摘要：随着时代的进步和经济的发展我国基础建设步伐日益加快，做好相应的工程建设可以有效促进我国经济的再一次提升，可以让我国的建设行业得以进步。在进行建筑工程建设中，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，对建筑工程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
前言：随着我国城市化进程的加快，在土地资源有限的情况下，地下空间利用得到了快速发展，同时也使得基坑深度不断加大，而由于城市环境条件、工程地质条件、水文地质条件的复杂性，给建筑工程深基坑支护工程带来了巨大挑战。超深基坑支护体系不仅要满足强度控制要求，更重要的是随开挖深度的增加，基坑水平变形控制难度加大，而过度的水平变形将引起基坑外地表沉降范围、沉降量的增加，对基坑外建筑物、管线及道路等的安全构成威胁。
1深基坑桩锚支护结构受力和变形特性
通过对深基坑桩锚支护结构的受力分析，以及变性特征的探究，可以更好地提升其应用效能。本文所进行的计算分析的土压力模式所采用的是Teshebotarioff模式，其土压力与土体位移息息相关，其均根据实验值进行确定。
1.1分步开挖受力和变形特征
通过计算分析，依照相应的支护情况，我们假定对于基坑的支护采用的是三层土锚，这时候所取定的m值(被动区采用“m”值法)，其数值为6000kN/m4，开挖通过4个步骤进行，前三步中每次超过0.5m，开挖之后进行土锚施工，2－3天之后进行预应力施加[1]。在进行试验模拟过程中，第一步计算主要是悬臂梁，第二步主要是梁上施作第1层土锚，第三步主要是开挖后施作第1、2层土锚，第四步开挖之后施作1－3层土锚。通过表中所进行的测试，我们可以看出，支护桩顶位移所进行的计算值，与测试值相比极为吻合，其所计算的结果也更加有效。依照相应的开挖情况，我们可以发现，每进行一步开挖，其对应的就是支护桩位移的增加，在第一步开挖过程中，其位移的增幅最大。因此，在进行实际工程开挖过程中，需要注重做好第一步开挖的深度控制，防止位移产生的过大。土锚的作用情况对于弯矩和剪力会产生影响，两者会产生突变，土锚的作用对于弯矩的影响是促使其最大值变小，其支护结构的产生也更加均匀。分步开挖过程中，土压力会产生相应的变化，这就会让支护位移产生变化，土锚通过受力的不断调整，让同一层土锚在进行不同步骤开挖过程中产生不同的力，并呈现出增大的趋势。
1.2支护桩刚度对支护桩位移的影响
支护桩刚度体现在桩的直径、桩身混凝土强度等级一定时，直径越大，刚度就越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分别进行了支护桩直径为0.7，0.8，0.9，1.0，1.1，1.2m时的位移计算[2]。结果表明:支护桩的刚度越大，支护桩的位移越小；但是桩径在0.9m以后，这种趋势并不明显。在实际工程中，为了维持超深基坑的稳定，可适当增加支护桩的刚度。
1.3优化土锚位置
在桩锚支护结构中，土锚对支护结构的变形产生很大影响:当基坑开挖7.0m，无土锚作用时，基坑位移达369mm，可能引起基坑周边建筑物破坏；当有一层土锚作用时，位移只有33.51mm；当土锚插入深度为5.0m，基坑开挖达14.0m时，基坑无法稳定。因此，在桩锚支护结构中土锚对位移的控制起关键作用。对于某一基坑而言，土锚有一个最佳布置方式，以使支护结构的受力和变形处于最佳状态[3]。在本次设计的3层土锚中，第2，3层土锚的影响相应小一些。因此，限于篇幅，本文土锚位置优化，主要针对第1层土锚的位置进行。第1层土锚离支护桩顶距离越小越有利于支护桩位移的减小，相应锚固力较小且3层土锚锚固力分布均匀(方案Ⅱ)，但最大弯矩和最大剪力比较大。方案Ⅰ是土锚沿基坑深度方向均匀布置，其支护结构位移较Ⅲ，Ⅳ方案小。就支护结构受力而言，第1层土锚离支护桩顶距离越大其值就越小。因此，工程实际中土锚的布置应从结构的位移和工程造价综合考虑以达到优化。
1.4被动区不同m值对支护桩位移的影响
深基坑内的土质不同，在进行m值选取的时候就需要进行综合评定。本次试验中主要是对m值为12000、10000、8000、6000kN/m4时的支护桩受力和位移进行计算。通过相应的计算，我们可以看出，被动区的抗力，也就是m值，对于支护桩的位移情况影响较大，但是，如果m值过高的情况下，其增大m值支护结构位移减少的情况则不够明显。如果土质较为松软，那么m值就会较低，这时候支护结构在同等条件下增大m值对于位移的减少就会比较明显。
2基坑桩锚支护结构变形、受力的测试和监测
2.1土锚测试
土锚抗拔试验主要进行了锚身钢筋应力计测试和抗拔力的测试。结果表明:工程锚杆，一般锚固力在400kN以内，锚土截面位移<6.0mm；在正常使用阶段，土锚锚固段内钢筋应力随深度增加而迅速减小。
2.2土压力测试
目前主动区土压力的模式较多，主要有:(1)Coulumb和Rankine土压力，它们无法考虑土锚的作用；(2)Terzaghi-Peck土压力，可应用于有内支撑的板桩墙支护计算；(3)Techbotarioff土压力。以上模式有各自的优点和不足[4]。因此，为了调查本基坑土压力的模式，在S-3点预埋土压力盒进行土压力测试。土压力盒埋设:在S-3监测点正护坡桩后1.0m处钻孔，利用预制结构将土压力盒埋设于钻孔中预定位置，用干砂回填、密实，沿基坑深度间隔2.0m埋设。其土压力分布模式与Techbo-tarioff土压力类似。这也说明，此土压力模式可反映多根土锚的支护作用，而此种作用下的土压力与土体位移有关。
2.3现场基坑监测
现场监测从1997年1月17日～9月17日。基坑周边支护结构水平位移发展。在S-3点进行支护桩沿深度方向的水平位移监测(测斜)。在此支护条件下，基坑周边最大水平位移为31mm，土压力测试位置所在的S-3点的位移为28.0mm，最大沉降值为5.3mm。基坑周边环境在开挖过程中未发生破坏
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]项坤. 合肥某广场深基坑桩锚支护结构受力变形有限元分析[D].安徽建筑大学，2017.
[2]原瑞杰. 深基坑桩锚支护结构的应力变形分析[D].河北工程大学，2016.
[3]李静. 黄土地区深基坑桩锚支护受力与变形规律研究[D].西安科技大学，2014.
[4]胡贺松. 深基坑桩锚支护结构稳定性及受力变形特性研究[D].中南大学，2009.
论文作者:田少飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/19
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