张 永 俊

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)



桩锚支护技术在深基坑中的应用与控制研究

张 永 俊

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

介绍了桩锚支护的技术原理，分析了桩锚支护技术中易出现的问题，从降水作业、钢筋混凝土支护桩、锚索施工等方面，论述了桩锚支护技术在深基坑中的应用，提出了桩锚支护技术的发展方向。

桩锚支护，深基坑，锚索，降水井

1 概述

在高层和超高层建筑施工过程中，由于建筑物的需要，往往对于地基开挖的基础较深，这就使得基坑的侧壁很容易发生滑塌，因此在施工时必须要对基坑采取一定的安全支护技术措施。而桩锚支护技术就是其中很常见的一种，它的基本原理简单来说就是通过在基坑侧壁打上一排竖桩，在水平方向利用锚杆防止竖桩倒塌，这样构成的支护体系就被称为桩锚支护。桩锚支护技术和其他的支护技术或手段相比较，投入成本较低，对材料和空间的节省也十分可观，而且施工难度也相对较小，施工周期较短，最重要的是安全可靠性较高，因此在深基坑的支护中，一般作为首选。随着桩锚支护技术的不断发展和完善，目前出现很多具有革新意义的技术和工艺，更大程度的提升了这一技术的支护能力。

2 桩锚支护技术中容易出现的问题

2.1 外部因素影响设备性能

受外部环境的影响，桩锚设备的支护力和使用寿命会被缩减，首先是基坑中的水离子会对设备，特别是锚杆的杆体进行腐蚀，使其水平支护能力受损，其次是基坑的侧壁土层发生变形时，出现的负摩擦阻力就会使得桩锚松弛，继而减低支护能力。

2.2 设计和计算不够精确

由于在设计时对于环境的考虑不周和计算不够精确，使得桩锚对于荷载的能力不足，产生很大的隐患。另一方面，在施工的过程中，建筑施工没有按照设计图纸进行，临时的结构变动加大了受力负担，也很容易使桩锚受到破坏。即使在施工完成之后建筑使用者的不良行为也会对其产生影响。

2.3 设备和技术缺乏创新

由于建筑行业的不断发展，对于桩锚的支护能力要求也在不断的提高，但是就目前的状况来看，无论是材料、施工工艺和技术，还是相应的辅助软件开发上，更新的速度都十分缓慢，缺乏科技创新能力，已经不能适应时代的发展。

3 桩锚支护技术在深基坑中的应用

3.1 降水作业

为保证基坑开挖的顺利进行，减少地下水对基坑施工的影响，合理布置一定数量的井点降水井，根据地下水的渗透系数和降水深度确定采用降水方法，轻型井点降水和喷射井点降水的降水深度一般为6 m～12 m，管井降水井适用降水深度在20 m以上，地下水渗透量较大的条件，在开挖前施工完，并及时下泵降水。布置井点按照地勘报告和实际参数进行，保证降水效果，根据周围环境和地下管网及建筑物的情况，增加一定数量的回灌井保证地下水的平衡，防止过度降水造成基坑周边不均匀沉降和开裂，通过观察井控制水位变化。

3.2 钢筋混凝土支护桩施工

桩孔施工根据不同的地质条件和现场条件及施工机械和钻孔深度分别采用人工挖孔、长螺旋钻机成孔、潜水钻机成孔、冲击钻机成孔、回旋钻机成孔等，桩位沿基坑周边按设计间距均布，采取隔桩施工，宜在灌注混凝土24 h后进行临桩灌注施工。成孔结束后，利用灌浆架及吊车进行商品混凝土成桩浇筑。

3.3 桩顶冠梁支撑施工

为了保证支护桩的整体稳定性和刚度，沿桩顶设置一道钢筋混凝土冠梁，在应力集中部位处(阳角或阴角)增加部分支撑，形成一个完整的、全方位的支护体系，维持基坑在土方开挖和土体应力释放后基坑外侧土体对基坑的侧向压力，保证基坑的变形在安全范围内。

3.4 锚索施工

锚索施工中与降水井协调施工，避免土钉和锚索位置与降水井位置出现冲突，同时采取措施避免土钉和锚索的浆液进入降水井的滤料内，保证降水井的正常使用。

工艺流程：放线定位→钻机调整就位→成孔→清孔→安装锚索定位→封孔→后台注水泥浆→劈裂注浆→锚索预应力张拉→钢横梁→锚头锁定。

钻孔采用传统工艺进行施工，根据地质情况和土体的特性在成孔时控制好钻进速度，保证成孔质量。成孔倾斜角允许偏差5%，锚孔深度达到设计要求后，立即清孔并按要求安装锚索和注浆，锚索安装前做好防锈防腐处理，自由段锚索涂防腐剂，外套聚乙烯塑料套管内注油脂隔离防护，张拉段锚索也涂防腐剂。锚索采用跟管钻进，隔行跳打措施，以减少对周边建筑物的影响。当孔内水泥浆达到设计强度的75%后方可进行张拉，张拉中对锚索伸长及受力作好记录，当伸长量和拉力变化异常时停止张拉，查明原因再进行。锚索张拉和锁定后发现有明显预应力损失时应进行张拉补偿。锚索紧固头采用OVM-15系列锚具与腰梁连接。锚索与支护桩位置关系图见图1，锚索接头见图2。

4 桩锚支护的最新发展

4.1 新材料应用及推广

桩锚支护技术经过几十年的演变，尤其在当今国家提倡快速发展城市地下综合管廊工程，深基坑支护技术在不断地创新，新技术、新工艺、新材料广泛的应用在深基坑领域，科技的发展为其提供了更加可靠的技术保障，工业化、可回收、低成本成为一种发展趋势。比如具有再生能力的高性能陶瓷材料，具有更高强度和韧度的复合型钢材，能够减少腐蚀作用的聚氨酯防水涂料，混凝土构件粘贴碳纤维等等，这些新型材料的应用，使得桩锚支护技术在深基坑中的应用更加成熟，使得人类能够更好更安全充分利用地下空间提供可靠的保障。

4.2 多元化设计软件的运用

地下工程有诸多不可预见的东西，为了预防在实际施工中出现突发事件，通过一系列高科技设备和计算程序对不同地质条件下的受力和应变进行分析研究，通过模拟试验，计算出各种技术参数，然后利用BIM三维建模技术进行演示，实现可操作性。

4.3 精密的数据监控仪器

目前在建筑行业，建筑设备管理自动化系统(BAS)的应用为工程的监控和管理提供了良好的技术支撑，尤其在地下深基坑施工中显得尤为重要和关键，通过对土体结构变形的监测，针对性的进行预防和采取措施，帮助工作人员对桩锚支护的性能进行分析，更好的做好质量的控制。

5 基坑监测实施

监测工作为基坑信息化施工提供各种参数，基坑施工总是从点到面，从上到下分工况局部实施。基坑工程监测不仅即时反映出开挖产生的应力和变形状况，还可以根据由局部和前一工况的开挖产生的应力和变形实测值与预估值的分析，验证原设计和施工方案正确性，同时可对基坑开挖到下一个施工工况时的受力和变形的数值和趋势进行预测，并根据变形实测和预测结果与设计时采用的值进行比较，必要时对设计方案和施工工艺进行修正。

6 结语

随着桩锚技术的不断完善，在深基坑施工中凸显优势，减少了大量水平支撑的应用，简化了施工工序和降低了施工成本，避免了在施工期间拆撑和倒撑发生的工期延长和费用增加，保证施工作业空间。与基坑开挖进度同步进行、同步完成，具有很好的使用和推广的价值。而且就性价比来说，这一技术具有很好的经济效益。因此，在进行深基坑的施工时，要预先考虑桩锚支护技术，严格按照规范进行操作，做好事前的设计和计算，详尽的考虑各项影响要素。同时，要运用新的材料和施工工艺，重视设计软件的作用，应用精密的监控设备，防范风险的发生，更好的保障质量。

Study on application and control of the pile-anchor supporting technology in deep foundation

Zhang Yongjun

(Shanxi2ndConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The paper introduces pile-anchor supporting technology principles, analyzes problems easily occurring in pile-anchor supporting technology, discusses the application of pile-anchor supporting technology in deep foundation from aspects of precipitation well operation, steel reinforced concrete supporting pile, and anchor cable construction, and finally puts forward the development tendency of pile-anchor supporting technology.

pile-anchor supporting, deep foundation, anchor cable, precipitation well

1009-6825(2016)13-0079-02

2016-02-28

张永俊(1973- )，男，工程师

TU463

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