鄭健　張雷

摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了成都某深基坑工程案例，應(yīng)用樁錨支護(hù)體系有效處理了基坑所臨近住宅區(qū)與交通要道的施工支護(hù)問(wèn)題。具體闡述了支護(hù)體系的設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)分析了樁錨支護(hù)體系的設(shè)計(jì)與計(jì)算過(guò)程，其中具體就包括了對(duì)計(jì)算參數(shù)的確定、結(jié)構(gòu)計(jì)算、錨桿計(jì)算以及腰梁計(jì)算等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：深基坑；樁錨支護(hù)；支護(hù)結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

錨樁支護(hù)體系作為一種可適用于復(fù)雜環(huán)境下的基坑支護(hù)技術(shù)，目前已經(jīng)被越來(lái)越多地應(yīng)用到了深基坑工程施工中，并且體現(xiàn)出了十分優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)型與安全性。

一、工程概況

該工程項(xiàng)目位于成都市商業(yè)中心區(qū)，地上34層，地下3層，基坑開(kāi)挖深度17.0m，擬選用筏板為基礎(chǔ)，在基坑?xùn)|南側(cè)有8層與4層建筑各一棟，西南側(cè)有6層與3層建筑各一棟，均為早期國(guó)企的家屬住宅樓；而在另兩側(cè)則布設(shè)大量的市政管線。附近住宅樓均基礎(chǔ)均為預(yù)制樁，樁基埋深7.5m?，F(xiàn)有建筑邊界與基坑開(kāi)挖水平線相距最短處僅為2.1m。

二、支護(hù)體系方案設(shè)計(jì)

整個(gè)基坑基本為方形結(jié)構(gòu)，其中東西長(zhǎng)約為62m，南北寬為52m，共計(jì)周長(zhǎng)約為232m，基坑深17.0m。周邊相鄰有住宅樓、市政道路及管網(wǎng)設(shè)施。受制于場(chǎng)地條件限制，在進(jìn)行施工開(kāi)挖前需針對(duì)周邊地形情況加以密切控制，并且掌握好施工工期。結(jié)合以上各項(xiàng)因素，并考慮到實(shí)際的施工場(chǎng)地情況，做出如下設(shè)計(jì)方案：（1）在與住宅樓相鄰近的一側(cè)基坑，鑒于已有建筑樓因此要加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)變形量的嚴(yán)格控制，采取人工方式進(jìn)行孔樁挖掘，并增加兩道預(yù)應(yīng)力錨索予以支護(hù)。在臨近市政管線一側(cè)，其孔樁挖掘及預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方式同住宅樓側(cè)完全一致。（2）對(duì)于各錨樁間的支護(hù)均應(yīng)用掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，并且采取止水帷幕。（3）在針對(duì)臨近住宅樓一側(cè)的首道錨索在開(kāi)展支護(hù)作業(yè)前，在實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程當(dāng)中需依據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果不斷進(jìn)行調(diào)整，若在臨近建筑物亦或是地坪變形過(guò)大之時(shí)，便應(yīng)當(dāng)在局部及時(shí)增加注漿錨桿，以避免地面發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。

三、樁錨支護(hù)體系設(shè)計(jì)與計(jì)算

（一）設(shè)計(jì)參數(shù)

具體的設(shè)計(jì)參數(shù)包括有：

（1）在臨近住宅樓一側(cè)的維護(hù)樁選用φ1200mm@2500mm 人工挖孔樁，鋼筋混凝土護(hù)壁厚度為155mm，長(zhǎng)度為20.6m，嵌固段為5.2m，樁主筋為18φ25mm以及箍筋φ8mm @200mm。

（2）鑒于基坑深度較大，且附近有住宅樓及市政管線因此對(duì)于變形控制也有著較高的要求，由樁豎向設(shè)置錨索共兩道，其間隔距離為2.1m，樁與錨一一對(duì)應(yīng)；垂直向深度應(yīng)控制在-8m與-11m位置。錨索及圍護(hù)樁之間設(shè)置鋼腰梁兩根；各樁體之間選用掛鋼筋網(wǎng)進(jìn)行混凝土噴射封閉。

（3）將錨孔直徑確定為135mm，俯角15.5°，拉桿選用4φ15.25mm錨索；注漿材料為425標(biāo)號(hào)水泥砂漿，水灰比0.4～0.5，強(qiáng)度級(jí)別不小于M25。

（4）為提升各樁體的統(tǒng)一性，可于樁頂處設(shè)置冠梁（1505mm×745mm），選用15mmφ17.5mm主筋，箍筋為φ8mm@200mm。

（二）支護(hù)體系計(jì)算

在支護(hù)體系計(jì)算方面主要以臨近住宅樓一側(cè)的變形控制為例來(lái)展開(kāi)分析。

1.計(jì)算參數(shù)

場(chǎng)地地層與計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。

2.結(jié)構(gòu)計(jì)算

樁錨體系結(jié)構(gòu)選用逐層開(kāi)挖錨拉力不變計(jì)算假定，依據(jù)2層彈性支點(diǎn)方法來(lái)予以計(jì)算處理，其計(jì)算模式如圖1所示。

挖孔狀長(zhǎng)度取20.6m，嵌固段處于砂卵石層內(nèi)，長(zhǎng)度為5.1m，基坑側(cè)壁關(guān)鍵性系數(shù)取1.2。綜合現(xiàn)場(chǎng)施工狀況，兩道錨索各自設(shè)置于-8m與-11m處，依據(jù)測(cè)算結(jié)果即水平力設(shè)計(jì)值依次取值：

首道錨索M1：Td1=367.6×1.2×2.1=926.352kN

二道錨索M2：Td2=281.1×1.2×2.1=708.372kN

基坑抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)kq即為：

符合于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中Eak代表樁后主動(dòng)土壓力和；ak代表和Eak合力相對(duì)于彎矩零點(diǎn)處的力臂；Epk代表樁前被動(dòng)土壓力綜合，bk代表和Epk合力相對(duì)于彎矩零點(diǎn)處的力臂；Tdi代表水平支撐例，ai代表各道水平支撐力相對(duì)于彎矩零點(diǎn)處的力臂。

對(duì)于基坑整體看風(fēng)格化穩(wěn)定性于最危險(xiǎn)滑面后予以計(jì)算處理，即有：

符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中Wi代表第i條塊的重量值；α代表在第i條塊之時(shí)其滑面的傾角值；Ci代表第i條件滑面內(nèi)聚力值；Li代表第i條塊滑面長(zhǎng)度值。

3.錨桿計(jì)算

（1）錨桿截面積

以首道錨索舉例說(shuō)明，可將其水平拉力設(shè)計(jì)為810kN。

錨桿截面計(jì)算即為：

在上述公式中，Td1代表水平支撐力；fy代表鋼絞線抗拉強(qiáng)度；θ代表錨索俯角。

錨索拉桿選用φ15.3mm鋼絞線，根數(shù)n=450.5/（1/4× 3.15×15.2?）≈2.76根。

抗拉選用4φ15.33mm鋼絞線，安全系數(shù)為1.64。

（2）錨桿長(zhǎng)度

對(duì)其長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算可采用如下公式：

在上述公式中，la代表錨固段長(zhǎng)度；γs代表錨桿軸桿受拉抗力分項(xiàng)系數(shù)；Nμ代表錨桿所能夠承載的力；d代表錨孔直徑；qsk代表地層和錨固體粘結(jié)強(qiáng)度，通常由現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證選取。

4.腰梁計(jì)算

現(xiàn)有樁錨支護(hù)體系的案例破壞情況顯示：因錨桿承載能力亦或是樁體強(qiáng)度偏小而造成圍護(hù)出現(xiàn)失效的狀況極少出現(xiàn)；而由于樁錨連接體系出現(xiàn)故障而造成樁體側(cè)向荷載難以有效傳導(dǎo)至地層內(nèi)部而致使支護(hù)體系損毀的情況相對(duì)較少發(fā)生。

鑒于此，應(yīng)當(dāng)就加強(qiáng)對(duì)樁錨連接處的精確設(shè)計(jì)與計(jì)算處理。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中采取了如圖2所示的腰梁方式，其中每一道錨索端部均選用了兩根槽鋼來(lái)作為腰梁；以205mm×205mm，厚21mm的方形鋼墊板和兩槽鋼予以焊接，之后再外接張拉錨具。將焊縫高度控制在>8mm的程度。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，在開(kāi)展樁錨支護(hù)體系設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，廣泛搜集地下涉及鄰近建筑資料，并就基坑附近的工程狀況加以全面了解及分析的前提下來(lái)開(kāi)展方案設(shè)計(jì)，從而可達(dá)到較好的穩(wěn)定性與安全性。

參考文獻(xiàn)

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