桩锚结构在深基坑支护中的应用分析

摘要：随着社会的发展，建筑建设工程的数量也在逐渐上升，同时因为现代化建筑普遍较高的特点，对基坑的施工要求也在不断强化。为了更好地保障深基坑支护的施工质量，文章分析了桩锚结构在深基坑支护当中的应用。

关键词：桩锚结构；深基坑支护；建筑工程；施工质量；支护形式 文献标识码：A

中图分类号：TU942 文章编号：1009-2374（2016）28-0109-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.055

桩锚支护结构是当前建筑施工中深基坑工程使用较为频繁并且支护效果非常好的一种形式，基本上在所有的建筑工程基坑施工中都有显著的应用效果。但是在实际的施工中，基坑的施工方式以及选型设计层面都有一定的争议，对此研究桩锚结构在深基坑支护当中的应用对于建筑施工而言有着显著的意义。

1 案例工程概况

本文以河北地区岩土工程公司某工程作为研究对象进行案例分析。在这一工程中，基坑的东西宽度大约为65m，南北长度大约为110m，平面图呈现的效果为矩形，整个基坑场地经过征用施工已经平整。初步设计建筑物主要由一栋办公楼、商业裙楼与地下立体停车长三个部分构成。基坑的地表高度为主楼约21m，裙楼约19m。基坑西、北、南三侧均是处于施工阶段的市政道路，建筑东侧有一块其他单位的用地，目前土方的堆积高度约有5m。

2 案例地基条件特点

2.1 案例场地地基结构

本案例中地基主要属于河北地区，其地貌特点主要有以下五点：（1）杂填土层的地埋深度普遍为（0.8±0.3）m，层厚为（0.8±0.3）m，地层主要呈现为稍湿润、褐黄色或杂色、密实、松散等，其主要的土层为素填粉土为主，少数部位能够发现碎石、砖块等；（2）粉土的层底埋深为（4.0±0.2）m，土层厚度为（3.0±0.3）m，粉土土层大多呈现为黄褐色，稍湿润，密实，无任何光泽，干强度低，韧性较弱，布局有砂石物质；（3）粉土夹粉质黏土，层底的埋深为（7.0±0.8）m，土层厚度为（3.0±0.9）m，土层主要呈现为褐灰色，稍湿润，密实，干强度低，韧性弱，布局有砂石；（4）砾砂土层主要呈现为褐黄色，厚度平均为（8.0±4.2）m，局部有圆砾状砂石，砾砂土层在本案例当中的分布情况较为普遍；（5）圆砾土层主要以火成岩为主，其呈现的形状主要为圆形或亚圆形，其磨圆度较高，颗粒的大小并不均匀，最小粒径有2mm，最大粒径有100mm，一般情况下粒径的平均半径为20mm。中密，混粒砂，局部呈现为砾砂状，在此案例中，圆砾的分布状况也较多，其土层的厚度为（9.5±4.2）m。

2.2 水文地质条件

本案例中场地区域内地下水主要为潜水类型，这一种类型地下水主要呈现在粗砂、圆砾层以及砾砂层中，其稳定的水位埋深长度为（11.0±0.6）m。

3 基坑施工流程

在本案例中，基坑施工过程中土层中会有大量的水，这些水甚至会从锚索孔中渗出，给支护工程造成较大的施工难度。按照土层含水量的实际情况也会给支护工程形成相应的危害，本案例施工流程主要可以被分为多个施工阶段。

第一阶段主要是冠梁之前的土钉墙施工，其主要是因为该阶段的开发深度位置是在地下水位之上，并不会形成大面积的渗水，仅仅会从某个含水量较大的位置出现渗水，但是因为土层含水量较大，其渗水问题仍然会导致土钉墙施工较为困难，其施工过程中需要使用加固方式进行处理，在进行现场协商之后，渗水主要是因为建筑周边市政给排水管道的渗漏问题而形成的。

第二阶段主要为锚索的施工，整体而言锚索的施工阶段较为顺利。在对第一排锚索进行施工时，并没有出现任何的流泥、流砂现象；在对第二排锚索进行施工时发生了局部的流泥、流沙现象，尤其是在西北角，其锚索成孔过程中有泥沙的渗漏现象，锚索在施工完成之后，有大量的水从锚索孔位置流出。

第三阶段主要为后排锚索施工，其因为基坑周边的土质情况较为一致，土方在开发过程中，立刻就有水从侧壁渗漏，其锚索的施工难度较大，大量的泥砂从锚孔流出，并形成一定的地面沉降，其基坑内像一个大型泥浆坑，支护结构在施工完成之后，对土层进行干燥施工，最终侧壁没有渗水现象，锚索施工完成。

4 桩锚结构在深基坑支护中的应用

4.1 螺旋钻孔压灌注混凝土桩的施工

螺旋钻孔压灌注混凝土桩的施工工序主要为：（1）钻机进坑组并进行组装检修；（2）试运行；（3）钻桩至设计标高；（4）提高钻泵并输送混凝土；（5）安装钢筋笼；（6）成桩。

施工方法主要有以下三点：（1）桩位的测放。在施工准备阶段明确每一个桩位的位置并进行标号，由技术人员按照图纸保障对应标号准确无误。按照固定点或各类准确的桩位点，依据图纸所指示的尺寸实行检修。在钻机准备就绪之后，调整好钻杆的垂直尺度，并使用钻头尖与桩位点保障垂直方向能够对准。如果发现钻头尖与预设位置有偏离，则需要重新调整，定点稳点，直至钻头尖对准桩位；（2）需要将混凝土泵传输带、钻杆等物品内的杂物清理干净，以免在输送混凝土的过程中导致输送管道堵塞。与此同时，在输送之前，可以在管道线路当中实行打砂浆的方式进行管道疏通。在开钻的过程中，钻头在插入地面超过100mm之后，钻机需要以空转的方式钻洞10余秒后再往下钻，下钻的速度需要保持在平稳、缓慢。在钻进的过程中需要时刻观察地下土层的实际变化状况，并将实际状况与地质勘测的结果进行对比，如果发现有异常状况或钻进时发现有障碍时需要立刻停止工作，并组织相关部门进行协商，明确解决方式之后再开始钻进施工。在钻机钻到设计高度之后，需要将钻头逐渐提高，一般情况在提高500mm时便可以一边提钻一边输送混凝土。在提钻的过程中，需要确保提钻的速度以及混凝土的灌注速度，需要时刻保障混凝土面能够超出钻头1m左右的高度，直至完全提出；（3）安装钢筋笼。需要借助力工将预先制作完成的钢筋笼抬到孔口，使用钻机自带的吊钩将其放入到孔中，并使用振捣器将其放置到钻孔当中，使用水准仪器确保深度能够满足施工要求，然后便可以将钢筋笼固定在预先设计的笼顶高度，确保钢筋笼的垂直高度。在钢筋笼安装完成之后，需要用多名工人将孔口清理干净并保障混凝土在首次凝固之前空洞无任何的漏洞，无任何虚土渗入。

4.2 锚杆的施工

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）钢绞线完成安放；（4）对孔内进行首次注浆；（5）退出钻孔；（6）封孔；（7）第二次灌浆。

其施工方案主要有以下六点：（1）定位锚杆。当土方开始挖掘边槽之后，应当测量标高，并在围栏桩上以拉线的方式进行标记。在确保钻进的位置准确之后，应当保障底座的平整，钻杆的倾斜角度需要使用水平罗盘进行测量，需要将倾斜的角度控制在3°以内，高度不能过超过3cm。在成孔施工之前，需要在场地上完成预先挖掘一排排水沟以及循环浆池，以免导致之后泥浆的“随处可见”而影响施工进度；（2）水泥土地锚使用MD-50型号的钻机实行钻孔成孔。此时，在施工过程中，如果发现有坚硬的硬土层或坚石可以使用冲击成孔，冲击成孔需要在空压机带动的情况下进行，对于其余的土层则使用湿式成孔的方式进行。成孔到预先设计的深度之后便可以进行注浆，并在孔口渗出的泥浆中不含沙粒时，便可以退出钻杆完成钢绞线的放置；（3）制作锚杆。锚杆需要使用7Φ5钢绞线设计制作，所采用的钢绞线强度需要控制在1800MPa以上，钢绞线之间需要用隔离架进行分割，隔离架需要使用Φ6的钢筋焊接制作。隔离架绑扎的距离需要与锚杆端部有800mm的距离。在自由段，钢绞线上需要涂抹一层黄油，并使用塑料的薄膜进行分割。所使用的钢绞线在制作之前需要送至相关部门进行检验，只有在质量检验合格之后才能够继续制作、使用；（4）锚杆的施工中，主要有两次注浆操作。首次注浆操作是常压注浆，在锚杆钻进到一定深度之后便可以进行注浆。在实行注浆之前，需要先使用清水将灌注孔进行全面的清理，并且确保清理效果的前提下进行注浆，注浆的压力需要控制在（0.5±0.1）MPa，并灌注到有大量的浆液渗出位置；第二次注浆主要是在第一次注浆完成之后的两天再进行注浆，注浆的压力需要控制在（2.5±0.5）MPa，第二次注浆的压力一般情况下需要由低到高，普遍情况下在上升至2.5MPa之后需要关掉注浆阀门，并在停止数分钟之后便可以卸掉压力。注浆的浆液主要以水泥浆为主，水灰比一般情况下为0.5，水泥的强度为325#R；（5）张拉与锁定。锚杆张拉锁定在注浆体强度直至15MPa之后，锚具主要为MQ锚具，使用YC-100型穿心式电动油泵、千斤顶增加负荷进行锁定。锁定张拉系统之前需要先进行高度标定，并依据油压表当中显示的数据计算张拉压力的数值。在锁定时，需要使用锚杆拉力机进行核对，保障工程的整体安全性，每一个锚杆在张拉至设计抗拔力的120%之后，便可以放松至70%设计抗拔力作为锁定值；（6）腰梁的制作与地锚的张拉。腰梁必须以贴近竖向钻孔灌注桩为主，主要是使用两根20槽钢，使用铁件焊为一个整体，并在锚头的位置以20cm×20cm×1cm的垫片进行垫高。水泥的地锚在正式张拉之前，使用0.5轴力为主，对地锚实行两次或三次预张拉，并促使各个部位能够充分接触，直至钢绞线平直为止。

5 结语

综上所述，想要保障深基坑的施工质量首要任务便是确保深基坑的设计工作能够顺利完成，保障基坑具备工作能力的前提下控制深基坑的建设成本，强化施工部门的市场竞争力，为施工企业创造更多的经济利益。本案例中说明在地层为砾石层或砂层时，深基坑的施工难度非常大，其使用桩锚结构的支护方式是最佳的施工方案，能够解决砂层当中成孔容易坍塌的问题，从而提高施工效益并减少施工成本。

参考文献

[1] 黄世华， 范小倩， 查志彬.土钉墙结构和桩锚体系复合支护技术在深基坑工程中的应用实例[J] .西部探矿工程， 2013， 25（8）.

[2] 邱洪志， 甄西刚， 乐金朝.桩锚-内撑联合支护结构在深基坑中的应用[J] .河南城建学院学报， 2011， 20（5）.

作者简介：潘存杰（1982-），女，辽宁葫芦人，河北中色华冠岩土工程有限公司工程师，研究方向：岩土工程勘察、地基处理等。