錨拉新技術(shù)在基坑再支護(hù)工程中的應(yīng)用

周軍紅

(中航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100098)

基坑工程隨著地區(qū)巖土性質(zhì)不同而有很大差異。建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)通?？煞譃闃?墻)式支護(hù)體系和重力式支護(hù)體系兩大類，樁(墻)式支護(hù)體系一般由圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)、支撐(或錨桿)結(jié)構(gòu)以及防水帷幕等部分組成［1］。近年來北京地區(qū)基坑支護(hù)工程主要以土釘墻、懸臂樁支護(hù)、鋼板樁支護(hù)、護(hù)坡樁—錨桿支護(hù)、擋土墻(土釘墻)—護(hù)坡樁—錨桿支護(hù)、雙排樁支護(hù)、內(nèi)支撐式排樁支護(hù)和地下連續(xù)墻等樁(墻)式支護(hù)體系為主［2-6］。基坑支護(hù)工程中除了采用上述常規(guī)順作法施工外，北京地區(qū)也出現(xiàn)采用逆作法設(shè)計(jì)施工的工程實(shí)例［7］。常規(guī)基坑支護(hù)方法在面對日益競爭激烈的市場，急需技術(shù)創(chuàng)新來降低成本，在市場競爭中取得主動。為此，我們在北京某小區(qū)18號樓地下車庫基坑支護(hù)再支護(hù)工程中，大膽探索，第一次提出護(hù)坡樁間拉桿和錨桿聯(lián)合設(shè)計(jì)新技術(shù)和施工新工藝。在施工過程中我們進(jìn)行信息化施工［8，9］，經(jīng)過實(shí)時(shí)位移動態(tài)觀測分析及嚴(yán)格的現(xiàn)場管理，成功完成該基坑再支護(hù)工程，實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)技術(shù)新穎、經(jīng)濟(jì)合理，且能帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 工程概況與地質(zhì)條件簡介

擬建北京某危改小區(qū)位于北京市西城區(qū)西舊簾子胡同以南，2號樓為6層住宅樓，18號樓為地下2層車庫。北側(cè)2號住宅樓與南側(cè)18號樓地下車庫緊鄰(具體平面位置詳見圖1)，兩樓基礎(chǔ)底板高差3.96 m，基坑已采用懸臂樁方案進(jìn)行支護(hù)處理，由于邊坡施工超載需進(jìn)行基坑再支護(hù)。本工程地質(zhì)條件情況為:勘察21.0 m深度范圍內(nèi)揭露地層共劃分為3大層，即第①層為人工堆積填土層，其下為第②層新近沉積層，再下為一般第四系沉積層;勘探期間，地下水水位在26.67 m左右，埋深約19.20 m，近3年～5年最高水位約29.70 m。

2 護(hù)坡樁間拉桿和錨桿聯(lián)合設(shè)計(jì)

北京某小區(qū)18號樓地下車庫支護(hù)工程起初采用懸臂灌注樁方案，樁長6.0 m，嵌固深度2.0 m。該工程包括南北坡，起初設(shè)計(jì)懸臂灌注樁方案時(shí)，要求緊鄰車庫北邊的北京某小區(qū)2號住宅樓結(jié)構(gòu)只能起到地上2層部分，只有這樣才能保證車庫從現(xiàn)有標(biāo)高(－1.5 m)繼續(xù)向下安全開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高(－4.0 m)。但是由于緊鄰的2號住宅樓施工速度過快，在車庫開挖施工前已經(jīng)施工到地上4層半部分，為保證2號樓和車庫都能同時(shí)安全施工，故需對原先已經(jīng)施工完的懸臂灌注樁支護(hù)進(jìn)行再支護(hù)處理。由于甲方成本的嚴(yán)格限制和工期特緊的要求，在已有護(hù)坡樁間進(jìn)行兩道錨桿施工是不現(xiàn)實(shí)的，結(jié)合商業(yè)軟件計(jì)算進(jìn)行一道錨桿施工又不安全，在此情況下我們采用護(hù)坡樁間拉桿和錨桿聯(lián)合設(shè)計(jì)。

該聯(lián)合設(shè)計(jì)就是在已有的懸臂樁支護(hù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行錨桿再支護(hù)時(shí)，首次將第一道錨桿用一道鋼筋拉桿代替，通過該道拉桿將整個(gè)被支護(hù)邊坡和上部建筑結(jié)構(gòu)聯(lián)合成為一個(gè)整體。該設(shè)計(jì)新技術(shù)經(jīng)過實(shí)踐初步檢驗(yàn)，在北京地區(qū)淺基坑再支護(hù)工程設(shè)計(jì)中是切實(shí)可行和經(jīng)濟(jì)合理的，且便于現(xiàn)場施工。

經(jīng)計(jì)算［10］，錨拉聯(lián)合設(shè)計(jì)具體內(nèi)容如下:

1)設(shè)計(jì)分為兩步:第一步土方開挖深度為樁頂冠梁頂面標(biāo)高下1.0 m，進(jìn)行第一道鋼筋拉桿施工;第二步土方開挖至樁頂冠梁頂面標(biāo)高下2.5 m，進(jìn)行第二道錨桿施工。

3)第二道錨桿長15.0 m，自由端長 5.0 m，錨固端長10.0 m，張拉力為150 kN，2樁～4樁一錨。

4)第二道錨桿桿體采用2根fptk=1 860 MPa的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，使用250 mm×250 mm×20 mm的A3鋼板做墊板，腰梁采用2根16號工字鋼梁，錨桿孔徑150 mm。

5)注漿材料使用P.O32.5硅酸鹽水泥，注漿結(jié)束后，7 d后開始張拉。

錨拉聯(lián)合設(shè)計(jì)平面圖和剖面圖見圖1，圖2。

圖1 錨拉設(shè)計(jì)平面圖（部分）

3 護(hù)坡樁間拉桿和錨桿聯(lián)合施工

3.1 總體工序

基坑土方開挖至樁頂冠梁頂面標(biāo)高下1.0 m→第一道鋼筋拉桿施工→土方開挖至樁頂冠梁頂面標(biāo)高下2.50 m→第二道錨桿施工→土方開挖至地下車庫設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.2 分部工序

1)第一道鋼筋拉桿施工工序。墻體和樁間土鉆孔定位→桿體制作→鉆孔→桿體安裝焊接→安裝槽鋼腰梁→錨頭部位制作及安裝→張拉鎖定。

圖2 錨拉設(shè)計(jì)剖面圖

2)第二道錨桿施工工序。樁間土鉆孔定位→桿體制作→鉆孔→桿體安裝→注漿→養(yǎng)護(hù)→安裝腰梁→錨頭部位制作及安裝→張拉鎖定。

3.3 施工順序

錨桿和拉桿施工順序皆為先施工中部后施工兩側(cè)。

4 橫向變形監(jiān)測分析

基坑進(jìn)行錨拉再支護(hù)時(shí)，進(jìn)行信息化施工，通過橫向變形位移動態(tài)監(jiān)測，確保工程順利進(jìn)行。本工程采用視準(zhǔn)線法測量橫向變形位移。所謂視準(zhǔn)線法就是沿測槽壁設(shè)置一條視準(zhǔn)線，在該線的兩端穩(wěn)定地段設(shè)置兩個(gè)工作基準(zhǔn)點(diǎn)A，B，在此基線上沿槽壁按照需要設(shè)置若干測點(diǎn)，然后用小角度法用經(jīng)緯儀測出各測點(diǎn)橫向位移［2］。

在已經(jīng)施工好的護(hù)坡樁樁頂冠梁上布設(shè)7個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，另外在基槽東西邊各5 m的位置布設(shè)兩個(gè)監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)，詳細(xì)位置見圖3。初始布置時(shí)，7個(gè)監(jiān)測點(diǎn)和2個(gè)監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)通過經(jīng)緯儀保證施放在一條直線上。當(dāng)車庫基槽從現(xiàn)有標(biāo)高向下再繼續(xù)開挖時(shí)，用經(jīng)緯儀和尺子通過2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)開始對7個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)觀測，在開挖的過程中保證每天至少三次，開挖結(jié)束一周后可減少到1 d一次，正常時(shí)15 d后結(jié)束觀測，同時(shí)認(rèn)真將各點(diǎn)每次橫向位移記錄在監(jiān)測表中。

圖3 橫向位移監(jiān)測平面圖

結(jié)合記錄進(jìn)行時(shí)間位移分析，分析結(jié)果見圖4，由圖4可知基坑起初橫向位移為負(fù)值，其主要是首道拉桿受力張拉鎖定所致，隨著土方的向下開挖基坑橫向位移逐漸變?yōu)檎登易畲笪灰茷? cm，其主要為拉桿彈性變形所致，其余橫向變形都不大于1.5 cm，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求［11］。

圖4 橫向位移與時(shí)間變化曲線圖

5 結(jié)語

經(jīng)過北京某小區(qū)18號樓基坑再支護(hù)工程中拉錨聯(lián)合設(shè)計(jì)的成功實(shí)施，得出如下結(jié)論:1)在北京地區(qū)同類條件的基坑支護(hù)工程中且經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同意，可采用改進(jìn)的拉桿來代替首道錨桿，以節(jié)約基坑支護(hù)成本。2)在基坑再支護(hù)工程施工過程中要對基坑橫向變形進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)觀測，進(jìn)行信息化施工，確保基坑支護(hù)安全施工。

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［11］GB 50202—2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.