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【摘要】为减少桩体受力与变形，桩-锚支护体系在基坑支护工程中大量应用，获得了显著的经济效益。桩锚支护体系是在排桩的基础上给予桩体一定的预拉应力，以抵消坑壁土体的土压力，减少基坑变形，同时由于锚索给予桩体的水平应力使桩体本身力学性质发生改变，受力形式由悬臂结构变为简支结构体系，桩体自身的剪应力与最大弯矩大大减小，对于桩体受力情况进行了很大的改善。在实际施工中，由于对此工艺了解不足，经常造成基坑坍塌事故，本文通过包头地区某一基坑坍塌工程进行事故原因分析，并对该地区类似基坑施工过程提供一定的经验。
【关键词】基坑工程；桩-锚支护；结构失稳
1、引言
桩-锚支护结构体系的主要特点是采用锚杆（索）代替内支撑结构，同时给桩体施加预应力，通过埋设在地层中的锚杆（索），将结构物与地层紧紧的联系在一起，依靠锚杆（索）与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力，减少桩体的位移与内力，以保持结构物和土体的稳定。桩-锚支护结构支护体系主要由护坡桩、土层锚杆（索）和冠梁组成，他们之间相互联系、相互影响、相互作用，使整体围挡结构形成一个有机整体。本文主要针对中国内蒙古包头地区某一桩-锚支护工程坍塌的事故，对该事故原因进行分析，并对桩-锚支护的实际工程应用进行相应探讨。
2、工程概况与基坑支护设计
该工程位于内蒙古包头市区，某基坑工程采用桩-锚支护体系，桩体采用钢管桩，桩顶标高1.5m，桩顶上部采用1：1放坡挂网喷锚，开挖区域西部为二层建筑物，条形基础，基础埋深为1.5m，距离基坑边缘为2m，土层参数如下表1所示。水位埋深9.0m-10.5m，基坑开挖深度为6.0m，设计钢管桩桩长为7.5m，见表2，间距50cm，嵌固深度为3.0m，悬臂为4.5m；自然地面下3.0m采用預应力锚索设计，其工艺如下：将[18槽钢（预打穿孔）、利用单孔锚头将槽钢锁定于面板上。倾角15度，设计值为150KN，锁定力为100KN，锚索水平间距为1.5m，锚索长21m，其中自由段6m，锚固段15m，采用两束1860（2s15.2）钢铰线。
锚孔水泥浆配比：W/c=0.45，二次劈裂注浆工艺，浆体强度不低于20MPa。桩间面板为现场喷细石混凝土而成，砼强度为C20，厚度为5cm，中间挂6.5@250mm×250mm编织钢筋网，外配Φ14横向加强筋相连，并压住钢管桩。
表1：土体物理力学参数表
层号 土类名称 层厚
m 重度
（kN/m3） 粘聚力
（kPa） 内摩擦角
（度） 与锚固体摩擦阻力（kPa）
1 杂填土 1.50 16.5 0 15.0 20
2 粉土 10.0 17.3 19.5 22 80
表2：钢管桩主要参数表
桩径 钢管直径
（mm） 壁厚
（mm） 桩顶标高（m） 桩长
（m） 嵌固深度
（m） 中心距
（m）
φ159 159 4.50 -3.0 7.5 3.0 0.5
3、局部结构失稳分析
基坑开挖至底部时，部分支护区域发生失稳破坏，桩体断裂，为防止附近楼梯开裂，基坑迅速回填。如图2，图3所示。
对于本次基坑事故，主要由以下原因造成：
（1）施工开挖速度过快，最后一步直接开挖3.0m，局部桩间锚喷不到位；
（2）开挖后当夜连降暴雨，造成坑底土体从桩间流出；
（3）钢管桩采用震动打桩插入土体，钢管桩焊接质量较差，焊接部位桩体强度远远小于正常桩身强度，造成桩身强度偏低，未能满足设计要求，如图4所示；
（4）预应力锚索施工过程出现重大安全质量隐患：锚杆成孔过程中，由于土体内部空隙较大，循环水大量积于土体内部，水无法正常排除，造成土体力学性质的改变，土体的内摩擦角 值和粘聚力 减小，土体抗剪力随之减小，与勘察报告中土体力学性质指标不符，结构安全储备降低；锚索注浆过程未采用二次压力注浆工艺，本次工程二次高压注浆可使土体粘结强度提高50%，施工时却并未采用，由于土体内积水，造成土体与锚固段粘结力降低。事故发生时，锚索并未被拉断，而是整体拔出，造成实际工程中设计抗拉力远远大于的抗拔力，如图5所示。
4、结论
（1）基坑开挖速度应进行合理控制，并在开挖完毕后及时进行桩间喷锚作业；
（2）在基坑底部和上部增设排水沟，避免雨水对基坑的冲刷作用；
（3）钢管桩施工时应保证焊接质量，保证桩体本身达到设计强度要求；
（4）锚索成孔应采用套管跟进施工工艺，施工时保证钻机成孔正常水循环，孔内不得大量积水，锚索注浆采用二次压力注浆，以增加锚固段的抗拉力。
【关键词】基坑工程；桩-锚支护；结构失稳
1、引言
桩-锚支护结构体系的主要特点是采用锚杆（索）代替内支撑结构，同时给桩体施加预应力，通过埋设在地层中的锚杆（索），将结构物与地层紧紧的联系在一起，依靠锚杆（索）与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力，减少桩体的位移与内力，以保持结构物和土体的稳定。桩-锚支护结构支护体系主要由护坡桩、土层锚杆（索）和冠梁组成，他们之间相互联系、相互影响、相互作用，使整体围挡结构形成一个有机整体。本文主要针对中国内蒙古包头地区某一桩-锚支护工程坍塌的事故，对该事故原因进行分析，并对桩-锚支护的实际工程应用进行相应探讨。
2、工程概况与基坑支护设计
该工程位于内蒙古包头市区，某基坑工程采用桩-锚支护体系，桩体采用钢管桩，桩顶标高1.5m，桩顶上部采用1：1放坡挂网喷锚，开挖区域西部为二层建筑物，条形基础，基础埋深为1.5m，距离基坑边缘为2m，土层参数如下表1所示。水位埋深9.0m-10.5m，基坑开挖深度为6.0m，设计钢管桩桩长为7.5m，见表2，间距50cm，嵌固深度为3.0m，悬臂为4.5m；自然地面下3.0m采用預应力锚索设计，其工艺如下：将[18槽钢（预打穿孔）、利用单孔锚头将槽钢锁定于面板上。倾角15度，设计值为150KN，锁定力为100KN，锚索水平间距为1.5m，锚索长21m，其中自由段6m，锚固段15m，采用两束1860（2s15.2）钢铰线。
锚孔水泥浆配比：W/c=0.45，二次劈裂注浆工艺，浆体强度不低于20MPa。桩间面板为现场喷细石混凝土而成，砼强度为C20，厚度为5cm，中间挂6.5@250mm×250mm编织钢筋网，外配Φ14横向加强筋相连，并压住钢管桩。
表1：土体物理力学参数表
层号 土类名称 层厚
m 重度
（kN/m3） 粘聚力
（kPa） 内摩擦角
（度） 与锚固体摩擦阻力（kPa）
1 杂填土 1.50 16.5 0 15.0 20
2 粉土 10.0 17.3 19.5 22 80
表2：钢管桩主要参数表
桩径 钢管直径
（mm） 壁厚
（mm） 桩顶标高（m） 桩长
（m） 嵌固深度
（m） 中心距
（m）
φ159 159 4.50 -3.0 7.5 3.0 0.5
3、局部结构失稳分析
基坑开挖至底部时，部分支护区域发生失稳破坏，桩体断裂，为防止附近楼梯开裂，基坑迅速回填。如图2，图3所示。
对于本次基坑事故，主要由以下原因造成：
（1）施工开挖速度过快，最后一步直接开挖3.0m，局部桩间锚喷不到位；
（2）开挖后当夜连降暴雨，造成坑底土体从桩间流出；
（3）钢管桩采用震动打桩插入土体，钢管桩焊接质量较差，焊接部位桩体强度远远小于正常桩身强度，造成桩身强度偏低，未能满足设计要求，如图4所示；
（4）预应力锚索施工过程出现重大安全质量隐患：锚杆成孔过程中，由于土体内部空隙较大，循环水大量积于土体内部，水无法正常排除，造成土体力学性质的改变，土体的内摩擦角 值和粘聚力 减小，土体抗剪力随之减小，与勘察报告中土体力学性质指标不符，结构安全储备降低；锚索注浆过程未采用二次压力注浆工艺，本次工程二次高压注浆可使土体粘结强度提高50%，施工时却并未采用，由于土体内积水，造成土体与锚固段粘结力降低。事故发生时，锚索并未被拉断，而是整体拔出，造成实际工程中设计抗拉力远远大于的抗拔力，如图5所示。
4、结论
（1）基坑开挖速度应进行合理控制，并在开挖完毕后及时进行桩间喷锚作业；
（2）在基坑底部和上部增设排水沟，避免雨水对基坑的冲刷作用；
（3）钢管桩施工时应保证焊接质量，保证桩体本身达到设计强度要求；
（4）锚索成孔应采用套管跟进施工工艺，施工时保证钻机成孔正常水循环，孔内不得大量积水，锚索注浆采用二次压力注浆，以增加锚固段的抗拉力。