深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的機(jī)理分析及工程應(yīng)用

黃小彬

摘? ?要：樁錨支護(hù)是由排樁以及預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)組成的，有著優(yōu)質(zhì)良好的硬度、剛度，并且不容易產(chǎn)生變形。因此，在地質(zhì)條件以及周圍的環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜的情況下，深基坑樁錨支護(hù)作為基坑支護(hù)組織結(jié)構(gòu)，不僅能確保基坑在開挖過(guò)程當(dāng)中基坑的穩(wěn)定程度，并有利于施工的安全。文章對(duì)深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并提出了樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：深基坑;樁錨支護(hù);結(jié)構(gòu);應(yīng)用

1? ? 深基坑樁錨支護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)分析

1.1? 樁錨支護(hù)構(gòu)造的構(gòu)成

樁錨支護(hù)構(gòu)造，是排樁支護(hù)構(gòu)造及預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)整體構(gòu)造相結(jié)合的一種綜合性邊坡防護(hù)施工技術(shù)。具體表現(xiàn)為護(hù)岸排樁是一個(gè)或多個(gè)錨桿（索）支護(hù)體系，屬于超靜定結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定性好，安全性能高，是近年來(lái)深基坑支護(hù)的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

1.2? 預(yù)應(yīng)力錨桿構(gòu)造設(shè)計(jì)

錨桿支護(hù)要既能保證整體的穩(wěn)定性需求，還要滿足設(shè)計(jì)的要求。根據(jù)平衡分析的主要方法，在對(duì)支護(hù)構(gòu)造進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，比如巖土所破壞的面上，全部錨桿均都已達(dá)到最大的抗拉程度，其距離及抗拉程度不許滿足于穩(wěn)定性要求。另一方面，在計(jì)算錨桿在全荷載的作用下的間距和內(nèi)在壓力時(shí)，根據(jù)錨桿的內(nèi)在壓力來(lái)決定錨桿距離。螺栓的內(nèi)在壓力可以用有效數(shù)值的方法及經(jīng)驗(yàn)來(lái)計(jì)算。預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：（1）根據(jù)作用在支護(hù)構(gòu)造上的壓力荷載來(lái)計(jì)算錨桿的距離及內(nèi)在壓力。（2）通過(guò)計(jì)算錨桿的內(nèi)在壓力確保錨桿的有效尺寸包含錨桿截面積及錨桿截面長(zhǎng)度。（3）根據(jù)基坑穩(wěn)定性的要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)錨桿間距及尺寸。從上述（1）（2）來(lái)保證錨桿間距離及尺寸，并且來(lái)檢查深基坑的整體穩(wěn)定性能。

1.3? 腰梁與樁之間保護(hù)面的設(shè)計(jì)

腰梁的合理設(shè)計(jì)，應(yīng)該滿足于預(yù)應(yīng)力錨桿的受力的程度，并確保變形的程度在規(guī)定的范圍內(nèi)。預(yù)應(yīng)力錨索的有效合理設(shè)計(jì)，能保證腰梁的路徑數(shù)值及豎向距離。設(shè)計(jì)中要選擇槽鋼的強(qiáng)度比較高的類型構(gòu)件鋼材，并根據(jù)錨拉預(yù)應(yīng)力的大小車工程度，選擇各構(gòu)件的鋼板厚薄程度。鋼板及槽鋼焊接的合理設(shè)計(jì)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，腰梁橋墩的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證腰梁在同一直線安裝。當(dāng)碰到地下障礙物的時(shí)候，可合理并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整錨桿所在位置及分段放樣垂直的位置，要求斷面應(yīng)在一個(gè)水平線上。作為一般的保護(hù)面層，樁間保護(hù)面層（防水帷幕）一般不計(jì)算，只采用結(jié)構(gòu)規(guī)定厚度的噴射混凝土和掛網(wǎng)片數(shù)量。

2? ? 樁描支護(hù)結(jié)構(gòu)影響要素

2.1? 樁徑變化程度對(duì)樁錨支護(hù)構(gòu)造的影響因素

支護(hù)樁的直徑大小會(huì)直接影響支護(hù)構(gòu)造的強(qiáng)度及剛度和穩(wěn)定性。在樁錨支護(hù)構(gòu)造中，比如基坑深度為158 m，樁的長(zhǎng)度為173 m，樁距離為1.9 m，支護(hù)樁直徑的大小對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響是相對(duì)的。

2.2? 支護(hù)樁間距對(duì)樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響

支護(hù)樁的距離，是影響支護(hù)樁設(shè)計(jì)最主要因素。支護(hù)樁距離也會(huì)影響到側(cè)壓力的再次分配，會(huì)影響到計(jì)算量變化程度。因此，支護(hù)樁間的距離設(shè)計(jì)，會(huì)影響到拔樁支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的整體穩(wěn)定性，有著不可代替的作用。當(dāng)外界約束的條件不改變的時(shí)候，只需改變支護(hù)樁的距離。當(dāng)支護(hù)樁間距分別為1.4 m，1.6 m，1.8 m，2.0 m和2.2 m時(shí)，計(jì)算支護(hù)樁的側(cè)向位移和彎矩。

2.3? 跟蹤桿間距變化對(duì)樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響

錨桿的距離，也會(huì)對(duì)支護(hù)樁穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。螺栓是受拉力的部件，其作用是通過(guò)示蹤劑及土層之間的錨固力保證支護(hù)樁的不變形。

2.4? 預(yù)應(yīng)力對(duì)樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響

錨桿是受拉力構(gòu)件，在其他外界條件下改變錨桿的預(yù)應(yīng)力。當(dāng)取50 kN，80 ukN，100 kN>120 ukN，150 kN時(shí)，計(jì)算支護(hù)樁身的側(cè)向位移和彎矩。

3? ? 深基坑樁錨支護(hù)在施工中應(yīng)用

3.1? 鉆孔

在錨索鉆孔過(guò)程中，應(yīng)核實(shí)錨固段位置，并核實(shí)巖土層厚度。鉆井時(shí)應(yīng)使用清水，泥漿護(hù)壁不應(yīng)使用膨潤(rùn)土。為保證錨固段鉆孔的清潔，鉆孔內(nèi)不得留有泥沙或黏土。在鉆孔過(guò)程中，孔壁應(yīng)平直，孔壁不應(yīng)塌陷或松動(dòng)。一般情況下，鉆孔深度應(yīng)比錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度深0.5～1 m，這樣可以有效避免由于不能徹底沖刷而產(chǎn)生的土屑對(duì)錨桿有效錨固長(zhǎng)度的影響。

3.2? 預(yù)應(yīng)力錨索施工

預(yù)應(yīng)力錨索是針對(duì)施工過(guò)程中，錨索鉆孔可能會(huì)造成水土流失的狀況，錨桿采用“水壓鉆孔法”并結(jié)合管鉆技術(shù)來(lái)施工。鉆孔施工過(guò)程中，一次完成鉆孔、出渣、固壁、清孔等工序，防止塌孔，不留殘土。在人工推進(jìn)到位時(shí)，采用高壓注漿管來(lái)注漿。達(dá)到相對(duì)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行張拉和鎖緊。當(dāng)張拉時(shí)，初張力按軸向張力值的15%設(shè)計(jì)。當(dāng)錨桿的預(yù)應(yīng)力沒(méi)有明顯衰減時(shí)，卸載張力控制力，直至鎖定設(shè)計(jì)軸向張力固定。

3.3? 注漿

灌漿材料為32.5 R普通硅酸鹽水泥，巖體應(yīng)具有良好的抗裂性。灌漿采用二次灌漿技術(shù)。灌漿壓力從孔底開始第一次為0.5 MPa。第二次灌漿應(yīng)在初凝后第一次灌漿液終凝前進(jìn)行，灌漿壓力為1.5 MPa。當(dāng)灌漿硬化后無(wú)法用錨固填充時(shí)，應(yīng)進(jìn)行灌漿。灌漿量不小于計(jì)算量，填充系數(shù)不小于1.1。錨索注漿應(yīng)嚴(yán)格控制注漿水灰比，掌握注漿質(zhì)量。

3.4? 土方開挖

土方開挖時(shí)，一般是分步進(jìn)行的。當(dāng)土石方開挖至地下1 m左右時(shí)，就要停止?jié)仓乐逛摻罨炷恋貕何萘海缓箝_挖至第一根預(yù)應(yīng)力錨索位置，進(jìn)行第一根預(yù)應(yīng)力錨索的施工和張拉。再開挖至第二根預(yù)應(yīng)力錨索位置，進(jìn)行第二根預(yù)應(yīng)力錨索的施工和張拉，最終開挖至設(shè)計(jì)深度。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

樁錨支護(hù)在深基坑工程中的應(yīng)用，可以有效地保證工程質(zhì)量，還能確保工程的順利有效進(jìn)行，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)施工效果。在實(shí)際深基坑工程當(dāng)中，必須對(duì)深基坑的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效的優(yōu)化，嚴(yán)格按照工程項(xiàng)目的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格檢查工程質(zhì)量，加強(qiáng)施工的管理，充分發(fā)揮樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢(shì)，并且減少深基坑工程對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張平.深基坑工程樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D].貴陽(yáng)：貴州大學(xué)，2015.

[2]張泓威.深基坑樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬[D].邯鄲：河北工程大學(xué)，2014.

[3]項(xiàng)坤.合肥某廣場(chǎng)深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形有限元分析[D].合肥：安徽建筑大學(xué)，2017.

[4]劉之才.深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬研究與對(duì)比分析[D].邯鄲：河北工程大學(xué)，2016.

[5]李元?jiǎng)?深基坑樁錨支護(hù)內(nèi)力與變形分析方法及試驗(yàn)研究[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2016.