兩樁一錨在深基坑支護中的應用

兩樁一錨在深基坑支護中的應用

預制錨支持技術廣泛應用于基底工程中。在地質條件和周邊環(huán)境比較復雜的垂直開挖或小坡度放坡支護中，多采用樁錨結構，其主要施工工藝多采用剛性樁與預應力錨索配合。這種工法往往能較好的保證基坑安全，減少不穩(wěn)定因素1基坑設計范圍山東中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院綜合病房樓深基坑工程位于濟南市市中區(qū)。擬建的工程包括主樓及地下車庫，地上14層，地下2層，建筑平面近似矩形，平面尺寸為83.1m×88.8m，基坑開挖深度約10.6～12.1m?；又苓吔ㄖ至ⅲ叵鹿芫€密布，道路縱橫交錯?；颖眰?.3～8.4m為鍋爐房和制劑室，地上1～2層；基坑西側3.2～6.19m為食堂，地上2～3層；基坑南側9.1～11.0m為辦公樓，地上5層；基坑東側3.0m為洗衣樓，地上2層。另外，基坑四周外5.0m范圍內還分布大量的污水管、給水管、電纜溝等地下管線?；又苓叚h(huán)境復雜，基坑安全性要求高。2基坑支護情況通過本次的勘察報告揭示，項目區(qū)的地貌單元比較單一，屬于山前沖洪積傾斜平原，項目區(qū)內地形起伏不大，地勢稍有變化，地面標高39.46～41.79m。基坑支護涉及的地層主要為：(1)素填土，(1)-1雜填土，(2)碎石，(2)-1粉質粘土，(3)碎石，(3)-1含碎石粉質粘土，(4)殘積土，(5)全風化閃長巖。場區(qū)鉆孔揭露地下水穩(wěn)定水位埋深為4.27～4.70m，水位標高約35.85～35.88m，年變化幅度約2～3m，場地巖溶水水位標高約28.0m?；又ёo設計參數見表1。3基礎工程的維護設計3.1設方方案確定(1）本項目開挖深度相對較大，根據項目區(qū)工程地質條件，并且考慮周邊建筑物、構筑物、地下管線等及建設方的要求，決定采用樁錨支護設計方案和“兩樁一錨”布設方式。基坑類型為土質基坑，分為5個支護單元，按一級基坑設計。(2）基坑周邊設計超載20kPa，建筑物根據經驗取18kPa/層；施工車輛取60t，根據經驗折算為30kPa；超載作用的范圍是基坑坡頂外擴2m；本項目基坑設計年限為540d。3.2預應力錨索支護(1）排樁：混凝土支護樁樁徑0.6m，樁長約16.1～19.6m，樁間距1.2m；采用通長配筋，鋼筋材質為HRB400強度標準值f(2）錨索：長度為16.0～20.0m，間距2.4m，采用矩形布置，錨孔直徑150mm，桿材為2S21.6和3S21.6鋼絞線，采用預應力錨索，錨索與水平面夾角為15°，錨索應按要求進行鎖定。腰梁為2根22a槽鋼，承壓板為200mm×200mm厚20鋼板(3）注漿材料均采用水泥漿，水泥型號P.O42.5，水灰比為0.5，均采用壓力注漿，第一次注漿壓力0.4～0.5MPa，二次注漿壓力不應小于1.5MPa，水泥漿強度不低于M20(4）面層：排樁立面面層鋼筋網按?6.5@300×300布置，噴砼C20，支護樁坡面混凝土厚度不小于50mm。4錨索試驗檢測錨索的施工質量對于基坑安全至關重要。本工程進行了錨索現(xiàn)場試驗，實施過程遵循《建筑基坑支護規(guī)程》（JGJ120-2012）要求。錨索試驗包括基本試驗及驗收試驗，主要檢測抗拔承載力極限值。本項目中基本試驗錨索在現(xiàn)場隨機抽取，用于確定錨索抗拔承載力極限值，選取了3根；驗收試驗進行了33根，用于判定錨索在抗拔承載力檢測值下是否發(fā)生斷絲、變形等異常。具體試驗過程如下所述。4.1．錨頭位移測讀加政基本試驗采用循環(huán)加荷法，加荷等級及位移觀測時間按《建筑基坑支護規(guī)程》（JGJ120-2012）表A.2.3確定，最大加載量取設計值547kN的1.144倍（即625.8kN），錨頭位移測讀和加卸載符合A.2.5條的規(guī)定。錨索基本試驗荷載—位移P-S曲線見圖1，錨索荷載—彈性位移P-S根據錨索試驗結果，錨索基本試驗最大加載量625.8kN時，錨頭最大位移55.45～67.68mm，回彈量28.37～35.60mm，每級加載時產生的位移量均大于錨索桿體材料的伸長量，表明土層錨索其變形除材料自身彈性變形外，錨固體承擔主要的軸向壓應變，實測錨桿抗拔承載力極限值為625.8kN。4.2錨索力學性能驗收試驗采用單循環(huán)加荷法，加荷等級及位移觀測時間《建筑基坑支護規(guī)程》（JGJ120-2012）表A.4.2確定，最大試驗荷載下錨索桿體應力，不應超過預應力鋼膠線抗拉強度標準值的0.85倍，錨頭位移測讀和加卸載符合A.4.3條根據錨索試驗結果，錨索驗收試驗最大加載量626.0kN時，錨頭最大位移55.16～60.0mm，最大回彈量33.70～37.00mm大于桿體自由端長度理論彈性伸長量80%(26.14～27.62mm），加載至檢測值時錨索位移穩(wěn)定，錨索拉力值符合設計5基坑支護結構及樁身水平位移變化本基坑工程監(jiān)測項目包括支護結構坡頂水平位移和豎向位移、深層水平位移、錨索軸力、周圍建筑物、地表裂縫監(jiān)測、基坑周邊地下水位監(jiān)測、周邊管線變形監(jiān)測等。實時掌握基坑變形、周邊建筑（構筑）物地基變形數據，預測發(fā)展趨勢，為安全、科學的施工提供指導意義。本次基坑開挖時間為2016年5月10日，至2017年10月22日進行了基坑回填，監(jiān)測時間總歷時530d。開挖過程中進行了兩次錨索施工?；幼冃吻闆r以基坑北側冠梁及支護結構為例進行說明，其中冠梁水平位移歷史曲線見圖4，基坑北側支護結構隨深度變化位移曲線見圖5。從圖4看，在基坑監(jiān)測周期內，冠梁水平位移總體呈增加趨勢。在工程前期，基坑開挖過程中，由于受兩次錨索張拉索定的影響，冠梁水平位移呈現(xiàn)較大變化，開挖至基底時最大值達到13.9mm；在工程中后期，支護結構施工完畢后至基坑回填時段，冠梁水平位移受坡頂施工因素的影響存在上下小幅波動，但整體趨勢相對平穩(wěn)。從圖5看，在基坑監(jiān)測周期內，樁身水平位移隨深度變化呈減小趨勢，至基底時趨于0mm，即基底處樁身水平位移量基本為零。樁身水平最大位移位于樁頂附近，數值較小，僅3.2mm。在錨索附近，位移極小，說明錨索受力良好，設計參數取值比較準確、可靠。施工過程中，我們對周邊環(huán)境做了沉降觀測，并進行了數據統(tǒng)計。統(tǒng)計結果是建筑物沉降6.2～9.5mm，周邊道路沉降7.3～9.0mm，地下管線5.2～7.9mm，由此可見，沉降變形值比較小。根據上述分析，基坑支護結構、周邊建筑物、道路、地下管線變形均較小，均處于安全狀態(tài)，并且遠小于報警值，這說明預應力錨索在深基坑支護中安全可靠，應用效果非常好。6施工質量及效果本工程基坑相對較深，因此選用了預應力錨索進行支護，并采用了“兩樁一錨”的施工方法，這樣可以在保證達到設計要求的同時，減少錨索的數量，經濟可靠。錨索施工完畢后，通過基本試驗及驗收試驗，對錨索的施工質量進行了鑒定，試驗結果符合規(guī)范及設計要求。為了了解基坑支護方案對周邊建筑物、構筑物的影響，本項目進行了較為詳細的監(jiān)測。監(jiān)測結果是基坑支護結構變形較小，基坑周邊建筑物、構