【摘 要】：文章介紹了樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑支護(hù)中的成功應(yīng)用，對(duì)施工結(jié)果進(jìn)行了深入分析，從文中可以看出深基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了基坑工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。本文對(duì)類(lèi)似深基坑開(kāi)挖支護(hù)設(shè)計(jì)與施工具有一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】：深基坑、樁錨支護(hù)、抗拔試驗(yàn)、變形觀測(cè)

1.前言

隨著高層建筑的發(fā)展，充分利用地下空間，深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選用受到基坑開(kāi)挖面積、場(chǎng)地的巖土工程性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件等諸多因素的影響。因此，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型具有多樣性和復(fù)雜性。樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)是基于排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的一種改良方法，是通過(guò)剛性支撐和柔性支擋兩種不同支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的組合，通過(guò)設(shè)置單層或多層預(yù)應(yīng)力錨索使排樁坑底嵌固深度顯著降低，沿豎向排樁應(yīng)力分布趨于均勻，并有效減小主動(dòng)側(cè)壓力產(chǎn)生的水平側(cè)移，以保證基坑的安全性[1]。為此，本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

2.工程概況及地質(zhì)條件

2.1工程概況

該工程位于合肥市繁華大道與松谷路交口西南角，地上33層，高120m，框剪結(jié)構(gòu)，設(shè)3層地下室，基礎(chǔ)類(lèi)型為大直徑人工挖孔樁，基坑長(zhǎng)約135米，寬約90米，基坑開(kāi)挖深約14米。

該建筑場(chǎng)地周邊環(huán)境條件較復(fù)雜，場(chǎng)地北側(cè)、東側(cè)緊臨城市主干道，人行道下有電纜、供水、污水、通信等重要市政管線，這些設(shè)施距基坑6-10米不等，場(chǎng)地西側(cè)和南側(cè)為主題公園，距用地紅線僅3m。因此本工程必須進(jìn)行垂直支護(hù)，且應(yīng)嚴(yán)格控制支護(hù)后基坑邊坡的水平位移。

2.2地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地地勢(shì)平坦，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水主要為雜填土中的上層滯水，地質(zhì)情況及支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。

3.1基坑的特點(diǎn)

綜合分析本工程周?chē)鷪?chǎng)地地理位置、土質(zhì)條件，基坑開(kāi)挖深度及周邊環(huán)境條件等多種因素。本基坑具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）開(kāi)挖深度比較深，大面積開(kāi)挖深度達(dá)14m，屬一級(jí)基坑。

（2）場(chǎng)地受用地紅線及施工通道的影響，整個(gè)基坑全部采用樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)垂直支護(hù)。

（3）雖然地基土質(zhì)以粘性土為主，土層滲透系數(shù)不大，但基坑周邊有雨、污水管，需特別注意管線滲漏對(duì)土質(zhì)造成的影響，特別是上層雜填土的影響。

（4）基坑開(kāi)挖深度內(nèi)是具有膨脹性的膨脹土層，土方開(kāi)挖后支護(hù)的及時(shí)性對(duì)基坑的成敗有很大影響。

3.2設(shè)計(jì)方案

由于擬建場(chǎng)地狹小，周邊建（構(gòu)）筑物在基坑施工中不允許發(fā)生較大變形的沉降。經(jīng)多種方案比較，從安全與經(jīng)濟(jì)角度考慮，采用大直徑灌注樁與錨索聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)型式，通過(guò)樁與錨形成復(fù)合體，提高基坑的整體穩(wěn)定性，充分利用了灌注樁剛度好的特點(diǎn)，保證下層土體的整體穩(wěn)定性，典型的支護(hù)剖面如圖1所示。

樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)是一端與圍護(hù)結(jié)構(gòu)（樁）連接，另一端錨固在土體中，將圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的側(cè)向荷載通過(guò)錨索的拉結(jié)作用傳遞到周?chē)€(wěn)定的地層中去。它具有開(kāi)挖工作面開(kāi)闊、工期較短、工程結(jié)束后不必拆除等優(yōu)點(diǎn)。本基坑采用大直徑人工挖孔樁+預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行支護(hù)，樁徑0.9mm，樁長(zhǎng)20.0m，嵌固深度6.0m，樁間距2.0m，內(nèi)置22B22螺紋鋼，錨入冠梁不少于0.5m，樁身和冠梁砼強(qiáng)度等級(jí)均為C30。共設(shè)三層預(yù)應(yīng)力錨索，錨索孔徑150mm，錨索長(zhǎng)度22m、22m、20m，錨索間距同樁間距，傾角15°。

4.位移監(jiān)測(cè)結(jié)果

本工程圍護(hù)體施工、基坑開(kāi)挖和地下結(jié)構(gòu)施工期間實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，嚴(yán)密進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要為支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移，共20監(jiān)測(cè)點(diǎn)，表2列出了最具代表性的3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移結(jié)果，測(cè)量數(shù)據(jù)表明，在基坑開(kāi)挖和使用期內(nèi)，最大水平位移為28mm，基本與計(jì)算值相符，符合規(guī)范對(duì)基坑變形控制的設(shè)計(jì)要求，對(duì)基坑周邊建筑物、管線未造成不良影響。通過(guò)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)位移的對(duì)比，說(shuō)明了樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的可行性。

表2 基坑變形觀測(cè)結(jié)果

從圖2 可以看出，變形計(jì)算值在基坑開(kāi)挖前期較小，在開(kāi)挖后期變形速率明顯增大，而變形實(shí)測(cè)值的變形速率比較穩(wěn)定。這和上層土質(zhì)有較大的關(guān)系，土方開(kāi)挖后，上層較差土質(zhì)的原狀性質(zhì)很容易被各種因素所破壞，土的力學(xué)性能變差，導(dǎo)致開(kāi)挖前期，實(shí)測(cè)的變形值大于計(jì)算的變形值；而由于前期的變形，支護(hù)結(jié)構(gòu)更快的開(kāi)始發(fā)揮作用，導(dǎo)致開(kāi)挖后期實(shí)測(cè)的變形速率要比計(jì)算變形速率要小。但總體來(lái)說(shuō)，在基坑開(kāi)挖到設(shè)計(jì)底標(biāo)高時(shí)，變形實(shí)測(cè)值一般都要小于變形計(jì)算值。

5.錨索抗拔結(jié)果分析

對(duì)錨索的抗拔試驗(yàn)結(jié)果分兩個(gè)方面分析，一是在各級(jí)荷載作用下，錨頭的位移量相對(duì)穩(wěn)定；二是錨頭的彈性變形不應(yīng)小于自由段變形計(jì)算值的80%，且不應(yīng)大于自由段長(zhǎng)與1/2錨固段長(zhǎng)度之和的彈性變形計(jì)算值。錨頭的理論彈性變形量由下式計(jì)算：

式中： ：理論伸長(zhǎng)值（mm）；

N：張拉荷載（N）

L：錨索自由段和張拉工作段長(zhǎng)度（mm）

A：錨索面積（mm2）

E：錨索實(shí)測(cè)彈性模量，取1.95×105Mpa

按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）的有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)抽取了8根錨索進(jìn)行了抗拔試驗(yàn)，試驗(yàn)采用分級(jí)加荷載法，并按錨索軸向最大受拉承載力設(shè)計(jì)值的10%、20%、40%、60%、80%、100%逐級(jí)加荷，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。根據(jù)表2的結(jié)果，本工程所抽查的8根錨索的實(shí)測(cè)位移量均在允許范圍內(nèi)，錨索抗拉力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，受檢錨索受拉尚未進(jìn)入極限狀態(tài)。

從表2、表3可以看出，錨固段長(zhǎng)度相同而自由段長(zhǎng)度不同的錨索在同樣的試驗(yàn)條件下，錨索總長(zhǎng)度長(zhǎng)的最大外拔量較大，而回彈率較小，這說(shuō)明錨索的自由段的長(zhǎng)度應(yīng)比理論計(jì)算結(jié)果稍短更加符合實(shí)際的受力情況，這樣所施加的預(yù)應(yīng)力可以適當(dāng)提高，可以更好的控制基坑的變形。

表3 各級(jí)荷載作用下錨索的抗拔結(jié)果

從圖3可以看出，在錨固段長(zhǎng)度一定情況下，自由段長(zhǎng)度大的荷載–位移曲線斜率更陡，錨索更容易進(jìn)入到極限狀態(tài)，產(chǎn)生相同位移時(shí)所需的荷載更小。所以，合理的錨索自由段長(zhǎng)度應(yīng)取理論計(jì)算值和滿(mǎn)足錨筋伸長(zhǎng)率允許值所對(duì)應(yīng)的錨筋長(zhǎng)度兩者中的小值。

6.結(jié)語(yǔ)

1）、建設(shè)單位應(yīng)重視深基坑的設(shè)計(jì)、施工工作，不能圖省錢(qián)，從源頭杜絕深基坑設(shè)計(jì)粗制濫造，深基坑施工偷工減料等不良問(wèn)題，避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)倒坍事故的發(fā)生。

2）、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮基坑特點(diǎn)、土質(zhì)條件、周邊環(huán)境及工程要求等因素，選擇技術(shù)先進(jìn)、合理、安全、適用的支護(hù)型式。

3）、施工過(guò)程中必須堅(jiān)持信息化管理，不僅一定要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工，對(duì)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，還要堅(jiān)持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和施工配合作業(yè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)分析原因，調(diào)整設(shè)計(jì)。

4）、土方開(kāi)挖必須與土釘施工同步進(jìn)行，嚴(yán)禁超挖，土方開(kāi)挖不宜一味追求進(jìn)度，土釘施工必須在漿液達(dá)到一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行下一層施工，否則事倍功半，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量且延誤工期。

參考文獻(xiàn)

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