高層樓群臨近基坑開挖管錨支護(hù)設(shè)計(jì)研究

李祿　吳明雷

【摘要】研究高層樓群臨近基坑開挖管帽支護(hù)設(shè)計(jì)，對(duì)基坑開挖造成的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，介紹了幾種常見的管錨支護(hù)方式，并從結(jié)構(gòu)選擇、管錨支護(hù)方案設(shè)計(jì)和施工檢測(cè)等方面對(duì)高層樓群臨近基坑開挖管錨支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論。

【關(guān)鍵詞】高層樓群；管錨支護(hù)

城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，高層建筑建設(shè)規(guī)模不斷增大，城市空間逐漸狹窄，樓群之間的安全距離越來(lái)越短，在臨近樓群位置開挖管錨支護(hù)給周圍建筑的安全造成了一定的影響，并且已建樓層會(huì)對(duì)地質(zhì)特征產(chǎn)生一定的影響，支護(hù)設(shè)計(jì)需要對(duì)樓群產(chǎn)生的影響充分考慮，才能保證支護(hù)的安全性。

一、基坑開挖造成的風(fēng)險(xiǎn)

基坑開挖過(guò)程可能會(huì)造成底層擾動(dòng)，從而對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生很大影響，如果不能有效處理，可能會(huì)造成基坑垮塌甚至于建筑物倒塌等問(wèn)題，需要對(duì)基坑開挖造成的影響進(jìn)行充分研究分析。

（一）基坑開挖導(dǎo)致建筑倒塌

基坑開挖導(dǎo)致的建筑倒塌不是偶然發(fā)生的。主應(yīng)力在樁和高層建筑交接位置集中，施工逐漸進(jìn)行，推土下方產(chǎn)生了就較大的主應(yīng)力，并且主應(yīng)力矢量出現(xiàn)了變化，導(dǎo)致樁和建筑建筑位置以及基坑下方和堆土上方均產(chǎn)生了很大位移，達(dá)到材料的強(qiáng)度極限并最終造成破壞?；娱_挖逐漸加深，堆土和基坑之間產(chǎn)生了嗎明顯的滑動(dòng)，導(dǎo)致樁基傾斜，上部機(jī)構(gòu)傾斜逐漸加速，堆土本身的滑動(dòng)導(dǎo)致動(dòng)力水平作用在房屋基礎(chǔ)上，樓房水平位移增加，堆土另一面滑動(dòng)面產(chǎn)生，最終導(dǎo)致樓房倒塌。

（二）基坑開挖造成地面塌陷

地面塌陷主要作用機(jī)理是基坑整體失穩(wěn)坑底上隆，導(dǎo)致圍墻傾斜，鋼支撐和圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接剛度不大，堆成兩側(cè)軸力不在同一條線上，導(dǎo)致鋼支撐容易在載荷作用下失穩(wěn)?；娱_挖主要是由于地下連續(xù)墻深度不夠?qū)е碌?。鋼支撐技術(shù)要求不嚴(yán)格同樣是造成這種問(wèn)題的重要原因，施工過(guò)程中沒(méi)有對(duì)鋼支撐和地下連續(xù)墻預(yù)埋件的焊接工程進(jìn)行嚴(yán)格的控制，很多工程中忽略了焊接施工，導(dǎo)致局部地下連續(xù)墻側(cè)向位移過(guò)大，最終導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。

（三）基坑開挖導(dǎo)致臨近建筑物破壞

基坑開挖造成的臨近建筑物破壞主要是連續(xù)墻底部、基坑底部的基坑塌陷導(dǎo)致的位移過(guò)大造成的。連續(xù)墻深入不夠，會(huì)導(dǎo)致基坑兩側(cè)和道路下方以及河流下方形成滑動(dòng)面，最終造成基坑邊壁的整體失穩(wěn)。

二、幾種管錨支護(hù)形式

（一）土釘-支護(hù)結(jié)構(gòu)

通過(guò)基坑上方放坡處理避免了基坑邊壁出現(xiàn)的局部破壞，但是會(huì)導(dǎo)致一個(gè)潛在滑動(dòng)面的出現(xiàn)，說(shuō)明這種支護(hù)方式并不能獲得比較理想的邊壁穩(wěn)定性。

（二）土釘-放坡支護(hù)

分析基坑邊壁強(qiáng)度折減云圖和位移矢量分布圖，發(fā)現(xiàn)基坑上部采取放坡處理能夠減小對(duì)基坑邊壁的破壞，但是同樣存在一個(gè)明顯的潛在滑動(dòng)面，限制了這類支護(hù)的基坑開挖深度，并且要求周圍場(chǎng)地應(yīng)該比較寬闊。

（三）上部采用土釘-放坡，下部采用支護(hù)樁-錨桿復(fù)合支護(hù)

上部放坡，下部采用錨桿支護(hù)，能夠?qū)⒒舆叡诨瑒?dòng)面穿過(guò)支護(hù)結(jié)構(gòu)，限制土體滑動(dòng)，但是這種作用在超深基坑中不顯著。

（四）上部土釘-放坡，下部支護(hù)樁-錨桿-內(nèi)撐復(fù)合支護(hù)

這一類別支護(hù)結(jié)構(gòu)加內(nèi)撐之后能夠?qū)⒒衙鎮(zhèn)鬟f給深部單元體和穩(wěn)定單元體，協(xié)同控制邊坡穩(wěn)定性，條件允許情況下可使用加內(nèi)撐復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，適用于資金充足并且開挖深度很深的情況。

三、高層樓群臨近基坑管錨支護(hù)

（一）基坑開挖

采用土方分層開發(fā)組織形式，錨桿施工和土方開挖交叉進(jìn)行。嚴(yán)禁超過(guò)設(shè)計(jì)深度，采取措施，避免開挖過(guò)程中造成對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和工程樁以及基地原狀土的擾動(dòng)。一旦出現(xiàn)異動(dòng)，應(yīng)該停止開挖，調(diào)查原因并制定措施著手解決，才能夠繼續(xù)施工。

（二）開挖支護(hù)

1.支護(hù)結(jié)構(gòu)方案

粘性土、粉質(zhì)粘土等強(qiáng)度較高的地基，基坑深度6m以下，應(yīng)該采用放坡開挖或者懸臂樁墻支護(hù)。使用土釘支護(hù)如果地下水位較高，可采取降水措施，施工防滲墻，也可以使用錨桿樁墻支護(hù)方案，錨桿層數(shù)不適宜超過(guò)4層。淤泥質(zhì)或者飽和粘性土軟弱地基深度在7m以下，如果僅考慮邊坡穩(wěn)定性，可優(yōu)先使用水泥攪拌樁等重力式支護(hù)方法，基坑深度較大時(shí)可以施工地下連續(xù)墻，也可以使用擬作法施工。防滲止水要求很高時(shí)護(hù)樁間土體使用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行防滲加固，使用地下連續(xù)墻施工或者沉井法施工方案也比較合理。大型基坑工程采用中央開挖法、開槽施工等方案比較合理，并且不同邊坡的支護(hù)方法也不同。

2.管錨支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）噴射砼

清理坡面，保證坡面清潔、平整，放坡段土錨掛網(wǎng)噴射60-80mm砂漿，樁立面掛網(wǎng)噴射40-60mm砂漿，保證樁間土穩(wěn)定。按照水泥：砂子=1：4配合比拌制混凝土，噴射，中砂粗砂細(xì)度模數(shù)應(yīng)該在2.5以上，控制含水率在5%-7%。

（2）鋼管護(hù)坡樁

選擇鋼管專用打管機(jī)，直徑159*6mm規(guī)格無(wú)縫鋼管，按照要求確定孔徑、孔斜，按照國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

（3）錨桿施工

錨桿施工需要進(jìn)行預(yù)鉆，便于進(jìn)行鉆進(jìn)深度和注漿參數(shù)的調(diào)整， 檢查錨桿材料出廠合格證，使用漿液采用純水泥漿，使用32.5級(jí)水泥用作注漿材料，注漿壓力控制在2.0-3.0MPa，使用墊板進(jìn)行上下槽鋼連接。

（三）施工檢測(cè)

施工檢測(cè)的主要工作內(nèi)容是支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移和沉降以及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，預(yù)測(cè)點(diǎn)需要布置在基坑四側(cè)，并且每條邊至少要2個(gè)觀察點(diǎn)，觀察邊坡沿著基坑深度方向的位移變化以及附近地表、路面變形、開裂以及建筑物狀態(tài)觀察等。

施工開挖中需要對(duì)最大水平位移和基坑開挖深度比值進(jìn)行控制，不能大于0.40%并且最大位移量不能超過(guò)30mm，基坑開挖邊頂線2m范圍內(nèi)沉降值控制在3%以下，基坑開挖邊頂線2m范圍內(nèi)總沉降量控制在40mm以內(nèi)。

結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)逐漸加快，城鎮(zhèn)化程度達(dá)到了一個(gè)前所未有的水平，城市空間逐漸擁擠，使建筑施工對(duì)周邊建筑產(chǎn)生的影響成為了不能忽視的問(wèn)題，在基坑開挖過(guò)程中，緊鄰高層樓群的開挖將會(huì)對(duì)臨近建筑產(chǎn)生影響，并且基坑自身開挖難度也比較大，需要采取合理有效的開挖管錨支護(hù)方案，才能夠真正保證周圍樓群的安全，提高支護(hù)的穩(wěn)定性。

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