深基坑桩锚支护结构技术创新与工程实践

杜 鹏

深基坑桩锚支护结构技术创新与工程实践

杜 鹏

（锦州宏骏房地产开发有限公司，辽宁 锦州 121000）

现如今，在建筑深基坑工程之中，桩锚式支护结构得到了很好的运用，其在建筑工程之中所发挥出来的作用不容忽视。所以，建筑施工单位务必要得充分的重视起来，建筑施工人员的要依照建筑工程具体情况与特征等，来有效改善深基坑工程之中桩锚式支护结构的运用，从而达到建筑工程企业走向可持续发展的道路。鉴于此，本文主要分析深基坑桩锚支护结构技术创新与工程实践。

深基坑；桩锚支护结构；技术创新

0 引言

某科学技术研究中心附属建筑，总面积为12556m2，在这之中地下面积为9512m2，分别为地下4层，地上3层。整个建筑结构形式为框架－剪力墙结构，基础为梁板式筏形基础。在整个勘查过程之中，勘探钻孔深度在45m之内便可以实测4层的地下水，下端2层属于承压水，该场区在1955年发展至今最大的地下水位与3到5年来最高地下水位基本一致。

1 桩锚支护结构概述

该项技术的最早源于20世纪80年代，其被运用在建筑深基坑支护工程之中，桩锚支护结构技术的应用原理实则就是在基坑周边土层开挖面的分层之中打入预应力锚杆的支护排桩来实现锚拉力，相应的便可以将基坑内支撑结构来予以替换，运用平衡基坑周边土体压力的方式来开拓基坑的运用范围。将坑壁土压力支护群桩所存在的内力与位移降低，基坑支护结构体系也会出现变形的情况，那么只要将其控制在一定的数值之内。由冠梁、围檩（腰梁）土层锚杆与支护群桩共同构建而成的桩锚支护结构体系。

在支护结构体系之中，支护桩可以实现基坑护坡功能，开挖支护桩主要涵盖预制桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等诸多类型。

土层锚杆锚固体系的作用展现在支护结构来施加水平约束力，从而减小由于支护桩而引发的弯矩力与水平土压力，那么在具体施工的过程之中，借助锚杆产生一定的锚拉力，在设计的时候将锚杆的数量与密度计算出来，腰梁是支护排桩所具备的锚拉力，以此来更好的维持一个稳定化的结构体系。

土层锚杆，其主要是从岩石锚杆技术发展而来的，土层锚杆结构是通过锚固体、锚杆与锚头组建而成。锚头功能实则等同于之前支护结构题词之中内支撑的支点部位，主要作用为支护结构体系在受到土压力之后来将锚头传输到锚杆之上，锚杆再将这些土压力传递到锚固体之中，相应的构建出锚拉力；以水泥砂浆等材料来构建锚固体，实际上就是将锚杆与土体联合起来，那么锚固体与土体之间所产生的摩擦阻力传输到土体之中，以此来进一步强化土层锚杆来在岩石锚杆技术的基础之上发展来的，土层锚杆结构主要是运用锚固体、锚杆与锚头共同组建而成。

2 深基坑桩锚支护结构技术创新

2.1 桩锚支护结构超深施工技术

得要持续不断的优化基坑设计方案，复合土钉墙+桩锚支护结构联合技术可以实现的支撑深度为31.4m，随即便可以选用超深基坑土钉墙+桩锚支护的新型化技术。

构建非线性理论模型来进行数值模拟分析，运用Midas软件来构建基坑工程模型，分析研究出基坑开挖变形与稳定性特征，并分析基坑开挖深度针对支护桩体位移与弯矩方面的双重影响、支护桩刚度的变化针对支护桩弯矩和位移方面来进行双重影响、支护桩刚度变化针对支护桩弯矩和位移方面的影响等等。相应的便可以在此基础之上来制定行之有效的技术对策，从而来进一步确保基坑支护结构的安全可靠性。

2.2 硬塑地层三轴搅拌桩超长施工技术

本工程三轴搅拌桩的深度为34m，然而目前并没有相关34m深三轴搅拌桩施工方面的实践经验可以借鉴。本次工程所处的天津区域三角洲，其地质特征为地层软、沉积等。在实际试桩的过程之中，三轴搅拌桩的施工水平较低，在同一时期成孔深度要比天津区域高出1/4。另外在针对第⑧层（砂砾坚土层）施工的过程之中，机械钻头的损耗则比较严重，难以进行下一阶段的钻进施工，最终也无法达到既定的设计成效。

在根本之上来进一步保障水帷幕桩的水泥掺量与预期设计标准的20%大约相同，那么在实施桩基施工的过程之中，其可以优先选用“两搅两喷”工艺，通过钻孔达到标准高度来及进行提钻，势必会加大水泥用量，从而来严格管理控制提钻的速率，最终来可以更好的确保提钻到桩顶的时候，其中每一根桩的水泥用量与设计标准相符，最终从根本之上来保障桩的成型水平与效率，从而达到止水的目的。

2.3 特殊情况桩锚支护

拟建建筑结构边线周边既有建筑地下室，(大约在8.6m)，既有地下车库埋深大约为12.0m，那么该建筑基础埋深在16.4m。其所处的环境相对独特，可以优先选用双排桩支护体系、排桩+短锚杆支护体系技术。比如在选用前者的情况下，护坡桩则会伴随有高12.0m的悬臂段，当然这在控制基坑变形的时候尤为不利，更为关键的就是造价也没有后者低。另外在选用后者的时候，管控锚杆长度至关重要，得要将关键点放在地下车库结构的防水层之上，分别从变形控制与经济合理性两方面来分析考虑，应用砖墙构造柱+排桩+锚杆支护体系，桩顶位为－3.0m，自然地面到－3.0m属于砖墙。

例如：1b—1b剖面，来设计6排锚杆，其中前4排锚杆设计为短锚杆，其中每一根锚固力在80kN，最终统计而来锚固力和1—1剖面设计1排长锚杆锚固力为285kN基本相同。为了预防损坏既有地下室结构，预应力锚杆得要尽量长，前4排锚杆之下倾角度均是通之前的15°变更成20°。该类设计在确保基坑安全的基础之上，来严格管控上部基坑变形，这对于节约工程成本所起到的作用至关重要。

2.4 支护结构的监测

针对深基坑工程来分析，基坑变形监测至关重要，基坑变形监测实则为建筑结构施工过程之中或者设计使用年限之内，来针对施工设施、周边环境、地下隐蔽过程、基础结构、建筑物基坑实施检查、观测，基坑监测对象主要为：基坑周边既有道路设施、既有地下管线或者是其他地下设施、基坑土体、基坑底部隆起、地下水、施工情况、自然环境、工程构筑物、基坑支护结构等等。

由于本工程基坑深度实现-20m，因此本工程基坑为一级基坑。为了可以实时化掌控边坡的动态化变形，确保边坡的稳定性，并及时运用行之有效对策，得要针对基坑支护结构和临近既有道路、建筑来实施变形监测。此次工程所运用到的测量设备，来进行全方位、实时化监测，并委派专业人士来定期予以选差，并进行必要的变形监测。基坑工程仪器监测针对围护结构的顶部位置实施水平、竖向位移，值得注意的就是，还得要针对周边既有建筑分别进行倾斜监测、裂缝监测与沉降监测。

2.4.1围护墙水平位移和竖向位移监测

1）监测方法，

在基坑实际开挖的阶段之中，得要实时化监测基坑周边围护墙竖向、水平位移，另外将各大监测点分布在基坑周边的中部与阳角部位。监测水平、竖向位移运用的是同一个点，其他各监测点则布置在围墙的顶端。进行水平位移监测点的所运用到的设备为经纬仪，通过视准线的方法来实时化监测围护墙顶端的水平位移，那么水平位移的监测点则是在边坡顶端沿着基坑周边来进行设置，另外在基坑开挖深度1倍距离之外的边坡口的延长线来设置各大基点，在槽边来设置一条视准线。

2）监测周期

在基坑工程施工各个环节之中得要实施监测工作。在开挖的时候，每天监测一次；一旦存在位移量较大或者是数值突变情况的之下，就得要分别在上下午观测一次；在浇筑底板之后的7天之内：1次/d；7~14天：1次/3d；14~28天：1次/5d；28天以上：1次/7d。

3）注意事项及监测报警

各个基准点与监测点均得要严格进行防护并标记出来，这样一来便可以在预防施工过程中受到损坏。监测务必得要严格按期实施，杜绝出现漏侧的情况，在基坑开挖临近坑底时，相关监测人员务必得要值守在施工现场，以便可以及时监测到基坑变形的情况，从而来在最大限度之上来避免引发事故。

2.4.2周边建筑物监测

该次监测对象为场地西侧的雁滩家园小区住宅楼，该住宅楼属于桩基础高层建筑。

1）沉降监测

沉降监测主要针对的是基坑周边建筑物与地表沉降来进行实时化监测。

2）监测方法及仪器

本次监测所运用到的设备是DS1型水准仪，监测过程始终坚持《国家二级水准测量标准》。将闭合水准线路构建出来，在这之中的每一测点之间的距离得要合理的控制在±0.5mm。

3）设置观测基准点及监测点

在制定监测范围与基准点的时候，得要结合相关规范标准与施工现场实际情况来将其设置在基坑周边开外深度3倍之外的固定位置，此后再接连设置3个基准点。基准点主要选择的是φ16mm的钢筋，长度基本在1.0m，将其打入到地下，地面则运用混凝土来进行加固，来当做此次监测的基准点。

地表沉降监测点主要可以分成横向、纵向沉降观测点。在这之中，横向沉降测点主要是在基坑的中心部位，竖直基坑的平面来进行布置；纵向观测点则是设置在基坑周边，沿着基坑延伸的方向来进行设施，各测点之间的距离控制在10~20m之间。

沉降量测点通常得要设置在建筑外形突出部位、建筑物墙角、柱身，建筑两边高低之间相对较大的部位。

4）观测周期

初次观测的时候，得要针对各个观测点的高程来进行2次观测，2次观测值来当做基准，此后的每一次所测得的数值都得要和初始值来进行对比分析，随即计算出垂直沉降量。在基坑施工的过程之中，每天都得要进行一次观测；另外在混凝土垫层完成浇筑之后，要是边坡趋于稳定化之后，便可以在2~3天后来实施观测。在施工的时候，得得要尽快分析前期观测所得的各项数据，分析研究这些数据的变化情况来绘制出来相应的趋势图，假使数据一旦存在异常，就得要通报给上级，以免事故的出现。

2.4.3建筑物倾斜监测

建筑物倾斜监测主要运用的是直接测定的方式来实施，首先得要在即将监测的建筑物之上来设置上下两点，来当做观测点，上下两点得要保障要在相同的垂直视准面上。监测所得视准面的垂直线变倾斜，那么就表明建筑物发生倾斜。

2.4.4建筑物裂缝监测

在正式进行基坑开挖之前，对于临近建筑的旧有裂缝，在基坑施工的过程之中得要进行全面化的监察，从而便可以及时掌握到导致裂缝发生的最终原因。在针对既有建筑进行基坑施工的过程之中，还得要注重是否会出现新的裂缝，一旦出现就得要一一记录并编号，并实施测绘与拍照。

3 结束语

目前，在现代高层、超高层建筑基础施工过程之中，基坑施工属于难点，当然也是事故频发的工序。桩锚支护结构，实则为排桩+预应力锚杆（索），将其运用在工程之中可以显著改善支护桩的受力情况，从而实现平衡水平土压力的目的。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。

[1]刘腾飞.桩锚支护结构锚索对基坑变形的影响[J].散装水泥,2020(04):93-94.

[2]杨轶涵. 基于BIM技术和神经网络的深基坑桩锚支护结构变形预测研究[D].华南理工大学,2020.

[3]张娇,曹莹.桩锚结构在深基坑支护中的应用分析[J].山西建筑,2020,46(04):60-61.

[4]温平平. 基坑桩锚支护结构水平变形特性及分级预警报警研究[D].南昌大学,2019.

[5]韩健勇,赵文,贾鹏蛟,陈阳,关永平.桩锚支护结构深基坑受力变形及稳定性分析[J].地下空间与工程学报,2017,13(S2):907-914.

[6]钱伟丰. 桩锚支护结构在深基坑开挖过程中的变形及受力研究[D].西安建筑科技大学,2017.

[7]王健祎.复杂环境下土体深基坑桩锚支护及土体开挖结构施工技术分析[J].河南建材,2016(05):172.

[8]郭剑锋. 桩锚支护在深基坑施工中的应用[D].兰州交通大学,2016.

[9]柳奇. 深基坑土钉桩锚分级组合支护结构的设计与数值模拟分析[D].兰州理工大学,2013.

[10]周伟. 桩—锚联合支护技术在合肥某深基坑中的应用与研究[D].合肥工业大学,2013.

TU753

A

1007-6344（2021）04-0096-02

杜鹏（1986- ），男，本科，中级工程师，注册一级建造师，主要从事房建施工管理工作。