際需求，利用條分法進行穩定性計算，其中的定量因素包含了土條寬度：0.4m，剛度折減系數：0.85，穩定性安全系數：5.159＞1.35，整體的設計規范滿足設計要求。經過計算之后，可以確定上級支護結構的安全系數為38.67，滿足標準結果1.8，確定該結構符合深基坑工程施工的要求。

2.2.2 下級結構支護方案

下級邊坡開挖深度15.2m，嵌固深度5.3m，支護方案的具體設計情況如下。

選擇15.5m 的錨索，入射角度控制在15 度，平均間距以及豎向間距調整為1m 以及1.3m～2m，錨固段長度為5.5m～8m，支錨剛度為30MN/m。主筋、箍筋的材質和參數、彈性模量、抗拔安全系數、錨索強度設計值以及標準值與上部結構一致通過最終計算，確定安全系數為13.952，滿足標準的1.8，確定該結構符合深基坑開挖的需求。

3 分級樁錨支護的施工重點分析

為了提升支護結構的安全性和穩定性，在施工的過程中需要嚴格控制其中的關鍵技術體系，本工程所使用的技術體系如下。

3.1 提升鉆孔灌注樁施工質量

在鉆孔灌注樁施工的過程中，需要將重點放置在水下混凝土施工領域。本工程選擇了導管法進行施工，導管的直徑控制在25cm～30cm，確保導管內壁光滑無雜物，內徑大小完全一致，兩端通過焊接方式安裝法蘭盤；在導管組裝的過程中要進行密實性檢測。為了避免出現卡管以及露筋等事故，粗骨料的粒徑控制在30mm 以下，每立方米的混凝土中水泥的用量要控制在420 千克以下，混凝土的整體強度數值要比設計值高出20%左右。為了確保混凝土的流動性不受影響，在混凝土灌注的過程中，要確保坍落度控制在160mm～200mm，在鋼筋密集處，需要使用小口徑的導管進行灌注施工，確保鋼筋節點位置質量符合要求[4]。

3.2 預應力錨索的施工

在預應力錨索施工的過程中，要做好錨索張拉以及防腐防銹作業。本工程的預應力錨索張拉結構見圖1。

圖1 預應力錨索張拉施工結構

由于本工程的施工規模較大，不同地區的土壤結構以及巖層性質有一定差異，針對整體工程采取了三組不同的抗拔試驗，分別位于強風化白云巖、強風化輝綠巖、中風化白云巖及中風化灰綠巖區域，每組實驗所使用的設備、材料以及施工過程管控體系完全相同。通過該種方式可以得到錨索的安全系數，為后續的工程施工奠定基礎。

針對預應力錨索的防腐防銹作業來講，需要涂抹常規的防腐油脂，但是受到外界施工環境的影響，防腐油脂很容易出現性能失效的現象。本工程則針對這一領域進行了創新，在錨索張拉結束之后，針對裸露在外的區域涂抹防腐油脂，然后，利用熱塑管進行包裹，通過汽油燈加熱使其牢牢覆蓋在錨具及錨索上。這種材質的熱塑管為橡膠制品，具有較強的防腐耐磨性，也可以確保內層的防腐油脂性能得以延長，有助于提升使用壽命。

3.3 鋼管樁施工質量管控

本工程地下級支護結構選擇了鋼管樁作為主要的壓力承載體系，在施工過程中需要對其進行重點關注。

首先，要確保鋼管樁的垂直度符合標準。在實際作業過程中采取了限位調整方法，進行垂直度分析，利用水井鉆沖擊器、主鉆桿作為核心骨架，利用不同直徑的鉆頭進行多重校正[5]。該方式的應用可行性較強，可以結合不同施工現場的實際情況進行針對性調整，同時成本可控，能夠產生較好的經濟效益。

鋼管樁雖然是封閉的筒體結構，但是在下樁的過程中也有可能導致底部沉渣堆積，影響漿料的擴散效果，因此在作業過程中，在鋼管樁的底部2m 范圍內，設置了直徑為10mm 的梅花狀孔洞，每一個孔洞的間距為400mm。在注漿時，漿體會通過這些孔洞向外進行擴散，而漿體的自重能夠確保鋼管樁和周邊的巖石結構完整連接起來，從而提升嵌固的效果。

3.4 工程位移監測

為了確保分級樁錨支護方案的施工能夠達成前期預計的效果，在工程開展期間需要進行持續性的位移監測，主要用于風險預判以及防控。

本工程中的位移監測包含了頂部水平位移監測、豎向結構位移監測。頂部水平結構的位移監測使用全站儀配合及坐標法進行觀測，豎向的位移監測則通過電子水準儀配合高精度的水準尺進行觀測。開挖深度在5m 以下時，每兩天進行一次監測；開發深度在5m到10m 之間時每天進行一次監測；開發深度超過了10m之后，每天進行兩次檢測。由本工程的動態性監測結果，可以發現各項數據的變化情況以及變化速率都符合深基坑開挖的具體標準，確定了分級樁錨支護方案在施工過程中能夠為深基坑提供安全防護保障。

4 結語

綜上所述，本工程針對雜填土區域以及巖層區域，采取了上下級相配合的支護結構，利用鉆孔灌注樁、鋼管樁、預應力錨索配合懸掛網鋼筋打造了組合式的結構，不僅可以揚長避短，實現優勢互補，還能夠實現低碳節能的目的。整體方案具備較強的安全性和穩定性，有效控制了基坑施工期間的位移，能夠保證施工順利開展。