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桩锚结构在深基坑支护中的应用分析王乾旭

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王乾旭谭建国朱晓东王颂义达德文张江华

[导读] 摘要：人们生活水平的提高，对更方面追求更甚一步，也使得住房需求加大，城市空间日益紧张，在建筑方面，要充分利用一切空间，高层建筑成为城市发展的趋势。

        中国建筑第八工程局有限公司西南分公司四川成都 610000
        摘要：人们生活水平的提高，对更方面追求更甚一步，也使得住房需求加大，城市空间日益紧张，在建筑方面，要充分利用一切空间，高层建筑成为城市发展的趋势。而对于建筑来说最基本最重要的就是根基，所以工程师们往往会通过地形样貌再结合建筑物的结构以此打固根基。目前，深基坑工程中，深基坑支护施工技术是最常用的技术。这项技术不仅能够保证地下空间施工的质量，同时也能够保证地上建筑的质量和水平，特别是一些高层建筑，其稳定性和安全性也得到更好的保证。本文通过对桩撑结构的分析与见解，叙述这种结构在深基坑支护中的应用。
        1.案例工程概况
        本项目位于重庆市渝北区某项目，基坑东侧长124m，高约45.5m的岩质挖方边坡（分两阶实施分别为250.5～271.2（276.6），271.2（276.6）～296.0为永久性环境边坡，基坑及环境边坡安全等级均为一级）；基坑南层长124m，高约22m岩土质混合基坑；基坑西侧长124m，高约26m的岩质挖方基坑边坡，基坑北侧长124m，高约32.5m的岩质挖方基坑。主要由1栋高层酒店，层高3.9米，总高度99.75米；1栋超高层办公楼，层高4.2米，共45层，总高193.35米，以及相应的配套裙房及地下车库。
        2.深基坑桩锚支护的特点及工作原理
        2.1 深基坑桩锚支护的特点
        桩锚支护是一种较为常见的护坡排桩配合单锚或多锚的基坑支护方法，它是一种超静定结构，稳定性较好，安全性能较高。桩锚支护体系其主要特点是采用锚杆取代基坑支护内支撑，给支护排桩提供锚拉力，以减小支护排桩的位移与内力，并将基坑的变形控制在允许的范围内。
        2.2深基坑桩锚支护的工作原理
        桩锚支护体系是桩与预应力锚杆联合支护的简称，是一种较为常用的支护形式。桩锚支护体系所用桩多以钢筋混凝土钻孔灌注桩为主，其次还有人工挖孔桩、深层搅拌桩和高压旋喷桩。在施工过程中根据实际工程条件来进行决定。桩体具有挡土的作用，而桩端需要嵌入持力层伙食基坑底板以下一定深度。桩顶需要用钢筋混凝土冠梁连接起到控制桩顶变形的作用。桩体需要设置多道预应力锚杆，确保边坡的稳定性。
        3.基坑支护的施工
        3.1钢筋混凝土灌注桩
        1、泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程是：场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→浇筑水下混凝土→成桩。
        2、泥浆护壁钻孔灌注桩施工，在冲孔时应随时测定和控制泥浆密度，如遇较好土层可采取自成泥浆护壁。
        3、灌注桩的质量检验应较其他桩种严格，因此，现场施工对监测手段要事先落实。
        4、灌注桩的沉渣厚度应在钢筋笼放入后，混凝土浇注前测定，成孔结束后，放钢筋笼、混凝土导管都会造成土体跌落，增加沉渣厚度。

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        因此，沉渣厚度应是二次清孔后的结果。沉渣厚度的检查目前均用重锤，但因人为因素影响很大，应专人负责，用专一的重锤，有些地方用较先进的沉渣仪，这种仪器应预先做标定。
        3.2桩间护壁施工
        在基坑开挖过程中，对桩间土采取挂网喷射混凝土复合面的措施，分层开挖，即每道锚索施工之间分两步开挖桩间护壁施工工作面。人工清除桩之间的土比桩身略低20~30mm。在连梁水平及竖直方向加装膨胀螺栓，并铺设钢筋网片且点焊于螺栓上。使用空压机喷射混凝土时其厚度不得小于50mm，且应于喷射面保持垂直。
        3.3预应力锚索加固
        锚杆的施工工序主要有以下七步；（1）定位锚杆；（2）成孔搅拌并放置孔底；（3）钢绞线的安装；（4）孔内首次注浆；（5）推出钻孔；（6）封孔；（7）再次灌浆
        钢绞线按锚索组装示意图进行组装，编排钢绞线时同时安放注浆管、排气管及止浆密封装置。注浆管用高压胶管，排气管用塑料软管，止浆密封装置可用密封袋；锚索锚固工程施工前，应进行预应力锚索锚固性能试验。
        3.4预应力锚索张拉及锁定
        1）张拉前应对张拉设备进行标定。先张拉锚定下排锚索，再张拉锚定上排锚索；
        2）锚固体于外锚墩强度大于20MPa并达到设计值90%后方可进行张拉及锁定；
        3）正式张拉前应取0.1~0.2倍锚索设计轴向拉力值进行预张拉1~2次，以提高各钢绞线的受力均匀度；
        4）张拉应各时分级施加荷载，直至压力表无返回现象，方可锁定。分级及观测时间；
        5）各道锚索若48小时内发现预应力损失值大于设计值的10%时，应进行补偿张拉。
        4.结语
        支护结构在深基坑工程应用时，其变形程度的大小直接影响深基坑工程质量。因此，设计安全、可靠、经济适用的支护结构是非常必要的。桩锚支护结构在深基坑工程具有适应性强，有效约束土体的滑动破坏，减少深基坑被动土区的位移，工程造价合理等优势，是深基坑工程一种重要的、常用的一种支护结构方式。
        综上所述，要想保证深基坑的施工质量，其首要任务便是强化深基坑设计的优化以及现场方案的执行力；同时在保证施工质量的前提下控制深基坑的建设成本，以强化其市场竞争力为企业创造更多的价值。支护结构在深基坑工程应用时，其变形程度的大小直接影响深基坑工程质量。因此，设计安全、可靠、经济适用的支护结构是非常必要的。桩锚支护结构在深基坑工程具有适应性强，有效约束土体的滑动破坏，减少深基坑被动土区的位移，工程造价合理等优势，是深基坑工程一种重要的、常用的一种支护结构方式。
        参考文献：
        [1]桩锚支护结构在工程中的应用研究 http：//xuewen.cnki.net/CMFD-1017021659.nh.html
        [2]桩锚结构在深基坑支护中的应用分析潘存杰
        [3]分析深基坑支护中桩撑结构的应用杨斌