雙排樁+短錨桿在有限范圍邊坡支護(hù)中的應(yīng)用

倪曉榮 單寶學(xué) 任培杰 李哲琳 裴相斌

(中國新興建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司，北京 100039)

0 引言

樁錨支護(hù)是目前深基坑支護(hù)體系中應(yīng)用較為普遍的一種形式，通過設(shè)置錨桿，可以有效的控制邊坡位移和確?；影踩涫┕ず啽?，造價(jià)合理，尤其是在土質(zhì)相對較硬的內(nèi)陸地區(qū)，應(yīng)用越來越廣泛。但近年來在城市深基坑施工中，由于市區(qū)建筑密集，新建工程和周邊既有建筑物地下室相鄰?fù)^近，使得新建工程相鄰建筑物側(cè)邊坡往往呈有限范圍邊坡狀態(tài)，即邊坡寬度為有限寬度，在有限范圍邊坡狀態(tài)下，基坑支護(hù)體系無法按照常規(guī)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其是采用樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)方案時(shí)，錨桿受周邊已有建(構(gòu))筑物地下室影響長度受到限制，錨桿基本位于滑裂面范圍以內(nèi)，從而極大地影響錨桿承載力，而需采取有限范圍邊坡支護(hù)方案。

針對有限范圍邊坡，通常采用組合式基坑支護(hù)形式，比如雙排樁支護(hù)體系、單排樁聯(lián)合多排預(yù)應(yīng)力短錨桿支護(hù)體系等。但對邊坡位移有特殊要求的深基坑，支護(hù)體系除應(yīng)確?；影踩€(wěn)定外，還應(yīng)采取其他措施控制支護(hù)結(jié)構(gòu)變形。

1 工程概況

本工程位于北京市朝陽區(qū)建華路，基坑?xùn)|西方向長約92 m，南北向?qū)捈s46 m，基坑開挖深度9.05 m～11.1 m，地下2層。

勘察最大勘探深度(20.00 m)范圍內(nèi)的地層，劃分為人工堆積層和第四紀(jì)沉積層兩大類，并按地層巖性及工程特性劃分為 6 個(gè)大層，分述如下：

表層為人工堆積之一般厚度為1.20 m～1.80 m的粉質(zhì)黏土素填土、黏質(zhì)粉土素填土①層。

人工堆積層以下為第四紀(jì)沉積之粉質(zhì)黏土②層，砂質(zhì)粉土③層，細(xì)砂④層,圓礫⑤層，重粉質(zhì)黏土⑥層。

地下水實(shí)測穩(wěn)定地下水水位標(biāo)高為23.36 m～23.71 m(埋深為16.20 m～16.50 m)，地下水類型為層間水。

地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)見表1。

表1 地層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表

本工程南側(cè)緊鄰一在建建筑，基坑開挖邊線距南側(cè)建筑地下室外墻皮約13.0 m，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，該側(cè)邊坡為有限范圍邊坡。另外，新建建筑該部位地下結(jié)構(gòu)為下沉廣場，地下外墻呈懸臂式狀態(tài)，故即使基坑肥槽回填后，該側(cè)邊坡支護(hù)體系仍然呈受力狀態(tài)，為永久性支護(hù)體系。根據(jù)上述特點(diǎn)，該側(cè)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，因錨桿長度受南側(cè)建筑限制，不能采用常規(guī)樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)，即單排樁加錨桿支護(hù)方案，而需采用組合式支護(hù)設(shè)計(jì)體系，另基坑支護(hù)體系除需保證基坑安全外，還需控制支護(hù)體系位移，不能因支護(hù)體系變形過大而給地下室外墻造成壓力，產(chǎn)生質(zhì)量事故。綜合以上分析，施工時(shí)采用雙排樁聯(lián)合多排預(yù)應(yīng)力短錨桿進(jìn)行支護(hù)。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程基坑南坡開挖深度11.0 m，地下結(jié)構(gòu)外墻距離樁內(nèi)皮為300 mm，支護(hù)設(shè)計(jì)為雙排樁加三排預(yù)應(yīng)力短錨桿。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下。

2.1 排樁設(shè)計(jì)參數(shù)

雙排樁樁長17.5 m，樁徑1 000 mm，樁間距為1.6 m，前后排樁中心距為3.0 m，樁身混凝土強(qiáng)度為C25。雙排樁樁頂均位于地面下1.5 m，樁頂上部采取磚砌擋土墻支護(hù)。

雙排樁鋼筋籠設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

2.2 錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)

本支護(hù)段共設(shè)計(jì)三排預(yù)應(yīng)力短錨桿，錨桿長度均為9.0 m，前部3.0 m為自由段，后部6.0 m為錨固段，設(shè)計(jì)鎖定值為90 kN，錨桿主筋為兩根7φ5(1 860)鋼絞線。錨桿豎向間距為2.0 m/3.0 m/3.0 m，橫向間距設(shè)置為一樁一錨。為防止錨桿鋼梁影響后續(xù)結(jié)構(gòu)外墻施工，鋼梁采用單根36b槽鋼。

2.3 冠梁及連系梁設(shè)計(jì)參數(shù)

樁頂設(shè)計(jì)1 200 mm×800 mm混凝土冠梁，并在前后排樁間設(shè)置1 200 mm×800 mm連系梁，連系梁間距1.6 m，冠梁及連系梁混凝土標(biāo)號均為C25。

該部位邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)平面布置見圖1，支護(hù)設(shè)計(jì)剖面見圖2。

該剖面軟件圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形計(jì)算結(jié)果見圖3。

3 施工工藝及過程管理

3.1 施工工藝

排樁采用人工挖孔樁施工工藝，成樁時(shí)每挖一節(jié)樁孔，做一節(jié)護(hù)壁，護(hù)壁強(qiáng)度滿足要求后再開挖下節(jié)樁孔。開挖至設(shè)計(jì)深度檢查合格后灌注混凝土。

預(yù)應(yīng)力錨桿采用土錨干成孔施工工藝，成孔完畢檢查合格后，下入鋼絞線，再進(jìn)行注漿。

3.2 施工管理重點(diǎn)

雙排樁施工重點(diǎn)：

1)樁位確定：由于錨桿施工需通過前后兩排護(hù)坡樁樁間，如前后排護(hù)坡樁樁位偏差較大，錨桿施工將很困難。樁位放線時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)位置放定前后排樁位，精確定位、反復(fù)校核，保證樁點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

2)成樁施工：成樁時(shí)應(yīng)注意控制樁身垂直度，前后排樁均應(yīng)跳樁施工，避免樁孔互相影響。鋼筋籠應(yīng)居中安置，混凝土澆灌時(shí)注意控制混凝土質(zhì)量及澆筑的連續(xù)性，避免樁身出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3)安全管理要求：每班作業(yè)前打開孔蓋，進(jìn)行氣體檢測，通風(fēng)后方可下孔作業(yè)；深度超過4 m時(shí)，要進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。孔內(nèi)有人作業(yè)時(shí)孔口要有人監(jiān)護(hù)，隨時(shí)與孔內(nèi)人員保持聯(lián)系。施工前檢查所用工具、設(shè)備，確認(rèn)完好后，再下井施工。

錨桿施工重點(diǎn)：

1)桿體加工要求。

鋼絞線加工時(shí)應(yīng)保持表面清潔，無污物，桿體制作應(yīng)在平坦、堅(jiān)實(shí)的地面上進(jìn)行，桿體應(yīng)保持順直，不得發(fā)生明顯變形。桿體自由段鋼絞線套φ20塑料軟管，兩端用鉛絲扎緊、膠布密封。桿體加工完畢后將注漿管沿支架中心孔插入至桿體端部。

2)成孔質(zhì)量要求。

錨桿孔位、孔徑、成孔角度等要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。

3)注漿要求。

錨桿采用孔底壓力注漿法，漿液通過注漿管從孔底注入，返出孔口后開始起拔注漿管，第一次注漿完成后繼續(xù)保持2次～3次補(bǔ)漿，保持孔內(nèi)漿液飽滿。

4)養(yǎng)護(hù)及張拉。

錨桿至少保證7 d養(yǎng)護(hù)期，且錨桿養(yǎng)護(hù)期間不得受到任何擾動(dòng)。滿足養(yǎng)護(hù)齡期后方可進(jìn)行張拉鎖定，張拉時(shí)需按規(guī)范要求分級張拉。

4 支護(hù)效果分析

本工程基坑開挖到槽底后，邊坡安全穩(wěn)定，各項(xiàng)變形指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。圖4是坡頂位移隨時(shí)間變形趨勢圖。

通過對邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納分析，結(jié)果如下：

邊坡開始開挖后，坡頂位移逐漸增大，并在挖到槽底后達(dá)到最大位移7.8 mm，而后隨著基礎(chǔ)的施工和肥槽的回填，位移呈現(xiàn)部分反彈，最后趨于穩(wěn)定于5 mm，相比理論計(jì)算坡頂最大位移20 mm，實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于理論計(jì)算結(jié)果，同時(shí)滿足了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對邊坡支護(hù)體系變形的要求。

根據(jù)坡頂位移觀測數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為雙排樁聯(lián)合多排短預(yù)應(yīng)力錨桿能夠滿足本工程邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)的要求，邊坡支護(hù)體系整體安全穩(wěn)定性較好，該方案取得了良好的支護(hù)效果。

5 結(jié)語

通過在本工程中的成功應(yīng)用，可以認(rèn)為雙排樁聯(lián)合多排預(yù)應(yīng)力短錨桿支護(hù)方案能夠有效解決有限范圍邊坡支護(hù)的問題，具有一定的可行性與適用性。該方案不僅能夠解決邊坡整體安全穩(wěn)定性問題，而且有利于控制支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部位移，尤其是對支護(hù)結(jié)構(gòu)位移有特殊要求的深基坑，具有更強(qiáng)的適用性，對同類工程具有較強(qiáng)的借鑒意義。