桩锚式支护结构在建筑深基坑工程中的应用

周勇福建兆翔临港置业有限公司（361000）



桩锚式支护结构在建筑深基坑工程中的应用

周勇
福建兆翔临港置业有限公司（361000）

摘要:这里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。

关键词:深基坑；桩锚式支护

1工程概况

该高层建筑总建筑面积38 428.10 m2，地下2层，地上26层,建筑物总高88.50 m,地下室建筑面积3 639.00 m2，基础为现浇钢筋混凝土式基础,基础底板的持力层为中等风化泥质岩,地基承载力为685 kPa,基坑为68 m×35 m的矩形形式,实际开挖深度从天然地坪至主楼基础垫层底为8.5 m。

填土:基本上都是土层厚度在0.6～5.0 m的黏土；粉质的黏土颜色是棕褐色，具有硬塑性，基本上在东南方向，土层厚度为0.4～2.1 m；红褐色的粉质黏土具有硬塑性，土层厚度为2.6～4.9 m；黄、粉红色的黏土具有可塑性，土层厚度为0.6～5.3 m；黄色砾土具有密实性，土料的直径为0.6～3 cm，最大直径是10 cm，其中有一部分粗砂，泥质含量为10%～16%，土层厚度为7.2～9.9 m；褐红色的黏土具有硬塑性，属于风化过后的残留积土，土层厚度为0.4～1.3 m。

2支护理论及方案设计

2.1桩锚式支护理论

对深基坑而言，受土、地下水、建筑等外界压力影响，排桩体有朝着深基坑内部倒塌的可能性，同时出现侧向移动。在基坑底部到排桩嵌固深度之间，土体因为桩体出现移动的原因，在受到抗桩压力时，产生被动土压力进行抵压。所以，对支护桩而言，主动土压力由两个部分承担，一是被动土压力，二是锚杆锚固力。如果当主动土压力小于等于被动土压力和锚杆锚固力,护桩就不会出现侧向移动，也就是支护是有效果的。如果当主动土压力大于被动土压力和锚杆锚固力，就会出现侧向移动。如果移动距离大于许可范围，则说明支保护是没有效果的。

通过桩锚进行支护的特点是:对基坑深度大的情况比较适用，通常深度都会大于9 m。这种结构在黏土、岩石等多种土质中都可适用。一般而言，土层锚杆基本上按1:1比例配置桩与锚，锚杆的角度在10～45°之间。要想使桩锚结构在空间中结成整体，必须在护坡桩上部安装圈梁，从而将全部护坡桩捆绑起来。通常而言，腰梁的材质是槽钢，锚杆能够通过预加压力的方式对建筑的形成予以控制。

2.2支护方案设计

基坑边坡四周的情况不一样，则支护方案也会有所差异。在挖孔灌注护坡桩后，选择锚杆结构进行支护。护坡桩的数量是22根，其中的10根直径为1.1 m，剩下的都是0.9 m，桩与桩之间的距离是1.4 m，桩身长度是9.90 m，在桩的上部，安装断面长为1 m宽为5 m的连梁。在离桩顶部2.2 m处，安装一排锚杆，直径是0.12 m，长度是11.5 m，倾斜的角度是21°。锚杆拉筋的数量是4根，直径是25 mm，通过焊接而成，形状是船形。设计抗力是331 kN。支护时，通常选择锚杆钢筋混凝土挡土板，累计安装4排锚杆，排与排之间保持22 m。在水平方向上，锚杆的距离是2.2 m，一排的数量是14根，总计56根。

3支护结构的主要施工技术工艺

3.1灌注桩施工

具体施工流程如下:首先进行定位，放线，然后将护筒进行埋设，制作好需要的水泥浆，安排好钻机，钻孔，对钻孔进行检查清理，然后把钢筋笼放到钻孔中，将导管埋设于笼内，对钻孔再次进行清理，灌注入混凝土，完成施工。

1）测量放样。从总体至局部进行施工，把样本放在墩台处，然后对出桩位置进行控制。在放样过程中，在桩四周离桩中心2 m距离处一一安设保护桩，确保能够动态对桩中间位置及标准高度进行检测。

2）钻机就位:选择德国进口的钻机进行钻孔。在运行自行走移系统的基础上,将钻机进行定位，确保钻头和桩之间的误差不大于2 mm。

3）埋设护筒:通常来说，护筒的材质是钢板，厚度5～6 mm，桩的直径要小于内径。钻孔定位完毕，第一步选择大于护筒直径的钻头进行钻孔，然后安装保护筒。在安装完毕后，保护筒外壁和内孔间出现的孔缝,选择通过渣油制作而成的粒土进行填充。

4）泥浆拌制:钻孔操作时，泥浆选择性能较好的黏土。选择制浆机进行泥浆制作，并保存在泥池里。泥池的面积为6 m2，（长2 m，宽3 m），并和沉淀池相通。两个池选择3 mm厚度的钢板制作而成，下部选择枕木进行支垫，架空处理，填充混凝土时，就可以获得符合标准的泥浆，备下个桩孔钻孔时用。

5）钻孔:钻孔操作前，要确保钻机的平衡与垂直度。钻孔操作时，把钻头着地，将进尺度进行调整，置于零刻度。如果地质条件不一样，那就要选择不一样的钻机。如果是细砂、砾砂等地质，可选择筒式钻头。如果地质的强度不一样、出现偏孔程度严重、风化等地质，可选择螺旋式钻头。

6）清孔:在对钻机进行标准高度设置之后，完成岩样确认，钻到基地层时，就不需要再钻了，这时要对钻孔进行清理。清孔时，选择换浆法，把钻具提升大概0.3 m,保持钻头持续运转，确保泥浆持续循环。

7）钢筋笼安装:对钢盘笼而言，要确保其下部整齐，选择加强箍筋对其进行全部密封处理，确保导管能够顺畅进行上升与下降。在上部、下部与中部的截面上，每0.25 m装一个钢耳环，数量为4个，对称设置,从而保证拥有足够的厚度对钢筋实施保护。通常而言，进行钢筋笼安装时，选择吊装方式。如果其长度大于25 m，因为吊臂的原因，要把钢筋笼分节处理，一节一节地进行吊装，然后焊接起来。

8）灌注混凝土:桩基施工时，选用的混凝土必须具有抗低温、耐久等性质。因为灌注过程中，温度相对高,所以入模的温度通常保持在0～5℃。灌注时，需通过测锤对孔中混凝土的高度进行测量，及时对导管埋藏的深度进行调整处理，保证其深度大于1 m。通常来说，需保持在2～6 m。灌注施工时，要安排专人进行测深，并全程记录。

3.2锚杆施工

施工工艺流程。锚杆施工工艺流程为:定点→钻机就位→成孔→清孔→锚筋的制作及安装→灌浆。

1）锚杆孔施工:按照填土的性质差异，施工过程中运用与之相匹配的钻机,采取相匹配的施工方法。如果是黏土、粉土、没有黏性的填土，禁止选用坍孔施工方法。如果是冲积土，钻孔操作时，一定要把套管套在所有长度中。完成清孔操作后进行锚杆安装。

2）锚杆孔压力试验:必须确保孔内没有泥浆漏出。完成钻孔后进行压水操作。通常来说，如果孔壁的孔隙超过160微米,就会出现泥浆渗漏，增加大气压后，可能出现较多的泥浆渗漏。假如能够选择黏度不强的水泥浆进行灌孔，应间隔一天后进行二次钻孔，再进行压水处理。

3）锚杆就位:就位操作过程中，速度要慢，且确保平稳。选择合适套管以便减少锚杆受到破坏的可能性。

4）灌浆:在锚杆孔里填上水泥浆。这要求水泥具有较小的腐蚀性，在正常情况下灌到孔内。这些灌入的水泥浆必须泌浆程度低，在凝固过程中不会出现膨胀。

3.3支护结构的监测

监测点布置:由于该基坑的深度较大,因此测点在相临楼侧设置较密，每隔二个护壁桩设置一个位移测点,其他面每隔四个桩设置一个位移监测点。监测点包括水平位移监测点和竖直位移(沉降)监测点。

观测方法:施工前测出各点初值，然后，测出监测点位移,直至桩基础承台垫层施工完毕前，每天测一次。然后每三天测一次，遇恶劣天气需要及时增加监测次数,直至基坑回填完毕。

4结语

桩锚支护结构是排桩与预应力锚索联合支护结构的简称,该支护形式刚度大而变形相对较小，常用于地质条件和周边环境复杂、基坑深度大的基坑支护中。深基坑施工对其支护结构有着较大的影响，如何切实可行地做到在施工中保证支护结构的安全性和稳定性，防患于未然，需要施工中的规范指导以及工程经验的进一步积累。

参考文献:

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[2]钱晓彬.深基坑桩锚支护结构设计与工程应用研究[D].华中科技大学硕士论文,2005.

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[4]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).