任志亮

復(fù)雜環(huán)境下地鐵車站超深基坑錨索應(yīng)力損失控制研究

任志亮

(中國鐵建投資集團有限公司，北京 100855)

樁錨結(jié)構(gòu)在基坑支護體系中具有廣泛的應(yīng)用，但在對錨索施加預(yù)應(yīng)力之后，錨固體本身、錨頭等裝置以及錨固體周邊土體均會受到影響，從而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。針對此種情況，結(jié)合錨索預(yù)應(yīng)力損失理論分析和模型研究，根據(jù)青島鞍山地鐵車站超深基坑錨索施工情況，采取內(nèi)支撐+格構(gòu)柱的應(yīng)急支撐體系來控制錨索預(yù)應(yīng)力損失。通過對錨索軸力，周圍地表沉降以及橋墩沉降數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場監(jiān)測，驗證該應(yīng)急支撐體系的有效性。同時對鋼支撐軸力進行監(jiān)測，表明采用篷布遮擋的方式可以減弱溫度對支撐體系的影響，并在此基礎(chǔ)上對該內(nèi)支撐體系的拆除及后期優(yōu)化提出了相關(guān)建議。大量實地監(jiān)測數(shù)據(jù)充分反映出該應(yīng)急支撐體系能夠控制錨索的預(yù)應(yīng)力損失，在一定程度上保障了基坑施工的安全，具有工程實用價值。

地鐵車站；超深基坑；錨索預(yù)應(yīng)力損失；監(jiān)測分析

自20世紀80年代以來，國外巖土工程領(lǐng)域支錨結(jié)構(gòu)體系按荷載傳遞途徑，錨索腐蝕，評估預(yù)應(yīng)力錨索的長期工作性能進行研究[1?4]，在最近幾年中，通過預(yù)應(yīng)力錨索這種支護形式對地鐵車站深基坑進行支護逐漸得到了廣泛的應(yīng)用[5?6]。但是這種支護方式也存在著自身的缺點，比如在施工過程中，錨索預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)損失是非常普遍的問題[7?9]。錨索預(yù)應(yīng)力損失既會削弱錨桿的支護效果，又抑制了其主動支護優(yōu)勢的發(fā)揮，同時如果應(yīng)力損失不受約束而不斷增大，會導(dǎo)致錨桿失效，進而使錨桿控制的土層發(fā)生突發(fā)的側(cè)向位移，甚至有可能因此發(fā)生基坑坍塌等更嚴重的工程事故。所以基于工程安全考慮，對錨索預(yù)應(yīng)力損失相關(guān)理論進行分析研究,并結(jié)合實際工程提出相應(yīng)的解決方法是目前所面臨的重要問題。毛佳艷等[10]依托石家莊地鐵東里站采用的基坑錨索支護工程實例,對預(yù)應(yīng)力錨索的主要施工方法進行了介紹。在此基礎(chǔ)上分別從鋼絞線松弛、施工因素、注漿控制以及錨具張拉損失等方面分析了造成預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力損失的主要原因，并分別提出了針對性的改進措施。何正勇[11]分析了支護結(jié)構(gòu)的變形和影響因素，根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析，對支護設(shè)計進行了調(diào)整，采取了相應(yīng)施工措施來保證了支護結(jié)構(gòu)的安全，在基坑支護施工中，合理的監(jiān)測方法和準確的監(jiān)測結(jié)果對基坑支護的施工非常重要。張維建[12]以有關(guān)預(yù)應(yīng)力錨索的工作原理、設(shè)計、施工、試驗長期監(jiān)測及工作應(yīng)力檢測等為主線，以預(yù)應(yīng)力錨索的工作應(yīng)力為切入點，利用模擬對比驗證等方法對預(yù)應(yīng)力錨索在基坑工程的應(yīng)用進行研究論述。劉金等[13]以義烏世貿(mào)中心工程為例,詳細介紹了預(yù)應(yīng)力錨索在深基坑支護中的施工要點以及避免預(yù)應(yīng)力錨索在張拉過程中出現(xiàn)應(yīng)力損失的預(yù)防措施,供相關(guān)工程參考。李長元[14]在深基坑樁錨支護體系施工中，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力錨索的軸力存在不同程度的損失，有的甚至在張拉后24 h內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力損失一半左右的情況，嚴重影響到基坑的穩(wěn)定安全。在施加的錨索預(yù)加力不同時，其基坑支護體系相應(yīng)的基坑變形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力也會發(fā)生變化，蔡立周等[15]對此進行了相關(guān)研究，分析了錨索預(yù)加力施加值的合理區(qū)間。張世民等[16]研究表明：基坑開挖對鄰近建筑物的影響主要是在房屋基礎(chǔ)以上的范圍內(nèi),超過建筑物基礎(chǔ)深度時，繼續(xù)開挖對鄰近建筑物的影響不再有明顯變化?；訃o結(jié)構(gòu)的存在，在一定程度上會對建筑物的沉降控制有利。由以上相關(guān)文獻可以看出，人們對于錨索預(yù)應(yīng)力損失問題的研究大都集中在施工層面，依托實際工程和監(jiān)測數(shù)據(jù)對錨索預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象進行描述與總結(jié)，而少有對損失機理進行分析，以及探討減少預(yù)應(yīng)力損失的有效且可行的方法。本文在以往研究的基礎(chǔ)上，首先介紹錨索預(yù)應(yīng)力損失相關(guān)理論，對造成預(yù)應(yīng)力損失的有關(guān)原因進行分析，并給出相關(guān)計算公式。為了降低預(yù)應(yīng)力損失對工程結(jié)構(gòu)造成的不利影響，降低安全隱患，將在此基礎(chǔ)上以青島地鐵鞍山站基坑錨索支護為例，結(jié)合該工程實際提出使用內(nèi)支撐體系作為控制錨索預(yù)應(yīng)力損失的措施，同時通過監(jiān)控錨索軸力，周圍地表以及橋墩沉降數(shù)據(jù)驗證該控制方案的合理性和有效性。最后對內(nèi)支撐體系后期優(yōu)化及拆除提出相關(guān)建議，以期為同類工程提供借鑒。

1 深基坑錨索應(yīng)力損失

1.1 預(yù)應(yīng)力損失原理

根據(jù)眾多的實際工程經(jīng)驗，造成錨索預(yù)應(yīng)力損失通常由以下2個因素引起：第1個因素是預(yù)應(yīng)力施加到錨索上后，短期內(nèi)錨索的回縮造成結(jié)構(gòu)體系的壓縮變形以及施工或者設(shè)計過程中的缺陷使其產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失；第2個因素是錨索支護體系在長期的預(yù)應(yīng)力荷載作用下，錨固段周邊巖體會發(fā)生蠕變，灌漿材料也會產(chǎn)生徐變現(xiàn)象，這些都會造成錨索的預(yù)應(yīng)力損失。

因此預(yù)應(yīng)力的損失可以總結(jié)為短期和長期2個方面的原因。其中短期原因包括：

1) 夾片、錨具壓縮形變產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失；

2) 油泵、千斤頂?shù)葟埩ο到y(tǒng)內(nèi)的摩擦阻力引起的預(yù)應(yīng)力損失；

3) 由震動、爆破沖擊力等外界擾動造成的預(yù)應(yīng)力損失。

其中第1項是由于張拉結(jié)束并進行錨固時，錨具和夾片將受到來自鋼絞線收縮引起的巨大壓力，進而使其產(chǎn)生壓縮變形，此項預(yù)應(yīng)力損失可以通過式(1)進行計算：

式中：為計算的預(yù)應(yīng)力損失值，kN；為鋼絞線的橫截面積，m2；Δ為夾片與錨具的壓縮形變量，m；為自由段的有效長度；y為鋼絞線的彈性 模量。

通過查閱國內(nèi)多個錨索工程中對預(yù)應(yīng)力的測定數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)短時間內(nèi)預(yù)應(yīng)力損失有如下特點：當錨索張拉完畢并鎖定后，3～10 d內(nèi)的預(yù)應(yīng)力損失量是比較大的，能夠占到總預(yù)應(yīng)力損失量的30～50%，所以針對短期內(nèi)的預(yù)應(yīng)力損失，可以在張拉鎖定施工完成3～10 d后通過對錨索進行補償張拉以盡量減少其預(yù)應(yīng)力的損失。

另一方面錨索在長期荷載作用下的預(yù)應(yīng)力損失，關(guān)系到錨索工程的耐久性和安全性，對于結(jié)構(gòu)安全同樣非常重要。但是由于長期荷載作用下預(yù)應(yīng)力損失的機理比較復(fù)雜，影響因素繁多，當前的研究還很難對預(yù)應(yīng)力損失進行定量準確的計算。對此，針對長時間跨度下預(yù)應(yīng)力的損失可以概括為以下3部分：

1) 由于循環(huán)往復(fù)荷載造成的預(yù)應(yīng)力損失；

2) 受外界環(huán)境影響以及其中的腐蝕介質(zhì)所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失；

3) 由巖體蠕變與鋼絞線松弛引起的預(yù)應(yīng)力 損失。

1.2 各種變形引起的預(yù)應(yīng)力損失

錨索服役過程中的總變形可以通過式(2) 表示：

式中：1和2分別表示錨桿自由段桿體和錨固體的彈性變形；3表示錨固體和土體二者間的剪切變形；4表示錨固體以及自由段桿體的塑性變形；5表示外力作用下土體自身的塑性形變；6表示錨頭、承臺結(jié)構(gòu)以及鎖定系統(tǒng)之間的空隙。

對于常規(guī)錨索的應(yīng)力計算，因為土體、錨固體和自由段桿體發(fā)生的塑性變形都較小。所以理想狀態(tài)下可對式(2)進行簡化，其錨索的變形為：

但是工程實際中很少有理想狀態(tài)，4，5和6這些非彈性變形是存在且不可忽視的，是影響錨索預(yù)應(yīng)力損失的重要因素。特別是對于力學(xué)性質(zhì)較差或者含水量較高的軟弱土層，其塑性形變往往比較大，反而會使錨索預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生較大損失。為此，結(jié)合車站基坑的實際工作環(huán)境，考慮采用增加支撐的方式來減少周圍土體變形，從而控制錨桿的預(yù)應(yīng)力損失。

1.3 巖體蠕變造成的預(yù)應(yīng)力損失

巖體蠕變是造成錨索預(yù)應(yīng)力損失的一個重要原因。對錨索施加預(yù)應(yīng)力后，巖體內(nèi)部存在的節(jié)理與裂隙等在外作用下被壓縮，這一緩慢的過程會持續(xù)很長時間。一般情況下，巖體質(zhì)量較好的其變形較小，蠕變也相應(yīng)較小。但如果是裂隙較多的軟巖，其預(yù)應(yīng)力損失是不容忽視的。

根據(jù)流變力學(xué)，Kelvin模型和Maxwell模型可以描述不同巖體的蠕變性質(zhì)。圖1為Kelvin模型的示意圖，它是由一個彈簧()和一個黏性元件()并聯(lián)而成的，其本構(gòu)模型可用式(4)進行表達：

該模型可以用來解釋應(yīng)變隨時間推移的蠕變現(xiàn)象。隨著時間無限延長，應(yīng)變不再變化并趨向某一定值。其不足之處在于無法描述瞬時應(yīng)力松弛與彈性變形的現(xiàn)象。

圖2為Maxwell模型的示意圖，它亦是由一個彈簧()和一個黏性元件()組成，不同之處在于2個元件的連接關(guān)系為串聯(lián)，其本構(gòu)模型為：

該模型能夠描述以下2種現(xiàn)象：當應(yīng)力一定時，巖土體發(fā)生勻速蠕變；當變形一定時，應(yīng)力發(fā)生勻速衰減即應(yīng)力松弛現(xiàn)象。

在考慮以下幾點前提的基礎(chǔ)上：1) 對預(yù)應(yīng)力錨索進行模擬時，忽略結(jié)構(gòu)上的細節(jié)，僅僅考慮受力情況的相似性；2) 類比巖體蠕變過程與錨索預(yù)應(yīng)力變化過程，暫不考慮巖體自身重量和周圍環(huán)境應(yīng)力的影響。3) 考慮巖土蠕變和錨索預(yù)應(yīng)力損失二者相互影響，巖土體蠕變會使預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生損失，而同時其結(jié)果又會對影響到巖體的蠕變速度；4) 假設(shè)巖土體為均勻連續(xù)介質(zhì)，通過調(diào)整巖土體彈性模量來處理解決結(jié)構(gòu)面和其他細節(jié)的影響。將上述2種模型并聯(lián)起來，從而建立起反映巖土體蠕變特點的新型預(yù)應(yīng)力損失模型，如圖3所示。

圖3 預(yù)應(yīng)力損失模型

此模型為2種較簡單模型組合而成，由圖3可知有4個參數(shù)，模型具體的推導(dǎo)及驗證過程如下。根據(jù)預(yù)應(yīng)力損失模型，有

因為當不等于0時，()=0，因此錨索拉力為

式中：為錨索拉力值；為錨索的橫截面積。

2 工程概況

鞍山站為4號線和8號線的換乘站，車站南側(cè)和東側(cè)均為高架橋。車站主體采用明挖順筑法施工，車站基坑深度38.5～42 m，從上到下的地層依次為素填土、粉質(zhì)黏土(0～2.9 m)、強風(fēng)化花崗巖(0.4～8.3 m)、中風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖及花崗斑巖(1.2～42 m)，穿插有煌斑巖及塊狀碎裂巖，富水性貧。圍護結(jié)構(gòu)采用鋼管樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索(錨桿)支護體系，根據(jù)基坑深度的不同，車站基坑較深處采用三級鋼管樁+錨索(錨桿)的形式，基坑深度較淺處采用兩級鋼管樁+錨索(錨桿)+放坡的圍護結(jié)構(gòu)形式，上排采用雙排或單排鋼管樁，中排及下排采用單排鋼管樁。

單位：mm

東西向車站小里程端基坑與高架橋位置關(guān)系如圖4所示，基坑采用三級鋼管樁+錨索(錨桿)的形式，上排采用雙排鋼管樁，中排及下排采用單排鋼管樁。鋼管樁鉆孔直徑200 mm，采用外徑168 mm鋼管，壁厚8 mm，鋼管樁間距1.0 m，樁頂設(shè)冠梁，鋼管底插入冠梁底部或基坑底部底不少于1.5 m，錨索(錨桿)水平間距2 m。車站主體圍護結(jié)構(gòu)外邊緣距離高架橋承臺最近處17.1 m。

3 錨索應(yīng)力損失控制應(yīng)急內(nèi)支撐體系

為防止錨索應(yīng)力損失帶來的次生災(zāi)害，考慮基坑寬度較大，按相關(guān)施工風(fēng)險管理規(guī)定[17]，臨近既有建筑構(gòu)筑物為施工期主要管理風(fēng)險，因此應(yīng)嚴格控制施工風(fēng)險。在第1節(jié)的理論基礎(chǔ)之上，考慮在車站西端應(yīng)力損失部位采用增加內(nèi)支撐+格構(gòu)柱的應(yīng)急支撐體系?；迂Q直方向設(shè)置2道鋼支撐，鋼支撐采用直徑800 mm、壁厚20 mm的鋼管，豎向間距8.45 m，鋼支撐設(shè)置雙道防墜落措施。第1道和第2道均采用車站縱向設(shè)置8道鋼支撐，水平間距3.5 m，鋼支撐橫剖面圖如圖5所示。預(yù)加軸力時實時對錨索應(yīng)力進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)錨索應(yīng)力損失，即刻停止預(yù)加鋼支撐軸力。

單位：mm

型鋼立柱設(shè)計支撐中部設(shè)型鋼立柱，型鋼立柱沿車站縱向間距7 m，車站橫向間距4 m，型鋼立柱基礎(chǔ)入最終基坑底部2 m，基礎(chǔ)打設(shè)4個?400的孔，孔中放置上部型鋼立柱的角鋼L200×20并灌注C35混凝土。型鋼立柱沿車站橫縱向均布置剪刀撐，內(nèi)支撐縱剖面圖如圖6所示。

單位：mm

4 內(nèi)支撐體系架設(shè)效果分析

根據(jù)本文提出的應(yīng)急內(nèi)支撐體系，在現(xiàn)場對已開工的鞍山車站深基坑進行了內(nèi)支撐體系架設(shè)，并通過對錨索應(yīng)力，周圍大型橋墩沉降，地面沉降的數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析來驗證該支撐體系的有效性。

4.1 錨索應(yīng)力

當土的力學(xué)性質(zhì)較差情況下，會有較大的錨索預(yù)應(yīng)力損失，爆破施工后周圍土體會進一步瓦解，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失持續(xù)增加。關(guān)于錨索應(yīng)力監(jiān)測點位置，應(yīng)選擇在地質(zhì)條件差，位于工程的受力較大且比較具有代表性的部位，基坑每條邊的中部、拐角處等區(qū)段宜布設(shè)監(jiān)測點。監(jiān)測所用錨索測力計為振弦式錨索測力計，由測力鋼筒、振弦式應(yīng)變計、保護外護筒、錨墊板等組成。初次使用時在錨索張拉之前需置零初始值，并在錨索張拉之后當天連續(xù)讀數(shù)2～3次，取中間數(shù)作為其預(yù)應(yīng)力初始值。

現(xiàn)場施工斷面某一錨索應(yīng)力損失應(yīng)力變化曲線如圖7所示?？梢钥闯?，錨索在爆破施工后出現(xiàn)應(yīng)力損失，錨索應(yīng)力由552.81 kN降至466.13 kN，下降88.33 kN，31日出現(xiàn)第2次應(yīng)力損失，下降145.33 kN。為防止錨索應(yīng)力再次下降，緊急架設(shè)內(nèi)支撐體系，該錨索單元在架設(shè)完第1道鋼支撐后，應(yīng)力在之后相當長時期內(nèi)不再下降并出現(xiàn)上升趨勢，錨索應(yīng)力上升至366.09 kN，錨索應(yīng)力處于穩(wěn)定狀態(tài)，基坑支護安全可控?？梢钥闯鲈搼?yīng)急支撐體系的架設(shè)能夠有效控制錨索預(yù)應(yīng)力的降低，乃至可以在一定程度上恢復(fù)錨索的預(yù)應(yīng)力。

圖7 錨索應(yīng)力變化曲線

4.2 高架橋墩沉降

建筑物受基坑開挖的影響是非常復(fù)雜的，并可能會對其造成結(jié)構(gòu)損傷。例如基坑的開挖可能會使建筑物基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，超過一定限度時會導(dǎo)致建筑上部結(jié)構(gòu)變形不一致以及應(yīng)力重分布現(xiàn)象，進而使建筑物發(fā)生開裂甚至破壞，所以必須嚴格對深基坑施工周圍的建筑物沉降進行控制。本文選取基坑附近第149號和第150號橋墩進行沉降數(shù)據(jù)監(jiān)測，每個橋墩2個監(jiān)測點，分別布置在承臺與墩身一側(cè)，頻次為每天監(jiān)測一次。監(jiān)測方法采用水準測量法，配備精密水準儀與水準尺。根據(jù)國家二等測量規(guī)范，建立符合精度要求的沉降監(jiān)測網(wǎng)，按照相應(yīng)的基準點、沉降變形點以及工作基點3類進行分級布設(shè)。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范[18?19]可知，高架墩臺豎向位移控制值5 mm，從圖8中可以看出，在沒有架設(shè)鋼支撐時，該車站基坑周圍的橋墩沉降很快達?5.66 mm，超過報警值，說明該深基坑的施工已經(jīng)對周圍已經(jīng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)產(chǎn)生了較大的變形影響，必須采取有效地措施控制橋墩沉降。

圖8 鋼支撐架設(shè)前后橋墩沉降曲線圖

同時圖8顯示，在19年12月份之前，4個監(jiān)測點的橋墩沉降數(shù)據(jù)都在不斷增加。隨后應(yīng)急支撐體系架設(shè)完畢，直至底板澆筑完成，橋墩沉降曲線趨于平緩并最終維持穩(wěn)定，證明了該支撐體系可以有效減少橋墩的沉降。

4.3 地面沉降

基坑開挖后，由于坑內(nèi)土體的挖除相當于卸載，因此基坑外側(cè)土體的應(yīng)力場和應(yīng)變場會因為荷載的重分布而發(fā)生相應(yīng)改變。在基坑內(nèi)外土壓力差的作用下，支護結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生變形，進而使坑壁土體產(chǎn)生向基坑內(nèi)的位移，導(dǎo)致基坑周圍地面發(fā)生沉降。本文選取DBC15-01，02，03共3個在同一直線上的觀測點，距離基坑由近及遠，觀測點之間間隔10 m左右。監(jiān)測頻次與檢測方法與監(jiān)測方法同上述橋墩沉降監(jiān)測。

圖9 鋼支撐架設(shè)前后地表沉降變化曲線圖

爆破施工后地表沉降變化曲線如圖9所示，以地表沉降監(jiān)測點DBC15-01為例，爆破后日沉降速率超過3 mm/d，累計下沉13.96 mm，累計超過報警值。圖9顯示，3個監(jiān)測點在2019年12月架設(shè)鋼支撐之后，地表沉降量得到控制不再繼續(xù)增加。待負二層中板澆筑完成，地表沉降趨于穩(wěn)定并有部分回升。

5 內(nèi)支撐體系后期優(yōu)化及拆除

5.1 應(yīng)急內(nèi)支撐體系優(yōu)化處理

鋼支撐作為控制錨桿預(yù)應(yīng)力損失的主要技術(shù)，對其布置支撐軸力測點，來對鋼支撐軸力實時監(jiān)測，以保證鋼支撐結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的軸力不會對鋼支撐所在處的附近土體產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。鋼支撐架設(shè)完畢后軸力隨溫度變化較大，以現(xiàn)場某一鋼支撐監(jiān)測數(shù)據(jù)進行研究，其軸力隨溫度變化的情況如圖10所示。從圖10可以看出，鋼支撐軸力隨溫度變化較為敏感，溫差在±10度范圍內(nèi)變化時，軸力值會變化330 kN左右。

為降低溫度對支撐軸力的影響，保證內(nèi)支撐體系的施工效果，考慮增加篷布對鋼支撐進行遮擋，篷布搭設(shè)方式為直接在架設(shè)好的鋼支撐上包裹一層防水篷布，無負重，不占用其他空間，對施工與監(jiān)測的影響可以忽略不計。增加篷布后的軸力變化情況如圖11所示。可以看出，遮擋后的鋼支撐軸力變化區(qū)間變小至280 kN，并且鋼支撐軸力變化幅度變小，明顯趨于平緩，有效地保障了鋼支撐軸力變化過大產(chǎn)生的不利影響。

圖10 ZCL02-01軸力隨溫度變化曲線圖

圖11 ZCL02-01增加篷布后軸力變化曲線圖

5.2 應(yīng)急內(nèi)支撐體系拆除

車站基坑施工完成后需進行應(yīng)急內(nèi)支撐體系的拆除，其中第2道鋼支撐和第1道鋼支撐的拆除作業(yè)分兩步進，具體拆除步驟如下：

1) 2道鋼支撐在拆除時均采用跳倉施工，即隔一拆一。鋼支撐在拆除時，首先使用龍門吊、汽車吊對鋼支撐進行固定、預(yù)吊，防止拆除過程中鋼支撐掉落。

2) 液壓頂應(yīng)緩慢進行減壓，同時嚴格觀察支撐和基坑的變化有沒有異常情況出現(xiàn)，減壓至可取出液壓頂為止，避免瞬間預(yù)加應(yīng)力釋放過大而導(dǎo)致局部變形、開裂。

3) 減壓后分節(jié)拆除鋼支撐連接法蘭，采用汽車吊分節(jié)起吊鋼支撐將其吊至地面。鋼圍檁在拆除時，鋼絲繩分系于鋼圍檁的兩個吊環(huán)，解除鋼圍檁分段之間的鋼綴板的單邊焊縫，采用龍門吊分節(jié)起吊鋼圍檁，將其吊至地面，拆除角鋼托架及組合鋼平臺。

4) 在整個拆除過程中，對車站墻體的水平位移、樁頂位移、錨索軸力、鋼支撐軸力、周邊地表沉降，以及對剩余鋼支撐軸力監(jiān)測點的實時監(jiān)測，拆撐后加強對各監(jiān)測項目加強監(jiān)控量測，直至數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

6 結(jié)論

1) 該內(nèi)支撐+格構(gòu)柱的應(yīng)急支撐體系能夠明顯控制錨索預(yù)應(yīng)力的降低，乃至在一定程度上恢復(fù)錨索的預(yù)應(yīng)力。

2) 通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該應(yīng)急支撐體系架設(shè)后，能夠有效控制周圍地表以及橋墩沉降，從而有效保證施工過程中以及結(jié)束后的基坑安全。

3) 該應(yīng)急支撐體系存在溫度敏感性，當溫度較高時，會對支撐結(jié)構(gòu)周圍土體產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，為此后期優(yōu)化中采用了為支撐體系遮蓋幕布的方式來改善不良影響。

4) 該應(yīng)急支撐體系服役期結(jié)束后需配合合理的拆除方案，本文提出的合理拆除步驟能夠有效地保障基坑施工的安全，避免二次變形的發(fā)生。

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Study on stress loss control of anchor cable in super deep foundation pit of metro station in complex environment

REN Zhiliang

(China Railway Construction Investment Group Co., Ltd., Beijing 100855, China)

The pile-anchor structure has a wide range of applications in the foundation pit support system, but after prestressing the anchor cable, the anchor itself, anchor head and other devices and the surrounding soil of the anchor are affected, resulting in prestress loss. In view of this situation, combined with the theoretical analysis and model research of the anchor cable prestress loss and based on the construction of the ultra-deep foundation pit anchor cable at Qingdao Anshan Metro Station, an emergency support system with the combination of internal support and lattice columns was adopted to control the anchor cable prestress loss. The effectiveness of the emergency support system was verified by on-site monitoring of the anchor cable axial force, surrounding ground settlement and bridge pier settlement data. Meanwhile, by monitoring the axial force of the steel support, it is shown that the method of tarpaulin shielding can reduce the influence of temperature on the support system, and on this basis, relevant suggestions were made for the dismantling and subsequent optimization of the internal support system. The large amount of field monitoring data in this paper fully reflects that the emergency support system can control the prestress loss of the anchor cable. To a certain extent, it guaranteed the safety of foundation pit construction and demonstrated engineering value in practices.

subway station; super deep foundation pit; prestress loss of anchor cable; monitoring analysis

TU94

A

1672 ? 7029(2020)12 ? 3157? 09

10.19713/j.cnki.43?1423/u.T20200666

2020?07?20

中國鐵建投資集團有限公司科技研發(fā)項目(2019-154)

任志亮(1982?)，男，河北景縣人，高級工程師，從事地下工程設(shè)計、施工技術(shù)研究工作；E?mail：810808897@qq.com

(編輯 蔣學(xué)東)