深基坑支护桩加固技术的应用分析

深基坑支护桩加固技术的应用分析

樊江渝

中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司

摘要：随着社会经济的快速发展，社会各项基础工程建设速度也不断加快。深基坑支护桩加固技术作为建筑基础工程中重要组成部分，直接影响到工程的整体施工质量，因此要求施工人员给予高度的重视。本文结合工程实例，分析在工程建设中深基坑支护桩加固技术的应用策略，以期为相关工程项目提供一些有价值的参考。

关键词：深基坑；支护桩；加固技术

0.引言

深基坑支护桩加固常见于高层建筑以及公路桥梁基础工程中，支护桩的作用主要是保证基坑施工的安全，并且有利于施工材料的运输，尤其是对于一些淤泥土质区域，支护桩还能够起到防止山体滑坡的重要作用，进一步保证基坑周边的建筑物安全以及地下管道的正常使用。

1.工程概况

某高层建筑总共有36层，其中地下室有3层，占地面积为34257m2，建筑的主体结构为框剪结构，基础支撑部分使用的是钻孔灌注桩，建筑基坑总体呈长方形，其中基坑的长为60m，长为420m，深度为13m，深基坑支护桩采取多种方式，包括人工挖孔桩、预应力锚杆、土钉墙等，深基坑开挖的工程周期为2.5年，基坑支护主要是使基坑开挖过程中开挖区域能够得到加固，增加预应力，在深基坑支护桩施工过程中，要求对基坑支护的情况进行全面的监测。该高层建筑的周边环境为：背北面为城市主干街道，基坑开挖过程中城市管线的影响最大，基坑距离最近的城市地下管线的距离为20m，西面同样为城市主干街道，而难免则为城中村，民房十分密集，且均为5至8楼多层房，桩基深度为2m到5m，东面为空旷的绿化带。

2.施工区域的地质及水文情况

本次施工区域均属第四系人工填土，其中：

（1）硬化区域的地面为混凝土构成，为原物流园内场地，混凝土层的厚度为0.2～0.4m；

（2）杂土区，以粉质淤泥层为主，并且还有少量的砂石，砂石的密度较低，呈松散状，杂土区的厚度为1.0～7.7m；

（3）填筑区，后续填筑的路面也以粉质黏土为主，为了保证填土的厚度，在填土时加入了少量的碎石、角砾。填土区经过压路机碾压，密度较实，厚度为4.1～6.6m。

该区域的地下水为孔隙水，且该区域的降水天数较多，雨水与地下黏土混合形成淤泥质黏土，本次开挖区域的土质并不具备地下水储备的条件。

3.方案设计

3.1对撑方案

本次施工区域的西面与北面均靠近城市主干街道，因此在基坑开挖时考虑在西侧与北侧进行排桩支护，但是由于基坑的长宽尺寸较大，形成的对撑体系较为复杂，与基坑内主体建筑施工交叉较多，所以在前期设计时不考虑使用对撑方案。

3.2锚杆方案

在开挖区域的支护桩上设一排锚杆，沿开挖基坑纵向每隔3m的位置增设一根锚杆，目的是巩固基坑。该方案的优势在于纵向锚杆的施工比较简单，因此施工速度较快，且占用的场地较小，在实际施工时可以将锚杆的布设与基坑的开挖同时进行，但是该方案的缺点是施工交叉部分较多，在施工过程中容易出现坍塌的事故，且工程造价较高。

3.3拉杆+锚固定方案

该方案主要是在排桩的桩顶加设钢筋混凝土盖梁，在盖梁上按照一定的间隔设施混凝土拉杆以及锚定板。该方案的优点在于施工速度快，能够与基坑的开挖同时进行，不用单独设置工期进行固定施工，工艺简单，且整体造价也较低，将该方案与锚杆方案相比，能够节省大约60%的资金，经济效益显著，所以在本次深基坑支护桩加固方案的选择中，采用的就是该方案。

本次深基坑第一次加固，主要针对南面民房较密集的区域进行加固，防止基坑开挖对周边土壤的承载力造成改变，通过拉杆架设支撑梁顶面的方法，将支撑梁的顶面设在-9.5m处，为了减少开挖作业对支撑梁的影响，采取人工挖孔的方式，将南北基坑定金，在两个支撑梁的中间，架设一牛腿，形成三角支撑结构，三角支撑共设有13道，间距为10m。

第二次加固主要分为两部分，对于北面与西面两处支撑需求较高的地方，要对所有的预应力锚杆进行检测，确保锚杆的预应力大小满足要求，鉴于基坑开挖周期为2.5年，因此要实行一年一检，对锚杆预应力进行重新评估。将一些失效的土钉墙全部更换为预应力锚杆，并使用拉索固定，拉索使用高强度钢绞线。在基坑的南面，基坑顶面的位移发现有增大的趋势，说明三角支撑的作用没有发挥完全，需要采取进一步的加固。因此第二部分的加固就是将支撑改为钢结构的水平支撑形式，通过在中间设置多个钢格，使用强度高的钢管进行支撑，为了确保第二次支撑的梁面不发生位移的现象，在钢管的上方增加预应力，并将预应力的大小控制在800KN。在两次加固过程中，要对西面道路进行封闭，禁止车辆通行，背面的居住人员转移到安全地带，防止坍塌事故造成人员伤亡的情况。

3.4施工注意事项

在深基坑支护桩施工过程中，常见的施工问题包括基坑出现管涌、流沙等情况；支护出现开裂、沉降；开挖过程中地下障碍物妨碍基坑支护作用的发挥等情况，因此，在开挖过程中，为了保证深基坑支护的顺利进行，要事先制定应急预案，及时发现工程中的异常情况，并进行跟踪与监测，已验证方案是否有效。

具体预防上，要做好以下工作。首先，为了保证基坑的止水质量，要求在基坑的开挖过程中就做好防漏工作，在止水桩的施工前，一定要将周围的障碍物清除完全。其次，在基坑开挖过程中，还要做好桩间土的防护工作，如果坑内积水严重，应将水处理完全，还要做好桩间土的防护工作，如果坑内积水严重，应将水处理完全，然后将漏水区域进行封堵，对于大面积漏水的情况，首先要查明原因，从源头上将漏水情况解决掉，为了保证深基坑支护桩加固的质量，要求所有施工人员严格按照相应的规范进行施工，工作坑周边5.0m范围应严禁堆在开挖土壤以及钢筋、混凝土等施工材料；施工人员在进行支护施工时，一定要严格按照设计人员给出的设计方案进行，避免施工个人主观错误施工；当所有桩体的强度到达设计强度的70%以上，才能进行土钉墙施工，支护的稳定性；实际施工中还应进一步勘查施工区域的土质情况，如果发现开挖区域的土质与先前勘查的资料不符，应及时将此情况告知设计部门，以便设计部门能够根据现有的图纸情况调整支护加工方案，提高施工质量。

4.应用效果

本次工程历时21月完成深基坑支护施工，明显低于设计的2.5年（30月）计划时间，后续监测结果显示，基坑出现少量的沉降以及水平位移的情况，北侧出现两个点的位移，最大位移量为20mm，在位移允许的范围，由于南面存在大量的民房，考虑到居民的安全，后续监测中对南面进行了全面的检查，并制定了紧急预案，监测报告显示，南面的建筑物最大沉降达到59mm，但是最大沉降差却小于10mm，小于千分之一的规定，这表明第二次加固起到非常大的作用，但是考虑到沉降呈现出加剧的情况，因此建设单位需要定期对支护结构进行检查，进行必要的锚杆加固加强措施，以防止大面积沉降事故的发生。

5.结语

在现代高层建设中，深基坑支护桩加固技术对保证基坑开挖的顺利进行、提高建筑施工安全性上有重要意义。因此在实际施工中应做好深基坑支护加固的设计与施工管理，以提高工程建设的整体质量。

参考文献

[1]李明星.基坑支护体系优化设计分析及应用[D].昆明理工大学,2006.

[2]曹剑波.深基坑桩锚支护及工程应用研究[D].中国地质大学,2010.

[3]吴洋.基坑支护的优化设计与应用研究[D].南京大学,2013.