沈榮鋒

摘 要：深基坑工程常因特殊因素導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)偏差而無法滿足設(shè)計(jì)要求。因此，為該類基坑工程問題尋求安全、經(jīng)濟(jì)且便于施工的加固方法具有重要意義。以南京某深基坑加固工程為例，介紹、分析和總結(jié)工程采用的預(yù)應(yīng)力錨桿加固方法，以期為類似的基坑工程問題提供參考。

關(guān)鍵詞：基坑工程;加固工程;預(yù)應(yīng)力錨桿

中圖分類號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）18-0103-03

Abstract： In deep foundation pit engineering， the construction quality often deviates due to special factors and cannot meet the design requirements. For solving this kind of construction problems， it is of great significance to find a safe， economic and convenient reinforcement method. Taking a deep foundation pit project in Nanjing as a case， this paper introduces， analyzes and summarizes the prestressed anchor bolt reinforcement method used in this engineering case， which has the practical application value to provide reference for similar construction problems in foundation pit project.

Keywords： foundation pit engineering;reinforcement engineering;prestressed anchor

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化步伐的加快，城市人口過度集聚，導(dǎo)致城市地面空間日趨緊張[1]。地下空間是人類潛在的可利用空間資源。目前，人類正不斷開拓地下空間，如多層地下室、地下鐵道、地下車站、地下道路、地下商場(chǎng)以及地下民用和工業(yè)設(shè)施等[2]。在向地下開拓空間的過程中產(chǎn)生了很多基坑工程，尤其是隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，各類深大基坑工程應(yīng)運(yùn)而生?；庸こ掏ǔ?huì)對(duì)周圍建筑物和地下構(gòu)筑物造成影響，引起相鄰建筑物的開裂甚至倒塌，尤其是東南沿海地區(qū)，基坑事故率高達(dá)30%[3-4]。可見，基坑工程的施工質(zhì)量直接影響周邊的環(huán)境安全和坑內(nèi)施工作業(yè)安全。然而，由于工期、管理、氣候等各種因素，不少基坑工程出現(xiàn)施工成型質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求的情況，甚至存在較大安全隱患。因此，基于已有的基坑工程質(zhì)量問題進(jìn)行合理的加固方案選擇，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。

1 工程概況

某工程位于江蘇省南京市，擬建項(xiàng)目總用地面積約3 200 m2，總建筑面積約1.5×104 m2，由一棟11層辦公樓及下設(shè)的3層整體地下車庫(kù)組成?；娱_挖面積約為2 602 m2，支護(hù)周長(zhǎng)約為206 m，基坑挖深為14.25～15.05 m。基坑?xùn)|側(cè)為高6層的商務(wù)服務(wù)中心，服務(wù)中心下設(shè)一層地下室，基礎(chǔ)埋深約4.00 m?；幽蟼?cè)為場(chǎng)區(qū)內(nèi)空地，空地南側(cè)為已建市政道路，基坑西側(cè)和北側(cè)為空地。擬建項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)內(nèi)地勢(shì)較平坦，基坑開挖影響范圍內(nèi)土層情況如下：1-1層為雜填土，1-2A層為素填土，1-2層為素填土，3層為粉質(zhì)黏土，5-1層為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，5-2層為中等風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。場(chǎng)地地下水類型淺部為潛水，深部為基巖裂隙水。

原設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁加二道鋼筋混凝土水平支撐支護(hù)，水平支撐平面布置詳情見圖1，豎向布置詳情見圖2。

2 支護(hù)樁檢測(cè)結(jié)果分析

2.1 檢測(cè)情況

依據(jù)建筑安裝工程質(zhì)量檢測(cè)中心提供的樁基鉆芯檢測(cè)報(bào)告，樁身混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度檢測(cè)值不滿足設(shè)計(jì)要求，其中8根實(shí)測(cè)樁長(zhǎng)小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。為進(jìn)一步調(diào)查支護(hù)樁成型質(zhì)量，業(yè)主委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)，共檢測(cè)30根樁，其中樁身完整的I類樁17根，樁身有輕微缺陷的Ⅱ類樁1根，樁身有明顯缺陷的Ⅲ類樁8根，樁身有嚴(yán)重缺陷的Ⅳ類樁4根。樁長(zhǎng)短缺最大值不超過2 m，最低樁身強(qiáng)度18.1 MPa。

2.2 檢測(cè)結(jié)果分析

依據(jù)兩份檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行分析，樁身有明顯缺陷的支護(hù)樁按廢樁處理，不參與計(jì)算。實(shí)際樁身間距為1 200 mm，支撐間距約為8.5 m，每支撐跨間按1根廢樁考慮，因此將支護(hù)樁間距折算為1 400 mm進(jìn)行計(jì)算。樁身強(qiáng)度取C15，樁長(zhǎng)按減少2 m計(jì)算。

以典型剖面（BC段）為例，采用理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算分析，并與原設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。

依據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，鑒于部分灌注樁身存在缺陷，原設(shè)計(jì)樁身配筋無法滿足其抗彎要求。因此，須對(duì)該項(xiàng)目基坑支護(hù)進(jìn)行加固，以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和坑內(nèi)施工的安全。

3 常見支護(hù)加固方法分析

3.1 補(bǔ)樁加固

針對(duì)樁身強(qiáng)度和樁長(zhǎng)局部不達(dá)標(biāo)的問題，充分檢測(cè)灌注樁樁身質(zhì)量，復(fù)核各樁身質(zhì)量欠缺程度，于基坑外側(cè)鄰近位置補(bǔ)充灌注樁。該加固方法思路清晰，簡(jiǎn)單明了，但存在以下問題：①項(xiàng)目依據(jù)每支撐跨補(bǔ)一根樁的原則，需補(bǔ)充施工約27根灌注樁，預(yù)估補(bǔ)樁工程造價(jià)約80萬元，即補(bǔ)充支護(hù)樁成本較高;②取芯檢測(cè)階段，大型旋挖機(jī)已退場(chǎng)，機(jī)械重新進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用高、難度大;③基坑四周難以為灌注樁施工提供場(chǎng)地條件;④重新補(bǔ)樁對(duì)總工期影響較大。

3.2 增加支撐

通過減小支撐間距以達(dá)到減小支護(hù)樁樁身跨長(zhǎng)，進(jìn)而減小支護(hù)樁樁身彎矩的目的，以使現(xiàn)已成型的灌注樁滿足抗彎要求[5]。該方法基于支護(hù)樁受力特點(diǎn)進(jìn)行加固，理論合理，安全可靠，但存在以下問題：①鋼立柱依據(jù)原混凝土支撐進(jìn)行布設(shè)，因此宜增加混凝土支撐，但新增混凝土支撐施工及相應(yīng)拆撐對(duì)工期影響較大;②原鋼格構(gòu)立柱和立柱樁依據(jù)兩道鋼筋混凝土支撐設(shè)計(jì)，難以滿足新增加鋼筋混凝土支撐所產(chǎn)生的荷載，需重新補(bǔ)充鋼格構(gòu)和立柱樁。

3.3 錨桿加固

該方法與增加支撐的方法原理相似，通過減小支錨間距以減小支護(hù)樁樁身彎矩。該方法主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①造價(jià)相對(duì)較低，增加兩道錨桿造價(jià)預(yù)算約55萬元;②可采用流水施工，對(duì)施工工期影響小，較鋼筋混凝土支撐無拆撐工況;③施工機(jī)械小，現(xiàn)場(chǎng)可滿足施工場(chǎng)地要求。但是，該方法同樣存在一些問題：①基坑四周若有鄰近建筑工程樁，錨桿施工易對(duì)鄰近建筑工程樁造成破壞;②坑外若為軟土層，如淤泥質(zhì)土層，錨固將無可靠錨固段，無法提供有效錨固力。

本項(xiàng)目基坑四周無鄰近樁基礎(chǔ)與錨桿交叉，項(xiàng)目施工場(chǎng)地局促，硬塑土埋深約為6 m，其下為強(qiáng)風(fēng)化巖層。綜合考慮基坑安全及加固成本因素，本項(xiàng)目宜采用錨桿加固法。

4 加固設(shè)計(jì)及計(jì)算分析

整個(gè)基坑采用鉆孔灌注樁支護(hù)，水平向設(shè)置兩道鋼筋混凝土支撐，于第一道支撐與第二道支撐間及第二道支撐與坑底間分別設(shè)置一道錨桿進(jìn)行加固。

由表2可知，對(duì)于本項(xiàng)目中出現(xiàn)的支護(hù)樁局部存在明顯缺陷、混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等問題，通過增設(shè)兩道錨桿，可較好地控制基坑變形與原設(shè)計(jì)基本一致，并使原設(shè)計(jì)樁身配筋滿足現(xiàn)狀受力要求。

5 結(jié)論

通過對(duì)南京某深基坑工程進(jìn)行加固方法分析，初步得到以下結(jié)論。

①對(duì)于因特殊因素導(dǎo)致支護(hù)樁樁身強(qiáng)度無法滿足設(shè)計(jì)要求等類似問題，可通過減小豎向支錨間距的方式減小支錨間樁身跨長(zhǎng)，進(jìn)而控制樁身彎矩，避免采取補(bǔ)樁等高成本補(bǔ)救措施。

②將錨桿或錨索應(yīng)用于樁撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，具有現(xiàn)實(shí)可行性和經(jīng)濟(jì)適用性;錨桿用于支護(hù)結(jié)構(gòu)加固，在項(xiàng)目案例中取得了較好效果，可為后續(xù)類似工程提供參考。

本文主要研究錨桿在“灌注樁+鋼筋混凝土”支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系中的加固應(yīng)用，而對(duì)于錨桿在“支護(hù)樁+預(yù)應(yīng)力”組合型鋼支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用還有待探索，其中主要涉及錨桿預(yù)應(yīng)力在施加過程中與組合型鋼預(yù)應(yīng)力之間的協(xié)調(diào)作用問題，是今后的一個(gè)重要研究課題。

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