深基坑桩锚支护结构技术创新与工程实践

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:李乐婵
[导读] 现如今,在建筑深基坑工程之中,桩锚式支护结构得到了很好的运用
        李乐婵
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        摘要:现如今,在建筑深基坑工程之中,桩锚式支护结构得到了很好的运用,其在建筑工程之中所发挥出来的作用不容忽视。所以,建筑施工单位务必要得充分的重视起来,建筑施工人员的要依照建筑工程具体情况与特征等,来有效改善深基坑工程之中桩锚式支护结构的运用,从而达到建筑工程企业走向可持续发展的道路。鉴于此,本文主要分析深基坑桩锚支护结构技术创新与工程实践。
        关键词:深基坑;?桩锚支护结构;?技术创新;
         1 桩锚支护结构概述
        该项技术的最早源于20世纪80年代,其被运用在建筑深基坑支护工程之中,桩锚支护结构技术的应用原理实则就是在基坑周边土层开挖面的分层之中打入预应力锚杆的支护排桩来实现锚拉力,相应的便可以将基坑内支撑结构来予以替换,运用平衡基坑周边土体压力的方式来开拓基坑的运用范围。将坑壁土压力支护群桩所存在的内力与位移降低,基坑支护结构体系也会出现变形的情况,那么只要将其控制在一定的数值之内。由冠梁、围檩(腰梁)土层锚杆与支护群桩共同构建而成的桩锚支护结构体系。
        在支护结构体系之中,支护桩可以实现基坑护坡功能,开挖支护桩主要涵盖预制桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等诸多类型。
        土层锚杆锚固体系的作用展现在支护结构来施加水平约束力,从而减小由于支护桩而引发的弯矩力与水平土压力,那么在具体施工的过程之中,借助锚杆产生一定的锚拉力,在设计的时候将锚杆的数量与密度计算出来,腰梁是支护排桩所具备的锚拉力,以此来更好的维持一个稳定化的结构体系。
        土层锚杆,其主要是从岩石锚杆技术发展而来的,土层锚杆结构是通过锚固体、锚杆与锚头组建而成。锚头功能实则等同于之前支护结构题词之中内支撑的支点部位,主要作用为支护结构体系在受到土压力之后来将锚头传输到锚杆之上,锚杆再将这些土压力传递到锚固体之中,相应的构建出锚拉力;以水泥砂浆等材料来构建锚固体,实际上就是将锚杆与土体联合起来,那么锚固体与土体之间所产生的摩擦阻力传输到土体之中,以此来进一步强化土层锚杆来在岩石锚杆技术的基础之上发展来的,土层锚杆结构主要是运用锚固体、锚杆与锚头共同组建而成。
        2 深基坑桩锚支护结构技术创新
        2.1 桩锚支护结构超深施工技术
        得要持续不断的优化基坑设计方案,复合土钉墙+桩锚支护结构联合技术可以实现的支撑深度为31.4m,随即便可以选用超深基坑土钉墙+桩锚支护的新型化技术。
        构建非线性理论模型来进行数值模拟分析,运用Midas软件来构建基坑工程模型,分析研究出基坑开挖变形与稳定性特征,并分析基坑开挖深度针对支护桩体位移与弯矩方面的双重影响、支护桩刚度的变化针对支护桩弯矩和位移方面来进行双重影响、支护桩刚度变化针对支护桩弯矩和位移方面的影响等等。相应的便可以在此基础之上来制定行之有效的技术对策,从而来进一步确保基坑支护结构的安全可靠性。
        2.2 硬塑地层三轴搅拌桩超长施工技术
        本工程三轴搅拌桩的深度为34m,然而目前并没有相关34m深三轴搅拌桩施工方面的实践经验可以借鉴。本次工程所处的天津区域三角洲,其地质特征为地层软、沉积等。在实际试桩的过程之中,三轴搅拌桩的施工水平较低,在同一时期成孔深度要比天津区域高出1/4。

另外在针对第(8)层(砂砾坚土层)施工的过程之中,机械钻头的损耗则比较严重,难以进行下一阶段的钻进施工,最终也无法达到既定的设计成效。
        在根本之上来进一步保障水帷幕桩的水泥掺量与预期设计标准的20%大约相同,那么在实施桩基施工的过程之中,其可以优先选用“两搅两喷”工艺,通过钻孔达到标准高度来及进行提钻,势必会加大水泥用量,从而来严格管理控制提钻的速率,最终来可以更好的确保提钻到桩顶的时候,其中每一根桩的水泥用量与设计标准相符,最终从根本之上来保障桩的成型水平与效率,从而达到止水的目的。
        2.3 特殊情况桩锚支护
        拟建建筑结构边线周边既有建筑地下室,(大约在8.6m),既有地下车库埋深大约为12.0m,那么该建筑基础埋深在16.4m。其所处的环境相对独特,可以优先选用双排桩支护体系、排桩+短锚杆支护体系技术。比如在选用前者的情况下,护坡桩则会伴随有高12.0m的悬臂段,当然这在控制基坑变形的时候尤为不利,更为关键的就是造价也没有后者低。另外在选用后者的时候,管控锚杆长度至关重要,得要将关键点放在地下车库结构的防水层之上,分别从变形控制与经济合理性两方面来分析考虑,应用砖墙构造柱+排桩+锚杆支护体系,桩顶位为-3.0m,自然地面到-3.0m属于砖墙。
        例如:1b—1b剖面,来设计6排锚杆,其中前4排锚杆设计为短锚杆,其中每一根锚固力在80k N,最终统计而来锚固力和1—1剖面设计1排长锚杆锚固力为285k N基本相同。为了预防损坏既有地下室结构,预应力锚杆得要尽量长,前4排锚杆之下倾角度均是通之前的15°变更成20°。该类设计在确保基坑安全的基础之上,来严格管控上部基坑变形,这对于节约工程成本所起到的作用至关重要。
        2.4 支护结构的监测
        针对深基坑工程来分析,基坑变形监测至关重要,基坑变形监测实则为建筑结构施工过程之中或者设计使用年限之内,来针对施工设施、周边环境、地下隐蔽过程、基础结构、建筑物基坑实施检查、观测,基坑监测对象主要为:基坑周边既有道路设施、既有地下管线或者是其他地下设施、基坑土体、基坑底部隆起、地下水、施工情况、自然环境、工程构筑物、基坑支护结构等等。
        由于本工程基坑深度实现-20m,因此本工程基坑为一级基坑。为了可以实时化掌控边坡的动态化变形,确保边坡的稳定性,并及时运用行之有效对策,得要针对基坑支护结构和临近既有道路、建筑来实施变形监测。此次工程所运用到的测量设备,来进行全方位、实时化监测,并委派专业人士来定期予以选差,并进行必要的变形监测。基坑工程仪器监测针对围护结构的顶部位置实施水平、竖向位移,值得注意的就是,还得要针对周边既有建筑分别进行倾斜监测、裂缝监测与沉降监测。
         
        3 结束语
        目前,在现代高层、超高层建筑基础施工过程之中,基坑施工属于难点,当然也是事故频发的工序。桩锚支护结构,实则为排桩+预应力锚杆(索),将其运用在工程之中可以显著改善支护桩的受力情况,从而实现平衡水平土压力的目的。由此可见,本文的研究也就显得十分的有意义。
        参考文献
        [1]刘腾飞.桩锚支护结构锚索对基坑变形的影响[J].散装水泥,2020(04):93-94.
        [2]杨轶涵.基于BIM技术和神经网络的深基坑桩锚支护结构变形预测研究[D].华南理工大学,2020.
        [3]张娇,曹莹.桩锚结构在深基坑支护中的应用分析[J].山西建筑,2020,46(04):60-61.
       
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