高層建筑深基坑預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨桿支護(hù)的應(yīng)用

富榮輝，劉 昱

（中國(guó)水利水電第十三工程局有限公司，山東 德州 253009）

1 工程概況

中國(guó)水電·云立方（成都）項(xiàng)目位于成都市龍泉驛區(qū)成龍路北側(cè)、大面西路西側(cè)。規(guī)劃建設(shè)凈用地面積85 605.73 m2。一期工程由12幢高層（30層）及地下車庫(kù)1層組成。建筑面積：地上181 000 m2、地下31 000 m2?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)基坑安全等級(jí)二級(jí)?；舆呺x道路除會(huì)展路約12 m外，其余均小于5 m，道路下均有地下管線（給排水管、電力電纜、通信光纜、交通信號(hào)線等）。場(chǎng)地內(nèi)地下水埋深較淺，在勘察期間測(cè)得，地下水水位埋深為地表下0.45～4.06 m，主要為接受大氣降水和地表水滲入補(bǔ)給的淺層孔隙潛水，根據(jù)水化學(xué)分析表明，地下水水質(zhì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性作用。場(chǎng)地屬溫黃平原地貌，為海積軟土地基。場(chǎng)內(nèi)地勢(shì)基本平坦，經(jīng)勘察揭示，在基坑影響深度范圍內(nèi)，地基土主要由上覆的第四系沉積物組成。

場(chǎng)地土層的透水性特征：①號(hào)土垂直滲透系數(shù)Kv=6.9×10-8cm/s、水平滲透系數(shù)KH=6.00×10-8cm/s；②-1號(hào)土垂直滲透系數(shù)Kv=8.2×10-8cm/s、水平滲透系數(shù)KH=6.90×10-8cm/s；②-2號(hào)土垂直滲透系數(shù)Kv=9.7×10-8cm/s、水平滲透系數(shù)KH=8.20×10-8cm/s，屬弱透水層。

2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)

由于基坑面大、形狀復(fù)雜，若采用常規(guī)的圍護(hù)樁加支撐方案，一是造價(jià)高，二是加撐拆撐施工周期長(zhǎng)，三是增加基礎(chǔ)施工的難度。因此，此工程基坑采用灌注樁加（預(yù)應(yīng)力）錨桿和復(fù)合土釘墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.1 樁加錨支護(hù)

樁加錨支護(hù)位于北、東兩側(cè)（距離道路較近），開挖深度5.40 m，主結(jié)構(gòu)采用￠800@1 000 mm鉆孔灌注樁加4排（預(yù)應(yīng)力）錨桿（1根￠22 mm鋼筋），壓頂梁設(shè)在-2.50 m處，壓頂梁高700 mm、寬1 000 mm，鉆孔樁有效樁長(zhǎng)為14.5 mm。

錨桿的孔徑為不小于110 mm，入射角度均為10°。第1排位于壓頂梁處，錨桿長(zhǎng)20 m，不施加預(yù)應(yīng)力；第2排設(shè)在標(biāo)高-3.70 m處，錨桿長(zhǎng)20 m，施加預(yù)應(yīng)力30 kN，并用槽鋼鎖定；第3排設(shè)在標(biāo)高-4.70 m處，錨桿長(zhǎng)22 m，采用預(yù)應(yīng)力錨桿施加預(yù)應(yīng)力30 kN，并用槽鋼鎖定，第4排設(shè)在標(biāo)高-5.70 m處，錨桿長(zhǎng)18 m，施加預(yù)應(yīng)力20 kN，并用槽鋼鎖定。

坑外（樁后）采用￠600@450 mm水泥攪拌樁止水，坑內(nèi)（被動(dòng)土區(qū)）采用￠600@500 mm4排水泥攪拌樁加固，加固體深8 m（見圖1）。

圖1 樁加錨支護(hù)剖面

2.2 復(fù)合土釘墻支護(hù)

復(fù)合土釘墻支護(hù)位于南西側(cè)，開挖深度6.40 m，頂部卸土2 m，主結(jié)構(gòu)采用￠600@450 mm4排水泥攪拌樁加3排錨桿（1根￠22 mm鋼筋），水泥攪拌樁有效樁長(zhǎng)12 m。

錨桿的孔徑為不小于110 mm，入射角度均為10°；第1排位于標(biāo)高-3.80 m處，錨桿長(zhǎng)15 m；第2排設(shè)在標(biāo)高-4.80 m處，錨桿長(zhǎng)17 m；第3排設(shè)在標(biāo)高-5.80 m處，錨桿長(zhǎng)17 m?？觾?nèi)（被動(dòng)土區(qū)）采用￠600@500 mm2排水泥攪拌樁加固，加固體深8 m（見圖2）。

2.3 預(yù)應(yīng)力錨桿施工

土方開挖深度低于錨桿面300～500 mm，錨桿成孔采用鉻陽(yáng)鏟成孔，成孔后進(jìn)行錨桿安裝、洗孔、注漿，7 d后施加預(yù)應(yīng)力并鎖定（基坑排水和挖土按常規(guī)要求進(jìn)行）。

2.4 錨桿拉拔試驗(yàn)

圖2 復(fù)合土釘墻支護(hù)剖面

預(yù)應(yīng)力錨桿在成都地區(qū)3萬(wàn)多平方米的大基坑為首次應(yīng)用，為慎重起見，在基坑開挖前先對(duì)錨桿在淤泥土中進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，結(jié)果表明錨桿抗拔力完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 基坑變形及周圍建筑物監(jiān)測(cè)

3.1 測(cè)點(diǎn)布置

監(jiān)測(cè)前，先對(duì)基坑周圍環(huán)境、地下管線及周圍建筑物進(jìn)行了解。在此基礎(chǔ)上，于該基坑四周布設(shè)13個(gè)深層位移監(jiān)測(cè)孔，按照監(jiān)測(cè)計(jì)劃，2012年5月20日開始監(jiān)測(cè)基坑周邊土體分層水平位移情況。直至10月27日，先后對(duì)埋設(shè)的CX1～CX13孔各進(jìn)行了歷時(shí)4個(gè)多月，共160多次測(cè)試。另外對(duì)周圍建筑物道路及地面進(jìn)行沉降位移觀察。

3.2 測(cè)斜（點(diǎn)）管的埋設(shè)

1）埋設(shè)測(cè)斜管采用￠90 mm有定向刻槽的PVC塑料管，一組對(duì)準(zhǔn)基坑的導(dǎo)槽，為監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)方向。

2）土體分層水平位移監(jiān)測(cè)采用SX-20型高精度測(cè)斜儀。監(jiān)測(cè)從孔底開始，由下向上逐點(diǎn)完成。測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距一律為l m，雙向測(cè)試。

3）以孔底為位移零位點(diǎn)，必要時(shí)采取零位值校正措施，以確保觀測(cè)資料的準(zhǔn)確性。實(shí)際監(jiān)測(cè)誤差不大于2.0 mm。

4）根據(jù)中國(guó)水電·云立方工程基坑施工進(jìn)度，采取跟蹤測(cè)試方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)位移大小調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率。

3.3 監(jiān)測(cè)成果分析

3.3.1 水平位移觀察

對(duì)開始至結(jié)束監(jiān)測(cè)獲得的土體分層水平位移和沉降觀察原始數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算、匯總并繪制出土體分層水平位移—深度曲線圖（見圖3）。

1）位移變化主要顯示在0～13 m內(nèi)，13 m以下位移變化較小。

2）土體開始開挖位移增幅較明顯，開挖完成墊層澆筑后逐漸趨于穩(wěn)定；位移最大量均沒(méi)有超過(guò)設(shè)計(jì)值，最大位移位于深度1～7 m處，這和設(shè)計(jì)位移分析和彎距、剪力最大處分析情況完全相符。

3）CX12位于樁加錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，位移曲線呈突出狀，不同于CX8，說(shuō)明2種不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移變化不同。

3.3.2 沉降觀察

圖3 土體分層水平位移——深度曲線圖

基坑周圍地面沉降很小，最大處為2.95 mm(位于13軸北端），故對(duì)周圍道路及管線均末造成任何影響。

4 結(jié)語(yǔ)

1）實(shí)測(cè)表明，預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)比鋼管土釘墻支護(hù)具有更高的安全性及可靠性。

2）施工期間對(duì)基坑土體及周圍建筑物的位移、沉降監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和變化信息的精確性，有利于及時(shí)采取相應(yīng)措施，保證基坑施工和周圍建筑物的安全。

3）預(yù)應(yīng)力錨桿在每個(gè)施工面完成后，應(yīng)進(jìn)行4～6 d的養(yǎng)護(hù)期，再進(jìn)入下一層施工面。不能超速超挖，然后用槽鋼（2排）將鋼筋錨桿鎖定后再施加預(yù)應(yīng)力，這樣才能有效發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)作用。

4）從預(yù)應(yīng)力錨桿的抗拔力試驗(yàn)來(lái)看，還沒(méi)有施加預(yù)應(yīng)力，錨桿抗拔力就已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)值（還沒(méi)有達(dá)到極限破壞值），說(shuō)明鋼筋土釘?shù)目拱瘟?yīng)該比鋼管土釘?shù)目拱瘟σ?，再施加預(yù)應(yīng)力，則對(duì)整個(gè)基坑的支護(hù)具有更好的穩(wěn)定性及安全性，本項(xiàng)目3萬(wàn)多平方米的基坑整體開挖至今已有半年之久，基坑變形狀況良好，其作用是顯而易見的。

5）該支護(hù)體系柔性好、自重輕，能承受較大變形，并具有良好的抗動(dòng)荷載能力。施工期間噪音小、無(wú)振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境干擾小，且施工便利。

［1］張雪，秦躍民.深基坑支護(hù)施工技術(shù)［J］.蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2003.

［2］李宏慶.深基坑土釘支護(hù)的工程實(shí)踐［J］.山東建材，2006（04）.

［3］陳忠漢，等.深基坑工程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.