摘 要：本文主要以我國的某高層建筑工程為例，具體分析深基坑樁錨支護(hù)在其中的應(yīng)用，并通過相應(yīng)的公式計算，詳細(xì)探究深基坑樁錨支護(hù)的受力和變形特征，再針對其受力和變形特點提出相應(yīng)的優(yōu)化建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：深基坑樁錨支護(hù)；受力和變形；建筑工程

引 言

近年來，隨著我國建筑的快速發(fā)展，深基坑樁錨支護(hù)體系在巖土工程中的應(yīng)用也逐漸增多。但是在城市不斷的開發(fā)與建設(shè)下，地下環(huán)境也越來越復(fù)雜，就使得在工程項目深基坑開挖與支護(hù)施工過程中遇到的困難越來越大，而對樁錨支護(hù)性能與質(zhì)量的要求也越來越高。為了提高深基坑樁錨支護(hù)的有效性，加強(qiáng)對基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)與土層之間的關(guān)系，以及樁錨支護(hù)自身受力與變形特征的研究就很有必要，通過樁錨支護(hù)的受力和變形特征等方面的詳細(xì)研究，才能采取科學(xué)的措施優(yōu)化設(shè)計，最終促進(jìn)建筑工程中深基坑樁錨支護(hù)體系應(yīng)用的合理性與安全性。

1 工程概況

某深基坑支護(hù)工程位于城市中心地段，基坑開挖深度在13.16～16.35m之間，地下室3層，基坑面積約在1860m2左右。基坑內(nèi)土層屬于中等硬度土，通過對地質(zhì)條件的勘測，決定本深基坑支護(hù)工程采取樁錨結(jié)合型式，一樁一錨，采用人工挖孔作直護(hù)樁，預(yù)應(yīng)力錨固，二次壓力注漿錨桿。

2 建筑工程深基坑樁錨支護(hù)的應(yīng)用

建筑工程深基坑樁錨支護(hù)施工流程主要包括有灌注混凝土樁施工、錨桿施工兩大方面：

2.1 灌注混凝土樁施工

灌注混凝土樁施工工序如圖1所示。

首先，根據(jù)設(shè)計圖紙圖示尺寸，對固定點或樁位點進(jìn)行檢查，以確認(rèn)無誤后鉆機(jī)就位，并調(diào)整鉆桿，保證鉆頭尖能夠與樁位對準(zhǔn)。其次，進(jìn)行成孔作業(yè)，鉆機(jī)鉆進(jìn)到設(shè)計的孔底標(biāo)高后，提鉆200～500mm并開始泵送混凝土，泵送混凝土的同時注意一定要勻速地提鉆，并始終保持鉆頭低于灌注混凝土面1～2m左右。再次，鋼筋籠吊放，將鋼筋籠通過自備的鉆機(jī)吊鉤吊放入孔內(nèi)，吊放完畢后將鋼筋籠固定，并將孔口清理干凈，以防止混凝土在初凝前孔口掉入虛土[1]。

2.2 錨桿施工

深基坑樁錨支護(hù)體系中的錨桿施工工藝主要為定位→成孔攪拌于孔底→將鉆桿退出→安放鋼絞線→孔內(nèi)注漿→將鉆桿退出→封孔→第二次灌漿（錨桿施工簡圖如圖2所示）。首先，進(jìn)行定位，在土方開挖邊槽后測量標(biāo)高，并于圍護(hù)樁上做好記號。鉆機(jī)準(zhǔn)確就位，并于成孔施工前挖好循環(huán)漿池及排水溝，保證泥漿排放的合理性。在準(zhǔn)備工序完畢后，便可進(jìn)行成孔作業(yè)，成孔作業(yè)時根據(jù)實際的地質(zhì)條件，選擇最適宜的成孔方式。其次，利用型號合理、強(qiáng)度高、檢驗合格的鋼絞線制作成錨桿體。利用制作好的錨桿進(jìn)行注漿，并在注漿結(jié)束后保證注漿體強(qiáng)度在15MPa及以上時進(jìn)行錨桿的張拉、鎖定作業(yè)。再次，再進(jìn)行腰梁的制作和地錨的張拉作業(yè)，腰梁制作時需注意其必須緊貼豎向鉆孔灌注樁。而地錨張拉時，需保證各部位的接觸緊密，鋼絞線完成平直[2]。

3 建筑工程深基坑樁錨支護(hù)的受力和變形研究

當(dāng)建筑工程深基坑壁采用樁錨支護(hù)體系時，其容易因為相應(yīng)的受力作用，發(fā)生三種形式的變形破壞，包括有：個別錨桿或土釘由于抗拔能力不足，被從土體內(nèi)拉出；由于錨桿或土釘長度不足，基坑邊坡土體沿朗肯主動破裂面發(fā)生變形破壞；錨桿或土釘與面層鋼筋聯(lián)接不牢固，導(dǎo)致其與面層鋼筋拉脫。因此，為能保證該建筑工程深基坑樁錨支護(hù)體系施工的安全、合理，于施工全過程中，還要對深基坑樁錨支護(hù)的受力和變形特征進(jìn)行詳細(xì)研究與分析，以保證施工的合理性與安全性。在本工程中，筆者決定選擇Drucker-Prager模型，來對深基坑樁錨支護(hù)的受力與變形特征進(jìn)行分析。

（4）模型有限元分析。根據(jù)Drucker-Prager模型以及開挖模擬的應(yīng)用，筆者結(jié)合先進(jìn)的軟件編制出樁錨支護(hù)體系二維平面應(yīng)變有限元程序，通過此程序的應(yīng)用，可有效分析各種參數(shù)下對支護(hù)體系受力和變形的影響。而在本次建筑工程的研究中，就通過相應(yīng)的室內(nèi)實測試驗來對有限元程序的可行性進(jìn)行分析，通過分析發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)實測試驗與有限元程序的分析無太大誤差，如圖3所示。

4 建筑工程深基坑樁錨支護(hù)體系的優(yōu)化措施

通過嚴(yán)格的分析，筆者認(rèn)為應(yīng)用樁錨支護(hù)體系二維平面應(yīng)變有限元程序，可對本次建筑工程中的深基坑樁錨支護(hù)的受力及變形情況進(jìn)行較為準(zhǔn)確、全面的計算與分析。并通過分析研究，再采用相應(yīng)的優(yōu)化措施對深基坑樁錨支護(hù)體系進(jìn)行合理優(yōu)化，才能確保深基坑樁錨支護(hù)應(yīng)用的有效與合理，不會因受力而發(fā)生嚴(yán)重的變形現(xiàn)象。具體的優(yōu)化措施如下：

（1）支護(hù)樁嵌固深度優(yōu)化。根據(jù)分析得到，若支護(hù)樁嵌入土層的深度不足時，樁體本身就很容易受到周圍土體壓力的影響，導(dǎo)致樁底部受力出現(xiàn)水平位移，從而造成樁體整體偏移。因此，對支護(hù)樁嵌固深度進(jìn)行有效優(yōu)化很有必要，將嵌固深度增加，具體的增加深度，根據(jù)樁底端入土部分不會發(fā)生位移，且轉(zhuǎn)動受到一定限制，樁上部跨間彎矩及變形減少等指標(biāo)進(jìn)行決定。在增加嵌固深度的時候也需注意，深度增加不得太過，若太過其效果也會受到一定的影響。

（2）支護(hù)樁徑及樁間距優(yōu)化。從本次建設(shè)工程的實際情況來看，樁徑的取值不宜太小，若取值太小，則無法進(jìn)行合理的配筋。因此，決定對支護(hù)樁的樁徑進(jìn)行整體優(yōu)化，保證樁徑均在400mm以上。例如，針對埋深在10～12m之間的基坑，可選擇樁徑為400～800mm最佳；而針對埋深在12m以上的基坑，則樁徑應(yīng)選擇在800～1200mm之間最佳。此外，對支護(hù)樁間距的選擇也尤為重要，根據(jù)工程實際，合理的設(shè)計支護(hù)樁間距，對保證樁間土拱效應(yīng)的發(fā)揮，以及規(guī)范樁間土的可能剝落區(qū)域可起到十分顯著的效果。

（3）錨桿的參數(shù)優(yōu)化。基于施工現(xiàn)場土層的性質(zhì)以及錨桿的傾角對錨桿極限承載力造成的嚴(yán)重影響，利用科學(xué)的理念對錨桿參數(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化也很重要。例如，在錨桿長度在一定的范圍內(nèi)時，可通過適當(dāng)?shù)卦黾觾A角，以有效提高錨桿的極限承載力。且需注意的是，為考慮施工成本，在實際的深基坑樁錨支護(hù)施工作業(yè)中，盡量不要以增加錨固段直徑來提高錨桿極限承載力。利用增加傾角的優(yōu)化措施，便可有效的提高錨桿的極限承載力，且該措施還具有經(jīng)濟(jì)理念，實為可行、有效的優(yōu)化手段[4]。

5 結(jié)束語

綜上所述，樁錨支護(hù)做為近年來隨著深基坑工程發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型支護(hù)體系，其由于具備多種優(yōu)勢，在建筑工程項目中也得到了廣泛的應(yīng)用。但是，在實際的應(yīng)用過程中，若深基坑樁錨支護(hù)的施工措施不合理，很容易因受力問題而造成嚴(yán)重的變形現(xiàn)象，這對支護(hù)體系應(yīng)用的合理性與安全性也會帶來影響。因此，在施工時應(yīng)該對樁錨支護(hù)的受力和變形特征進(jìn)行嚴(yán)格分析和計算，再根據(jù)分析結(jié)果采取有效措施進(jìn)行優(yōu)化，才能保證施工不會發(fā)生變形等問題，進(jìn)而也會促進(jìn)整個工程項目的順利施工。

參考文獻(xiàn)

[1]李夢云.深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)施工安全監(jiān)控研究[D].華中科技大學(xué)：巖土工程，2009.

[2]羅偉錦，郁文彬.軟土地區(qū)樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)受力及變形分析[J].探礦工程-巖土鉆掘工程，2011，38（7）：63～65.

[3]劉永權(quán).深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)開挖力學(xué)效應(yīng)及穩(wěn)定性影響因素研究[D].重慶大學(xué)：土木工程，2013.

[4]朱桂春，等.深基坑樁錨支護(hù)體系的受力變形研究及優(yōu)化設(shè)計[J].安全與環(huán)境工程，2012，19（1）：124～128.

作者簡介：周峰（1969-），男，高級工程師，大學(xué)本科，主要從事項目施工和技術(shù)管理工作。