樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

1、<p>　　樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用</p><p>　　【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。本文對類似深基坑開挖支護(hù)設(shè)計(jì)與施工具有一定的借鑒作用。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】：深基坑、樁錨支護(hù)、抗拔試驗(yàn)、變形觀測 </p><

2、p><b>　　1. 前言 </b></p><p>　　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挖面積、場地的巖土工程性質(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，通過設(shè)置單層或多層預(yù)應(yīng)力錨索使排

3、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。 </p><p>　　2. 工程概況及地質(zhì)條件 </p><p><b>　　2.1 工程概況 </b></p><p>　　該工程位于合肥市繁華大道與松谷

4、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)類型為大直徑人工挖孔樁，基坑長約135米，寬約90米，基坑開挖深約14米。 </p><p>　　該建筑場地周邊環(huán)境條件較復(fù)雜，場地北側(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。 &

5、lt;/p><p><b>　　2.2 地質(zhì)條件 </b></p><p>　　擬建場地地勢平坦，地質(zhì)條件簡單，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)見表1。 </p><p>　　3.1 基坑的特點(diǎn) </p><p>　　綜合分析本工程周圍場地地理位置、土質(zhì)條件，基坑開挖深度及周邊環(huán)境條件等多種因素。本

6、基坑具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： </p><p>　?。?）開挖深度比較深，大面積開挖深度達(dá)14m，屬一級基坑。 </p><p>　?。?）場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)。 </p><p>　?。?）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土質(zhì)造成的影響，特別是上層雜填土的影響。 &l

7、t;/p><p>　?。?）基坑開挖深度內(nèi)是具有膨脹性的膨脹土層，土方開挖后支護(hù)的及時(shí)性對基坑的成敗有很大影響。 </p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)方案 </b></p><p>　　由于擬建場地狹小，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，通過樁與

8、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。 </p><p>　　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)向荷載通過錨索的拉結(jié)作用傳遞到周圍穩(wěn)定的地層中去。它具有開挖工作面開闊、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20.0m，嵌固深度

9、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)度等級均為C30。共設(shè)三層預(yù)應(yīng)力錨索，錨索孔徑150mm，錨索長度22m、22m、20m，錨索間距同樁間距，傾角15°。 </p><p>　　4. 位移監(jiān)測結(jié)果 </p><p>　　本工程圍護(hù)體施工、基坑開挖和地下結(jié)構(gòu)施工期間實(shí)施動態(tài)管理，嚴(yán)密進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容主要為支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移，共2

10、0監(jiān)測點(diǎn)，表2列出了最具代表性的3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的水平位移結(jié)果，測量數(shù)據(jù)表明，在基坑開挖和使用期內(nèi)，最大水平位移為28mm，基本與計(jì)算值相符，符合規(guī)范對基坑變形控制的設(shè)計(jì)要求，對基坑周邊建筑物、管線未造成不良影響。通過計(jì)算結(jié)果與實(shí)測位移的對比，說明了樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的可行性。 </p><p>　　表2 基坑變形觀測結(jié)果 </p><p>　　從圖2 可以看出，變形計(jì)算值在基坑開挖前期較小，在開挖后

11、期變形速率明顯增大，而變形實(shí)測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)致開挖前期，實(shí)測的變形值大于計(jì)算的變形值；而由于前期的變形，支護(hù)結(jié)構(gòu)更快的開始發(fā)揮作用，導(dǎo)致開挖后期實(shí)測的變形速率要比計(jì)算變形速率要小。但總體來說，在基坑開挖到設(shè)計(jì)底標(biāo)高時(shí)，變形實(shí)測值一般都要小于變形計(jì)算值。 </p><p>　　5. 錨索抗拔結(jié)果分析 &l

12、t;/p><p>　　對錨索的抗拔試驗(yàn)結(jié)果分兩個(gè)方面分析，一是在各級荷載作用下，錨頭的位移量相對穩(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)大于自由段長與1/2錨固段長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： </p><p>　　式中： ：理論伸長值（mm）； </p><p>　　N：張拉荷載（N） </p><

13、;p>　　L：錨索自由段和張拉工作段長度（mm） </p><p>　　A：錨索面積（mm2） </p><p>　　E：錨索實(shí)測彈性模量，取1.95×105Mpa </p><p>　　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)場抽取了8根錨索進(jìn)行了抗拔試驗(yàn)，試驗(yàn)采用分級加荷載法，并按錨索軸向最大受拉承載力設(shè)計(jì)值的10%、20

14、%、40%、60%、80%、100%逐級加荷，試驗(yàn)結(jié)果見表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)。 </p><p>　　從表2、表3可以看出，錨固段長度相同而自由段長度不同的錨索在同樣的試驗(yàn)條件下，錨索總長度長的最大外拔量較大，而回彈率較小，這說明錨索的自由段的長度應(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

15、可以適當(dāng)提高，可以更好的控制基坑的變形。 </p><p>　　表3 各級荷載作用下錨索的抗拔結(jié)果 </p><p>　　從圖3可以看出，在錨固段長度一定情況下，自由段長度大的荷載?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度應(yīng)取理論計(jì)算值和滿足錨筋伸長率允許值所對應(yīng)的錨筋長度兩者中的小值。 </p><p>

16、<b>　　6. 結(jié)語 </b></p><p>　　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，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題，避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)倒坍事故的發(fā)生。 </p><p>　　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。 </p><

17、;p>　　3）、施工過程中必須堅(jiān)持信息化管理，不僅一定要有專業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場指導(dǎo)施工，對施工中出現(xiàn)的問題隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，還要堅(jiān)持監(jiān)測系統(tǒng)和施工配合作業(yè)。根據(jù)現(xiàn)場情況及時(shí)分析原因，調(diào)整設(shè)計(jì)。 </p><p>　　4）、土方開挖必須與土釘施工同步進(jìn)行，嚴(yán)禁超挖，土方開挖不宜一味追求進(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。 </p><

18、;p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 王利風(fēng)、余堯天、方建忠等.大型地下室深基坑綜合圍護(hù)施工技術(shù)[J].浙江建筑，2005，22（1）：33-36。 </p><p>　　[2] 龔曉南主編。深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊[M]。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998。 </p><p>　　[3] JGJ120-99 建