深基坑樁錨支護結(jié)構(gòu)錨索軸力監(jiān)測分析

鞏玉志，武換娥，2，袁志國

(1.河北建研科技有限公司，河北石家莊 050021;2.石家莊理工職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050228）

深基坑樁錨支護結(jié)構(gòu)錨索軸力監(jiān)測分析

鞏玉志1，武換娥1，2，袁志國1

(1.河北建研科技有限公司，河北石家莊 050021;2.石家莊理工職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050228）

為了解深基坑樁錨支護結(jié)構(gòu)錨索的工作狀態(tài)，對石家莊市鳴鹿大廈深基坑樁錨支護結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力錨索軸力進行了鎖定及基坑開挖回填過程中的監(jiān)測。監(jiān)測成果的分析表明:錨索鎖定時穿心千斤頂油壓表讀數(shù)與錨索實際軸力存在較大差別，究其原因是張拉設(shè)備與錨具的不匹配;下道錨索張拉鎖定會使上道錨索軸力減小，但影響不大;基坑回填后錨索軸力有所下降，但降幅不大;實測最大錨索軸力為錨索設(shè)計值的17.9%～50.7%。

深基坑;樁錨支護;錨索;軸力;監(jiān)測

1 工程概況

石家莊市鳴鹿大廈工程位于石家莊市中心地帶，建筑物為地上26層，地下2層，框剪結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)?；娱_挖深度為11.2 m，基坑北側(cè)緊鄰2棟4層建筑，其中靠西側(cè)的建筑基礎(chǔ)埋深約2 m，靠東側(cè)的建筑基礎(chǔ)埋深約5 m?；?xùn)|側(cè)緊鄰馬路，場地狹小，采用放坡+樁錨支護結(jié)構(gòu)進行基坑支護，基坑平面尺寸為70 m×40 m。

2 場地工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報告，擬建場地地層自上而下分別為:

①填土，層厚0.60～2.30 m;

②黃土狀粉質(zhì)粘土，層厚0.40～2.20 m;

③黃土狀粉土，層厚2.70～3.80 m;

④黃土狀粉土，層厚1.00～2.30 m;

⑤中砂，層厚0.20～5.10 m;

⑥粉質(zhì)粘土，層厚2.90～4.30 m;

⑦粉土，層厚0.40～1.80 m;

⑧粉質(zhì)粘土，層厚1.30～4.40 m;

⑨中砂，層厚2.30～4.10 m;

⑩卵石，最大揭露層厚22.50 m。

45 m內(nèi)未見地下水。

基坑影響深度范圍內(nèi)土層的物理力學(xué)指標詳見表1。

表1 土層的物理力學(xué)指標

3 基坑支護方案

本基坑采用放坡+樁錨支護結(jié)構(gòu)進行支護，上部1.7 m按0.3進行放坡開挖，采用鋼板網(wǎng)噴射混凝土護面，下部采用樁錨支護結(jié)構(gòu)。支護樁直徑為800 mm，樁長為15.5 m，嵌固深度為6 m，樁間距為1.5 m。錨索采用一樁一錨，錨索設(shè)計參數(shù)見表2。方案Ⅰ中邊載按5 m寬度的局部荷載100 kPa考慮，方案Ⅱ中邊載按6 m寬度的局部荷載100 kPa考慮，方案Ⅲ中邊載按自然地面均布荷載15 kPa考慮。

表2 錨索設(shè)計參數(shù)

4 錨索軸力監(jiān)測

為掌握在基坑開挖過程及后續(xù)使用中錨索軸力的變化是否在設(shè)計的可控范圍內(nèi)，在出現(xiàn)異常情況時能及時反饋給設(shè)計人員，同時為今后的樁錨支護設(shè)計提供工程數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，選取12根錨索進行了軸力監(jiān)測，包括方案Ⅰ中的第二道和第三道錨索各4根，方案Ⅱ中第一道和第二道各1根，方案Ⅲ中第一道和第二道各1根。錨索軸力監(jiān)測點平面布置示意圖見圖1。錨索監(jiān)測儀器為振弦式錨索測力計及XP02振弦式頻率測定儀。

圖1 錨索軸力監(jiān)測點平面布置示意圖

4.1 錨索鎖定值監(jiān)測

在進行錨索張拉鎖定時發(fā)現(xiàn)，油壓千斤頂顯示壓力大于錨索測力計的輸出值。取出夾片再次進行張拉時發(fā)現(xiàn)油壓千斤頂顯示壓力與錨索測力計的輸出值基本吻合。分析原因，張拉系統(tǒng)中，支架與錨頭的尺寸型號不匹配，在張拉過程中夾片阻力很大，導(dǎo)致油壓千斤頂顯示壓力大于錨索測力計的輸出值，錨索軸力實測值與設(shè)計鎖定值之比為16.6%～56.3%。錨索張拉設(shè)備及安裝見圖2，現(xiàn)場情況最終未進行調(diào)整，導(dǎo)致錨索實際鎖定值較設(shè)計鎖定值偏小。錨索鎖定軸力實測值見表3。

圖2 錨索張拉設(shè)備及安裝示意圖

表3 錨索鎖定軸力實測值

4.2 基坑開挖至回填過程中錨索軸力監(jiān)測

2011年3月12日，基坑開挖到5 m，開始進行錨索張拉與鎖定，布設(shè)了1～6號錨索軸力監(jiān)測點。2011年3月17日，基坑開挖到8 m，未進行最后一道錨索張拉鎖定前，實測錨索軸力比鎖定值提高6.0%～38.4%。2011年3月21日，基坑深度為8 m，開始進行最后一道錨索張拉與鎖定時，實測錨索軸力比上一次數(shù)據(jù)稍有下降(除4號錨索外），下降幅度為0.4%～1.6%。2011年3月28日至7月14日，基坑開挖到底，深度為11.2 m，實測錨索軸力基本處于平穩(wěn)增大狀態(tài)，較錨索鎖定值提高8.8%～104.4%，平均提高37.5%。2011年7月30日，基坑采用素混凝回填，回填了5 m，實測錨索軸力比最大數(shù)據(jù)稍有下降(除5號錨索外），下降幅度為2.9%～4.6%。2011年8月15日，基坑回填至冠梁頂，實測錨索軸力比最大數(shù)據(jù)稍有下降(除4號錨索失效、5號錨索外），下降幅度為5.3%～6.5%。實測錨索最大軸力為設(shè)計值的17.9%～50.7%，錨索最大軸力實測值見表4。錨索軸力實測值隨時間變化情況如圖3。

表4 錨索最大軸力實測值

圖3 錨索軸力實測值隨時間變化曲線

5 結(jié)論

通過對該基坑工程錨索軸力的監(jiān)測，從中得到以下結(jié)論:

(1）錨索張拉鎖定力能否達到設(shè)計的要求，在很大程度上取決于張拉鎖定設(shè)備的匹配性，僅僅根據(jù)穿心千斤頂油壓表讀數(shù)往往達不到理想的效果;

(2）下道錨索張拉鎖定時，會使上道錨索的軸力略有減小，本工程在下道錨索張拉鎖定時，上道錨索軸力減小0.4%～1.6%;

(3）隨著基坑的開挖及開挖完成后未開始回填前，錨索軸力基本處于增長狀態(tài)，本工程錨索最大軸力較錨索鎖定值提高8.8%～104.4%，平均提高37.5%;

(4）隨著基坑回填，錨索軸力略有減小，本工程基坑回填至冠梁頂時錨索軸力較錨索最大軸力減小5.3%～6.5%;

(5）整個基坑錨索軸力監(jiān)測過程中，實測最大錨索軸力為設(shè)計值的17.9%～50.7%，遠達不到錨索設(shè)計值，說明本方案還存在優(yōu)化的空間。

［1］JGJ 120－99，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］GB 50497－2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］JGJ 94－2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］龔曉南.深基坑工程設(shè)計施工手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1998.

［5］周勇，朱彥鵬.框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護結(jié)構(gòu)的錨桿預(yù)應(yīng)力損失研究［J］.工程勘察，2010，(9）:1－6.

［6］張永安，李峰.邊坡錨索預(yù)應(yīng)力長期監(jiān)測成果分析［J］.工程勘察，2010，(3）:11－14.

［7］吳燕開，郭海輪.復(fù)雜條件下基坑支護結(jié)構(gòu)變形及受力情況分析研究［J］.巖土工程學(xué)報，2008，30(S1）:473－478.

［8］劉衛(wèi)鐸.可回收錨索工藝在城市地鐵施工中的應(yīng)用［J］.鐵道工程學(xué)報，2011，(3）:105－109.

Analysis on Monitoring of Anchor’s Axial Force of Piles and Anchor Support System in Deep Foundation Pit

GONG Yu-zhi1，WU Huan-e1，2，YUAN Zhi-guo2(1.Hebei Building Research Technology Co.，Ltd.，Shijiazhuang Hebei 050021，China;2.Shijiazhuang Institute of Technology，Shijiazhuang Hebei 050228，China）

In order to understand anchor’s working state of pile and anchor support system in deep foundation pit，the axial force of pre-stressed anchor cable was monitored in the whole process of deep foundation pit excavating and backfilling in Shijiazhuang City.Some conclusions were got by analyzing monitoring results.It was proved that a big difference exists between oil pressure gauge reading of jack and practical axial force of anchor because of the mismatch of stretching equipment and anchorage.Axial force of former anchor was decreased due to latter anchor tension with little effect and axial force of anchor was decreased slightly when deep foundation pit was backfilled.It was monitored that the measured values had 17.9%to 50.7%of designed values.

deep foundation pit;pile and anchor support;anchor;axial force;monitoring

TU473.2

:A

:1672－7428(2012）10－0066－03

2012－05－09;

2012－09－24

鞏玉志(1980－），男(漢族），河北臨西人，河北建研科技有限公司，注冊土木工程師(巖土）、一級建造師，巖土工程專業(yè)，碩士，從事巖土工程工作，河北省石家莊市槐中路244號，gongyuzhi2000@126.com。