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摘要：在进行工程建设中，深基坑桩锚支护结构的应用效能再一次淋漓尽致体现出来。桩锚支护结构主要包含护坡桩、冠梁、腰梁、锚杆、锁口梁等部分。在基坑地下水位较高的情况，锚桩支护结构的应用可以有效防止地下水渗透，与水泥土墙互相配合应用，可以有效提升工程建设的质量，优化工程的可靠性。因此，对深基坑锚桩支护结构受力和变形特征进行分析研究，让其在深基坑工程建设中得到更好的应用，让其价值得到最大程度的发挥就显得非常重要，这应当成为工程建设中非常重要的工作内容之一。
关键词：建筑工程；深基坑桩锚支护；受力；变形；研究
前言
桩锚支护体系主要由护坡桩、土层锚杆、腰梁和锁口梁4部分组成，在基坑地下水位较高的地方，支护桩后还有防渗堵漏的水泥土墙等，它们之间相互联系、相互影响、相互作用，形成一个有机整体。目前，国内外深基坑开挖深度从几米到几十米，桩锚支护结构在基坑支护中得到了广泛的应用，获得了显著的经济效益。但是，其中也有很多失败的教训。例如。武汉地区的火炬大厦、威格大厦等工程基坑，在开挖过程中发生过不同程度的护坡失稳现象，既贻误了工期，也造成了巨大的经济损失。因此，为了提高基坑支护设计水平，对桩锚支护结构支护效果的影响因素进行综合分析研究是非常必要的。
1桩锚支护体系的工作原理及特点
桩锚支护体系是深基坑支护结构中非常重要的支护体系，通过体系的工作原理促使桩锚支护结构产生强大的支撑力。桩锚支护体系中土压力作用在支护桩上，传递给锚杆;锚杆受力后通过自由段的变形将力传递给锚固段。因为锚固段与土层锚固在一起，所以两者之间的摩擦力就能够达到较好的传递效应，把荷载传递给周边土体，达到基坑稳定的效果。桩锚支护体系主要是通过护坡排桩与单锚和多锚之间的配合达到一种较好的支护作用，形成一种有效的支护形式。其所具有的特点是其他支护结构所无法比拟的[1]。桩锚支护结构体系具有较好的稳定性，其主要是通过锚杆锚固段与土层之间的摩擦力，以及支护桩嵌入土层之后所形成的支撑力来达到整个结构的支护作用，同时也提供了支护结构强大的稳定性。也正是因为桩锚支护结构的稳定性较好，促使其在应用过程中具有极为可靠的安全性能，能够为相对复杂的工程建设，以及深基坑工程提供安全施工环境，能够为工程地质条件较差提供严格满足工程需要的安全条件。
2 桩锚支护结构受力和变形特性的计算分析
计算分析的土压力模式采用修正Teshebotarioff模式，其土压力与土体位移有关。被动区采用“m”法值。考虑桩土锚的相互作用，计算过程中的土压力模式、土锚的抗拔力与位移有关，均根据试验值确定。
2.1 分步开挖受力和变形特性
计算分析时，按实际支护情况假定基坑支护采用三层土锚，m值取为60001dq^n4。其开挖分4步进行，前3步中每次超挖0．5m，每次开挖后施作土锚，问隔2～3d施加预应力。因此，模拟开挖时，第1步计算为悬臂梁，第2步开挖后在梁上施作第1层土锚，第3步开挖后施作第1，2层土锚，第4步开挖后施作1～3层土锚。
2.2被动区不同m值对支护桩位移的影响
由于本基坑内土层为中等硬度土，因此，分别进行值为12000，10000，8000，6000kN／m4时支护桩的受力和位移计算[2]。结果表明：提高被动区的抗力，即值，有利于减少支护桩的位移，但由于m值较高，这种减少的趋势不明显。当在淤泥质土中进行基坑开挖时，由于其m值较低，加固被动区土体，可以较大幅度地提高被动区的值，对减少支护结构的位移特别有效。采用此方法就是处理深厚淤泥质土基坑支护问题的一个成功例子。
3建筑工程深基坑桩锚支护的受力和变形研究
当建筑工程深基坑壁采用桩锚支护体系时，其容易因为相应的受力作用，发生三种形式的变形破坏，包括有：个别锚杆或土钉由于抗拔能力不足，被从土体内拉出；由于锚杆或土钉长度不足，基坑边坡土体沿朗肯主动破裂面发生变形破坏；锚杆或土钉与面层钢筋联接不牢固，导致其与面层钢筋拉脱。因此，为能保证该建筑工程深基坑桩锚支护体系施工的安全、合理，于施工全过程中，还要对深基坑桩锚支护的受力和变形特征进行详细研究与分析，以保证施工的合理性与安全性[3]。在本工程中，笔者决定选择Drucker-Prager模型，来对深基坑桩锚支护的受力与变形特征进行分析。
（1）模型屈服条件。选择此种模式时，模型的屈服条件为：αI1+J2姨K=0，在该式中：I1代表应力第一不变量；J2代表应力偏量的第二不变量；α和K参数在平面条件下，与材料的c（代表粘聚力）、准值（代表内摩擦角）有关系。
（2）桩与锚杆刚度。将桩假设为弹性梁单元，锚杆采用杆单元模拟，而土采用八节点等单元。通过连续化方法，将桩与锚杆转化成为等效梁的抗变刚度以及等效杆的抗拉刚度。此两者刚度计算方式分别为：①桩刚度。（EI）p=EpIp/s，式中：Ep代表桩的弹性模量；Ip代表桩的惯性距；S代表桩距。②锚杆刚度。（EI）g=EgIg/D1，式中：Eg代表锚杆的弹性模量；Ig代表锚杆的面积，D1代表锚杆的横向间距。考虑到土与结构材料的变形模量之间有较大差异，于2者界面上会产生较大的剪应力，所以为了保证此次模拟的合理性，笔者决定于界面处设置接触单元，本次研究中，主要采用薄层四边形单元。
（3）开挖模拟。基坑开挖属于释放荷载的一种方式，开挖时挖出单元的作用力消失，土体逐渐失去平衡，从而会导致土体出现变形，而每开挖一步的开挖荷载可按照以下公式进行计算：{F}=mi1Σ乙e[B]T[σ]dxdy，式中：m代表某步被挖去的单元数；[B]代表应变矩阵；σ代表单元应力矢量矩阵。通过上式计算出的开挖边界上的应用，以外荷载的方式加到相应的位置，等于在原有的应力场上再叠加一组反向节点力，这样就可将挖去单元对开挖面的作用力抵消掉。而挖去单元与节点的处理方法主要为：将挖去的单元刚度取值为零，再加挖去的节点固定，使节点固定约束无法对其它结点计算造成影响。
（4）模型有限元分析。根据Drucker-Prager模型以及开挖模拟的应用，笔者结合先进的软件编制出桩锚支护体系二维平面应变有限元程序，通过此程序的应用，可有效分析各种参数下对支护体系受力和变形的影响。而在本次建筑工程的研究中，就通过相应的室内实测试验来对有限元程序的可行性进行分析，通过分析发现，室内实测试验与有限元程序的分析无太大误差。
总结
综上所述，桩锚支护做为近年来随着深基坑工程发展而产生的一种新型支护体系，其由于具备多种优势，在建筑工程项目中也得到了广泛的应用。但是，在实际的应用过程中，若深基坑桩锚支护的施工措施不合理，很容易因受力问题而造成严重的变形现象，这对支护体系应用的合理性与安全性也会带来影响。因此，在施工时应该对桩锚支护的受力和变形特征进行严格分析和计算，再根据分析结果采取有效措施进行优化，才能保证施工不会发生变形等问题，进而也会促进整个工程项目的顺利施工。
参考文献
[1]韩兴蓉.深基坑桩锚支护结构的应用及受力变形分析[J].建材与装饰,2018(02):7-8.
[2]韩健勇,赵文,贾鹏蛟,陈阳,关永平.桩锚支护结构深基坑受力变形及稳定性分析[J].地下空间与工程学报,2017,13(S2):907-914.
[3]闫明慧,闫渊.深基坑桩锚支护结构稳定性及受力变形特性研究[J].湖北工业大学学报,2017,32(05):26-29.