樁錨支護(hù)在陽(yáng)城法院永久性邊坡中的應(yīng)用

張 元 翼

(中國(guó)地質(zhì)工程集團(tuán)有限公司，北京 100120)

1 工程概況

本邊坡位于原陽(yáng)城縣西城水泥廠院內(nèi)，南鄰析城大道，北鄰現(xiàn)狀陽(yáng)城縣水村村平安小區(qū)C區(qū)住宅樓，東鄰規(guī)劃平安路，擬建陽(yáng)城法院辦公樓以北。

現(xiàn)狀地表高差起伏較大，成臺(tái)階狀分布，南北高差達(dá)到9 m左右。在擬建的法院辦公樓場(chǎng)地整平后，在其北側(cè)會(huì)形成高約11.5 m的人工開(kāi)挖邊坡(基坑部分2.6 m，永久性邊坡8.9 m)，邊坡長(zhǎng)度約76 m。

該處邊坡工程地理位置較特殊，邊坡坡頂塌滑區(qū)范圍內(nèi)有現(xiàn)狀6層建筑物，距離較近(最小距離約3 m)。邊坡安全等級(jí)為一級(jí)，周邊環(huán)境復(fù)雜，對(duì)邊坡開(kāi)挖變形控制異常嚴(yán)格。

2 工程及水文地質(zhì)條件

根據(jù)場(chǎng)地所處地理位置及周邊建筑物環(huán)境，該邊坡所在場(chǎng)地范圍內(nèi)，平時(shí)無(wú)明顯地表水流，主要地表水來(lái)源為大氣降水。

在鉆探深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的地下水流，但根據(jù)場(chǎng)地地形及抗滑樁施工過(guò)程中的情況，場(chǎng)地東側(cè)，第四紀(jì)覆蓋層較厚，且存在厚度較大的強(qiáng)透水層(碎石類土層)。因此在大氣降水垂直下滲的影響下，局部存在短暫的、水量較大的地下水流，其補(bǔ)給來(lái)源主要因?yàn)榇髿饨邓班徑ㄖ乇硭聺B形成，在抗滑樁設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)注意該層地下水對(duì)工程施工的影響。

3 基坑圍護(hù)方案

3.1 基坑支護(hù)方案的選擇

該基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，施工條件不一，根據(jù)地質(zhì)條件，開(kāi)挖深度、周邊建筑物的高度、荷重、基礎(chǔ)形式及埋深、基礎(chǔ)距基坑邊距離，基坑土壓力等選擇既能保證基坑安全、經(jīng)濟(jì)又能便于施工的設(shè)計(jì)方案。建筑基坑的紅線范圍內(nèi)可以利用的場(chǎng)地面積非常狹小，北側(cè)有居民住宅樓，且距離邊坡開(kāi)挖邊線僅3.0 m。根據(jù)場(chǎng)地水文、地質(zhì)條件，碎石類土層較厚，在大氣降水垂直下滲影響下，局部存在短暫的、水量較大的地下水流，對(duì)邊坡整體穩(wěn)定不利。而且下伏巖質(zhì)邊坡局部出露，產(chǎn)狀平緩，巖層傾向?yàn)轫樒路较?，在土巖結(jié)合面存在軟弱滑移面，擬建法院辦公樓基槽開(kāi)挖后形成的邊坡存在順坡方向滑移的可能。

經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析、計(jì)算，結(jié)合基坑周邊環(huán)境和工程地質(zhì)條件，最終確定采用排樁+錨索支護(hù)方案。其中支護(hù)樁采用鉆孔灌注樁，錨索采用預(yù)應(yīng)力錨索。

3.2 附屬樓段支護(hù)方案

該段基坑長(zhǎng)30 m，豎向開(kāi)挖深度15 m?；由喜?永久性邊坡)采用樁錨支護(hù)，下部也采用樁錨支護(hù)形式。

基坑布置護(hù)坡樁，護(hù)坡樁設(shè)計(jì)的合理性不僅關(guān)系到基坑的安全，對(duì)工程造價(jià)也影響較大。經(jīng)多種樁徑及間距對(duì)比分析，選用直徑1 000、間距1.8 m的樁是安全的，也是經(jīng)濟(jì)的，基坑外側(cè)掛鋼筋網(wǎng)，噴射C30混凝土護(hù)面，并在樁頂設(shè)置冠梁。

3.3 審判庭段支護(hù)方案

該段基坑長(zhǎng)35 m，豎向開(kāi)挖深度11.5 m?；拥纳喜?永久性邊坡部分)采用樁錨支護(hù)形式，下部采用錨索支護(hù)形式，具體見(jiàn)圖1。

護(hù)坡樁采用直徑1 000、間距1.8 m的樁。在鉆進(jìn)過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)灰?guī)r面較淺，則樁身長(zhǎng)度適當(dāng)調(diào)整，確保樁端進(jìn)入灰?guī)r深度不小于3 m，并在樁頂設(shè)置冠梁。

根據(jù)以上的方案，錨索層數(shù)、長(zhǎng)度、樁長(zhǎng)、樁間距各不相同，但盡量保證同層的冠梁和腰梁在同一高度上，以提高基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體剛度。

在樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)中，灌注樁及鉆孔錨索的施工工藝在晉城地區(qū)已經(jīng)比較成熟，而在地下水位以上的碎石類土層中錨索鉆孔成孔難且費(fèi)用大，而跟管鉆進(jìn)方法解決了這些問(wèn)題，不但施工工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而且錨索承載力高，錨索承載力也超過(guò)了預(yù)期效果。

3.4 地下水治理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)挖樁情況，場(chǎng)地局部地段揭露有地下水，該層水屬于地表水下滲形成，應(yīng)注意其對(duì)邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)及施工的影響。另外需要對(duì)邊坡頂部居民小區(qū)的生活污水及地表水加強(qiáng)管理，防止生活污水通過(guò)地下管道下滲，對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。

3.5 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程采用的是錨拉式支擋結(jié)構(gòu)，擋土結(jié)構(gòu)采用的是平面桿系結(jié)構(gòu)彈性支點(diǎn)法進(jìn)行的分析，作用在錨拉結(jié)構(gòu)上的荷載取擋土結(jié)構(gòu)分析時(shí)得出的支點(diǎn)力。

在對(duì)各設(shè)計(jì)工況進(jìn)行計(jì)算過(guò)程中，邊坡支護(hù)參數(shù)取用如表1所示。

表1 邊坡支護(hù)參數(shù)

沿基坑走向在冠梁頂每隔15 m設(shè)置一個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)，根據(jù)12次的基坑變形監(jiān)測(cè)結(jié)果，護(hù)坡樁樁頂最大水平位移為11.5 mm，相鄰建筑物的最大沉降量為2.35 mm，基坑的位移及相鄰建筑物的沉降量均小，均在規(guī)范要求范圍之內(nèi)。說(shuō)明基坑工程是安全的，支護(hù)方案達(dá)到了預(yù)期效果。

3.6 錨桿設(shè)計(jì)

根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量和保護(hù)環(huán)境的原則，錨桿(索)采用拉力型錨桿(索)，在易塌孔的碎石土等地層可以采用跟管鉆進(jìn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本基坑工程的成功實(shí)施，豐富了晉城地區(qū)的錨桿(索)在填土、粉土、碎石土等易塌孔的土層中采用跟管鉆進(jìn)的施工工藝，并可以降低工程造價(jià)，加快施工進(jìn)度。

隨著各縣區(qū)的老區(qū)改造及丹河新城的建設(shè)發(fā)展，在城區(qū)及縣城周邊會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的深基坑及邊坡。在支護(hù)基坑(邊坡)安全等級(jí)較高的項(xiàng)目時(shí)，樁錨支護(hù)方案可優(yōu)先考慮使用，不僅可以滿足周邊環(huán)境的變形控制要求，而且在現(xiàn)場(chǎng)的施工場(chǎng)地利用上也可以合理布置，為以后此類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工組織管理提供了一個(gè)良好的案例，具有一定的推廣和指導(dǎo)意義。