張拉短樁與雙排樁結(jié)合的基坑支護(hù)方法在某新建工程中的應(yīng)用

◎ 國(guó)家圖書(shū)館 張 辛

1、工程概況

1.1 基坑情況

本工程基坑開(kāi)挖深度11.35～14.05m，地層工程地質(zhì)條件較好，不含潛水層。基坑安全等級(jí)為一級(jí)，基坑側(cè)壁的重要性系數(shù)為1.1。

1.2 場(chǎng)地情況

1.2.1 基坑?xùn)|側(cè)為現(xiàn)有地下車(chē)庫(kù)及地下熱力站，兩棟建筑物的基礎(chǔ)底板埋深均比擬施工的基坑槽底深。地下熱力站距離擬開(kāi)挖基坑邊坡約8米，原基坑支護(hù)為樁錨支護(hù)，地下車(chē)庫(kù)距離擬開(kāi)挖基坑邊坡約2.5米，原基坑支護(hù)方式為復(fù)合土釘墻，樁、錨桿、土釘位置可通過(guò)存檔圖紙查閱確定；基坑四周均有地下管線(xiàn)。

1.2.2 基坑南側(cè)為擬建綜合辦公樓南側(cè)單體，在原有建筑物基礎(chǔ)上進(jìn)行改擴(kuò)建，距新開(kāi)挖基坑邊坡約6米遠(yuǎn)有地下室，地下室埋深約5.6米。基坑施工時(shí)該側(cè)先開(kāi)挖2.7米，然后進(jìn)行基坑支護(hù)樁的施工。

1.2.3 基坑西側(cè)為公園，不具備放坡施工工作面。

1.2.4 基坑北側(cè)距基坑約18米遠(yuǎn)為住宅樓，有兩層地下室，地下室埋深約6.0米。

針對(duì)以上場(chǎng)地條件綜合進(jìn)行分析，基坑開(kāi)挖時(shí)無(wú)放坡面，基坑南、西、北三側(cè)邊坡均采用樁錨支護(hù)方式，但基坑?xùn)|側(cè)的地下建筑臨近擬施工的基坑邊坡且結(jié)構(gòu)埋深與本基坑相近，沒(méi)有做預(yù)應(yīng)力錨桿的空間，為此工程解決的重點(diǎn)。其他部位的地下建筑離基坑較遠(yuǎn)，且結(jié)構(gòu)埋深較淺，可通過(guò)計(jì)算，調(diào)整預(yù)應(yīng)力錨桿的角度和設(shè)置位置，避免對(duì)地下建筑產(chǎn)生影響，故不影響本基坑的樁錨施工。

1.3 采用的基本支護(hù)方式

基坑邊坡采用樁錨支護(hù)方式，整個(gè)基坑采用5個(gè)剖面進(jìn)行支護(hù)，護(hù)坡樁直徑800mm，間距1600mm。護(hù)坡樁之間掛SEM2260型鋼板網(wǎng)，噴射混凝土進(jìn)行保護(hù)，噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，噴射厚度為50mm。鋼板網(wǎng)采用以下方法固定在護(hù)坡樁上：Φ8的膨脹螺栓固定在護(hù)坡樁上，豎向間距1.0m，同時(shí)在兩樁間打U型卡（Φ16鋼筋），長(zhǎng)200mm，寬300mm至500mm。基坑南、西、北側(cè)設(shè)置兩排錨桿。支護(hù)樁、錨桿長(zhǎng)度根據(jù)不同的剖面在進(jìn)行理論計(jì)算后，進(jìn)行設(shè)置。

基坑平面布置圖如下所示：

2、工程特點(diǎn)、難點(diǎn)及對(duì)策

根據(jù)綜合分析，本工程基坑支護(hù)整體采用樁錨支護(hù)形式，東側(cè)基坑邊線(xiàn)距地下車(chē)庫(kù)距離僅2.5m；與地下熱力站距離僅為8m，結(jié)構(gòu)埋深均與本基坑相近。另外，在地下車(chē)庫(kù)、熱力站與基坑?xùn)|側(cè)邊坡之間，有新建的熱力管構(gòu)，其內(nèi)放置重要的熱力及空調(diào)水管線(xiàn)，是本地區(qū)的熱力、空調(diào)的大動(dòng)脈。地下車(chē)庫(kù)和地下熱力站均為新建永久建筑，不能受到破壞影響，受其原有支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，無(wú)法按樁錨方式進(jìn)行施工。

經(jīng)專(zhuān)家論證后，建議地下車(chē)庫(kù)部分做張拉短樁與基坑支護(hù)樁（懸臂樁）相連，即在基坑以外的一定距離，地下建筑物頂板之上，設(shè)置一根短樁，通過(guò)張拉連梁使其與支護(hù)樁（懸臂樁）頂部的冠梁連接，對(duì)支護(hù)樁的懸臂段進(jìn)行拉結(jié)，保證樁后的土體不向基坑內(nèi)傾覆。由于地下車(chē)庫(kù)與擬施工基坑之間的土體僅有2.5米寬，且地下車(chē)庫(kù)埋深同擬開(kāi)挖基坑深度相近，該部分土體的側(cè)壓力按有限寬度土體進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)理論計(jì)算，該支護(hù)方式完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

地下熱力站部分距離擬施工的基坑邊坡距離為8.0米，該部分土體的側(cè)壓力按有限寬度土體進(jìn)行計(jì)算后，按照懸臂樁+張拉短樁的方式無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。由于原支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)樁保存完好，通過(guò)張拉連梁使其與新建基坑的支護(hù)樁頂部的冠梁連接，按照雙排樁支護(hù)方式進(jìn)行計(jì)算后，

3、護(hù)坡方案設(shè)計(jì)

3.1 護(hù)坡方案要科學(xué)合理，因地制宜，切實(shí)可行，確保深基坑邊坡安全可靠。

3.2 護(hù)坡工程要充分考慮到其經(jīng)濟(jì)合理性等。

3.3 根據(jù)本工程特點(diǎn)，基坑南、西、北三側(cè)邊坡采用普通樁錨支護(hù)的支護(hù)形式。

3.4 針對(duì)基坑?xùn)|側(cè)有地下車(chē)庫(kù)和地下熱力站，支護(hù)設(shè)計(jì)如下所示：

4-4剖面：基坑?xùn)|側(cè)，與現(xiàn)有地下車(chē)庫(kù)相鄰，基坑深度14.05m，直徑800mm支護(hù)樁，距離支護(hù)樁約7.0m遠(yuǎn)處設(shè)置張拉短樁，通過(guò)張拉連梁與支護(hù)樁（懸臂樁）相連；

5-5剖面：基坑?xùn)|側(cè)，與現(xiàn)有地下熱力站相鄰，基坑深度14.05m，直徑800mm支護(hù)樁，原有基坑支護(hù)樁距離新建基坑支護(hù)樁約7.0m遠(yuǎn)，通過(guò)連梁將兩排支護(hù)樁相連，形成雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)。

4、4-4剖、5-5剖張拉短樁施工方法

4.1 4-4剖面施工方法

4-4剖面為基坑?xùn)|側(cè)邊坡與已有地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)相連接處，該地下車(chē)庫(kù)埋深為13.35m，其上覆土厚度為2.9m。該剖面采用單排樁支護(hù)，護(hù)坡樁采用直徑800mm，間距1600mm的鋼筋混凝土灌注樁。同時(shí)，在距離護(hù)坡樁10m處，施工短樁，直徑1000mm，長(zhǎng)度2m。通過(guò)張拉連梁使其與支護(hù)樁（懸臂樁）頂部的冠梁連接，其剖面布置如下圖所示：

4.2 5-5剖面施工方法

5-5剖面為基坑?xùn)|側(cè)邊坡與已有地下熱力站相連接處，該地下熱力站埋深為14.85mm，其上覆土厚度為2.7m。該剖面采用雙排樁支護(hù)，新開(kāi)挖基坑支護(hù)樁（前排樁）采用直徑800mm，間距1600mm的鋼筋混凝土灌注樁。同時(shí)，利用地下熱力站施工時(shí)的基坑支護(hù)樁（直徑800mm，間距1600mm，樁長(zhǎng)18m）作為后排樁，形成雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)。其剖面布置如下圖所示。

5、基坑監(jiān)測(cè)的必要性

基坑工程施工及地下結(jié)構(gòu)施工期間，應(yīng)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和變形、周邊建筑物、重要道路及地下管線(xiàn)等保護(hù)對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)掌握基坑開(kāi)挖及施工過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)及周邊環(huán)境的變化情況，做到及時(shí)預(yù)報(bào)，為基坑邊坡和周邊環(huán)境的安全與穩(wěn)定提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，防患于未然；通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)比，可以分析設(shè)計(jì)的正確性與合理性，科學(xué)合理地安排下一步工序，必要時(shí)及時(shí)修改設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更加合理，施工更加安全。

本工程的基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：鄰近建筑物、道路與管線(xiàn)等的沉降、傾斜、裂縫與水平位移；支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移。

6、結(jié)語(yǔ)

因現(xiàn)在城市土地利用率提高，新建工程的周?chē)?jīng)常會(huì)出現(xiàn)永久地下建筑物，如何在不影響周?chē)叵陆ㄖＪ┕ず徒Y(jié)構(gòu)安全的前提下，保證新建工程基坑的安全、穩(wěn)定以及造價(jià)的經(jīng)濟(jì)性，基坑支護(hù)方法不能僅僅局限于現(xiàn)有的樁錨、土釘、地下連續(xù)墻等常規(guī)做法，更多的新方法、節(jié)約成本的好方式都會(huì)不斷應(yīng)運(yùn)而生的，通過(guò)本文中張拉短樁的應(yīng)用，給建筑的同行們一些啟發(fā)。希望在保證安全、降低成本的共同目標(biāo)下，有更多的好方法能夠得到應(yīng)用和推廣。