桩锚式支护结构在建筑深基坑中的应用

城市建筑┃结构•抗震┃URBANISMANDARCHITECTURE┃STRUCTURE•ASEISMATIC115桩锚式支护结构在建筑深基坑中的应用TheApplicationofPileAnchorSupportingStructureintheDeepBuildingFoundationPit■王艳华■WangYanhua[摘要]随着建筑科技的发展，建筑深基坑施工中可以采用的技术越来越多。桩锚式支护结构在建筑深基坑应用中具有良好的效果，文章就桩锚式支护结构在建筑深基坑中的应用进行分析，具有一定的借鉴意义。[关键词]桩锚式支护结构深基坑应用[Abstract]Withthedevelopmentofconstructiontechnology,moreandmoreconstructiontechnologiescanbeuseddeepinthefoundationpitconstruction.Pileanchorretainingstructurehasgoodeffectintheapplicationofdeepconstructionfoun-dationpits.Thisarticleanalysisoftheapplicationofpileanc-horsupportingstructureinthedeepconstructionfoundationpit,whichhascertainreferencesignificance.[Keywords]pileanchor,supportingstructure,deepfoundationpit,application前言文章对桩锚式支护结构基本理论进行了介绍，对桩锚式支护结构的特点进行了分析，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对桩锚式支护结构在建筑深基坑应用中应注意的地方进行了探讨。一、桩锚式支护结构的基本理论分析由于地下水的压力、基坑周围的土压力以及基坑周围的建筑物的共同作用，排桩体出现向内侧倾倒且产生侧向位移的现象。同时，因为桩体的侧向位移，在深基坑底面排桩嵌固深度范围内的土体便产生被动土压力，从而来抵抗部分主动土压力的影响。所以，可以说支护桩体所承受的主动土压力都是有被动土压力以及锚杆锚固力来承担的。在桩锚式支护结构中，首先将排桩浇筑冠梁打进土体中，然后再设置锚索、土钉以及腰梁等，使它们排列成空间骨架状，从而可以提高原位的土的强度、刚度以及土体的稳定性。该支护体系是由排桩、密集的锚杆、冠梁、腰梁以及经过加固的原位土体、喷射细石混凝土面层和防水系统组成，使其与土体来共同承担荷载，并起到抑制变形的作用。二、桩锚式支护结构的特点高压喷射注浆桩是桩锚支护中普遍采用的方式。高压喷射注浆桩就是把带有喷嘴的注浆管用钻机钻入到土层中预定的深度，再以20～40Mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射流，其冲击破坏土层结构强度到一定程度时，土颗粒便从土层中纷纷剥落，一部分土颗粒在喷射流的重力、离心力、冲击力等共同作用下，而与浆液搅拌混合，并按一定的浆土质量大小和比例，有规律地重新排列。而未与喷射流作用的剩余细粒土会随着浆液或水排出地面，这样注入的浆液将冲下的部分土混合凝结成加固体，从而达到加固土体的目的。其具有增大地基强度、提高地基承载力、防止砂土液化止水防渗、减少支挡结构物的土压力和降低土的含水量等多种功能。其具有以下优势：1.广泛的应用范围由于桩锚式支护自身的功能优点，使其可运用于整个施工过程中，以及竣工后的换工程，在使用此方法时可以减少或避免对建筑上部结构的损坏，还可以在较低矮狭窄的施工现场贴近建筑物进行施工操作，并且在建筑运营使用中也可以进行局部的桩锚式支护施工。2.灵活便易的施工操作桩锚式支护的施工设备比较轻便，且灵活性机动性强，施工时只需在土层上钻一个孔径为50mm或300mm的小孔，便可在土中喷射成直径为0.4～4.0m的固结体，所以能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。3.材料源较丰富桩锚式支护的喷射施工一般以水泥浆液为主，化学材料及外加剂为辅料。在普通的地基处理工程施工中，可根据工程需要而选择材料，比如42.5级普通硅酸盐水泥，此种水泥来源广泛且价格实惠；还可以在水泥浆液中加入适量的粉煤灰，如此一来可进一步降低材料成本，还可以将粉煤灰变废为宝重新利用。4.有利于环保高压喷射注浆桩施工时，其设备的噪音较低，自身振动也较小，最大程度地减小了给周围的居民还来的施工影响，而且这种注浆方式无污染，迎合了当今环境保护的要求。三、桩锚式支护结构在建筑深基坑应用中应注意的地方1.开挖过程中要全方位监测在桩锚支护结构的施工前，工程项目根据设计要求，组建施工单位与勘察研究机构的监测小组，具体负责监测工作以及施工质量的控制与审核。全方位的监测技术要贯穿于土钉和桩锚组合支护结构开挖的全过程。其监测项目要全面细致，比如土层压力、地表沉降、位移程度等。2.模拟分析要运用于基坑的开挖过程中。基坑开挖过程中的模拟分析要根据工程实例来获得合理的参数，从而进行数值模拟。在开挖过程中，被模拟分析的内容包括基坑的位移偏差、塑性区、基坑的稳定性、支护的受力程度等。通过模拟分析数据（土体位移数据、应力分布变化规律等）找出基坑最薄弱的部位，以此作为重点支护。而在桩锚支护阶段加预应力锚杆在某种情况下最高可以提高安全系数达到50。但增加不是无限的，也有一个临界值，达到这个值时就会没有效果。3.坚持分层次分段的开挖与支护的原则实践证明，边坡的破坏是一个从局部到整体，从小到大的过程。一般这种破坏会从一个局部的爆破点而逐渐延伸到整体。当某个地方的应力值破坏达到一个零界值时，就预示着一个大规模大范围的破坏开始了。尤其是当今，高楼大厦越来越多越来越高，基坑的深度也随之增加，有的甚至达到90°，所以坚持分层次分段开挖支护的施工方式尤其重要。4.基坑桩锚组合的应用开挖的深度对于排桩支护结构具有重要的影响，在开挖过程中可能会产生较大的变形，这样会危及到相邻的建筑物、地下管线等的安全。在许多的工程中，我们通常采用桩——锚联合支护的方式，通过预应力锚杆与排桩的相互作用和结合，从而实现变被动支护为主动支护的目标，并且还可以通过与冠梁顶部的连接，可以很好地抑制桩顶变形的影响。且将锚杆、排桩以及土层连接到一起，使其形成一个共同作用的复合体，能够有效地承担拉力、剪力，并提高滑移面的抗剪强度，有效阻止坡体的位移。5.基坑监测基坑开挖及地下结构施工期间必须加强对基坑及周边环境的监测。具体监测内容如下：（1）支护结构顶部水平、垂直位移的量测：沿坡顶面20m布设1个观测点。（2）支护结构侧向位移（测斜）：共布置8根测斜管,测斜管深度应超过支护桩桩底标高3m。（3）道路路面沉降：沿临近基坑范围道路每隔20m设一观测点。（4）相邻建（构）筑物沉降、倾斜及裂缝：周边建筑物每栋设置6～8个变形观测点，平面特征点位置应增设变形观测点。四、结语桩锚式支护结构对于解决建筑深基坑中的一些问题具有良好的效果，但是需要注意的地方也很多，不加注意，将会对施工质量造成很大的影响，需要引起注意。参考文献[1]钱晓彬.深基坑桩锚支护结构设计与工程应用研究[D].武汉：华中科技大学,2005.[2]苏绍曾.万富大厦深基坑土打支护变形控制[M].北京:人民交通出版社,2003.[3]胡玉国.基坑支护工程事故综合分析及对策[J].辽宁建材,2004(6).[4]高美玲,王贵和,马洪涛.门架式桩锚支护结构在深基坑中的应用研究[A]//第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C],2011.[5]韩国栋.深基坑桩锚支护结构的现场试验研究及数值模拟[D].吉林：吉林大学,2012.（作者单位：内蒙古赤峰市建亚建筑设计院，赤峰024000）