張拉短樁與雙排樁結(jié)合的基坑支護方法在某新建工程中的應(yīng)用

◎ 國家圖書館 張 辛

1、工程概況

1.1 基坑情況

本工程基坑開挖深度11.35～14.05m，地層工程地質(zhì)條件較好，不含潛水層。基坑安全等級為一級，基坑側(cè)壁的重要性系數(shù)為1.1。

1.2 場地情況

1.2.1 基坑?xùn)|側(cè)為現(xiàn)有地下車庫及地下熱力站，兩棟建筑物的基礎(chǔ)底板埋深均比擬施工的基坑槽底深。地下熱力站距離擬開挖基坑邊坡約8米，原基坑支護為樁錨支護，地下車庫距離擬開挖基坑邊坡約2.5米，原基坑支護方式為復(fù)合土釘墻，樁、錨桿、土釘位置可通過存檔圖紙查閱確定；基坑四周均有地下管線。

1.2.2 基坑南側(cè)為擬建綜合辦公樓南側(cè)單體，在原有建筑物基礎(chǔ)上進行改擴建，距新開挖基坑邊坡約6米遠(yuǎn)有地下室，地下室埋深約5.6米。基坑施工時該側(cè)先開挖2.7米，然后進行基坑支護樁的施工。

1.2.3 基坑西側(cè)為公園，不具備放坡施工工作面。

1.2.4 基坑北側(cè)距基坑約18米遠(yuǎn)為住宅樓，有兩層地下室，地下室埋深約6.0米。

針對以上場地條件綜合進行分析，基坑開挖時無放坡面，基坑南、西、北三側(cè)邊坡均采用樁錨支護方式，但基坑?xùn)|側(cè)的地下建筑臨近擬施工的基坑邊坡且結(jié)構(gòu)埋深與本基坑相近，沒有做預(yù)應(yīng)力錨桿的空間，為此工程解決的重點。其他部位的地下建筑離基坑較遠(yuǎn)，且結(jié)構(gòu)埋深較淺，可通過計算，調(diào)整預(yù)應(yīng)力錨桿的角度和設(shè)置位置，避免對地下建筑產(chǎn)生影響，故不影響本基坑的樁錨施工。

1.3 采用的基本支護方式

基坑邊坡采用樁錨支護方式，整個基坑采用5個剖面進行支護，護坡樁直徑800mm，間距1600mm。護坡樁之間掛SEM2260型鋼板網(wǎng)，噴射混凝土進行保護，噴射混凝土強度等級為C20，噴射厚度為50mm。鋼板網(wǎng)采用以下方法固定在護坡樁上：Φ8的膨脹螺栓固定在護坡樁上，豎向間距1.0m，同時在兩樁間打U型卡（Φ16鋼筋），長200mm，寬300mm至500mm。基坑南、西、北側(cè)設(shè)置兩排錨桿。支護樁、錨桿長度根據(jù)不同的剖面在進行理論計算后，進行設(shè)置。

基坑平面布置圖如下所示：

2、工程特點、難點及對策

根據(jù)綜合分析，本工程基坑支護整體采用樁錨支護形式，東側(cè)基坑邊線距地下車庫距離僅2.5m；與地下熱力站距離僅為8m，結(jié)構(gòu)埋深均與本基坑相近。另外，在地下車庫、熱力站與基坑?xùn)|側(cè)邊坡之間，有新建的熱力管構(gòu)，其內(nèi)放置重要的熱力及空調(diào)水管線，是本地區(qū)的熱力、空調(diào)的大動脈。地下車庫和地下熱力站均為新建永久建筑，不能受到破壞影響，受其原有支護結(jié)構(gòu)的影響，無法按樁錨方式進行施工。

經(jīng)專家論證后，建議地下車庫部分做張拉短樁與基坑支護樁（懸臂樁）相連，即在基坑以外的一定距離，地下建筑物頂板之上，設(shè)置一根短樁，通過張拉連梁使其與支護樁（懸臂樁）頂部的冠梁連接，對支護樁的懸臂段進行拉結(jié)，保證樁后的土體不向基坑內(nèi)傾覆。由于地下車庫與擬施工基坑之間的土體僅有2.5米寬，且地下車庫埋深同擬開挖基坑深度相近，該部分土體的側(cè)壓力按有限寬度土體進行計算，通過理論計算，該支護方式完全能夠滿足設(shè)計要求。

地下熱力站部分距離擬施工的基坑邊坡距離為8.0米，該部分土體的側(cè)壓力按有限寬度土體進行計算后，按照懸臂樁+張拉短樁的方式無法滿足設(shè)計要求。由于原支護結(jié)構(gòu)的支護樁保存完好，通過張拉連梁使其與新建基坑的支護樁頂部的冠梁連接，按照雙排樁支護方式進行計算后，

3、護坡方案設(shè)計

3.1 護坡方案要科學(xué)合理，因地制宜，切實可行，確保深基坑邊坡安全可靠。

3.2 護坡工程要充分考慮到其經(jīng)濟合理性等。

3.3 根據(jù)本工程特點，基坑南、西、北三側(cè)邊坡采用普通樁錨支護的支護形式。

3.4 針對基坑?xùn)|側(cè)有地下車庫和地下熱力站，支護設(shè)計如下所示：

4-4剖面：基坑?xùn)|側(cè)，與現(xiàn)有地下車庫相鄰，基坑深度14.05m，直徑800mm支護樁，距離支護樁約7.0m遠(yuǎn)處設(shè)置張拉短樁，通過張拉連梁與支護樁（懸臂樁）相連；

5-5剖面：基坑?xùn)|側(cè)，與現(xiàn)有地下熱力站相鄰，基坑深度14.05m，直徑800mm支護樁，原有基坑支護樁距離新建基坑支護樁約7.0m遠(yuǎn)，通過連梁將兩排支護樁相連，形成雙排樁支護結(jié)構(gòu)。

4、4-4剖、5-5剖張拉短樁施工方法

4.1 4-4剖面施工方法

4-4剖面為基坑?xùn)|側(cè)邊坡與已有地下車庫結(jié)構(gòu)相連接處，該地下車庫埋深為13.35m，其上覆土厚度為2.9m。該剖面采用單排樁支護，護坡樁采用直徑800mm，間距1600mm的鋼筋混凝土灌注樁。同時，在距離護坡樁10m處，施工短樁，直徑1000mm，長度2m。通過張拉連梁使其與支護樁（懸臂樁）頂部的冠梁連接，其剖面布置如下圖所示：

4.2 5-5剖面施工方法

5-5剖面為基坑?xùn)|側(cè)邊坡與已有地下熱力站相連接處，該地下熱力站埋深為14.85mm，其上覆土厚度為2.7m。該剖面采用雙排樁支護，新開挖基坑支護樁（前排樁）采用直徑800mm，間距1600mm的鋼筋混凝土灌注樁。同時，利用地下熱力站施工時的基坑支護樁（直徑800mm，間距1600mm，樁長18m）作為后排樁，形成雙排樁支護結(jié)構(gòu)。其剖面布置如下圖所示。

5、基坑監(jiān)測的必要性

基坑工程施工及地下結(jié)構(gòu)施工期間，應(yīng)對基坑支護結(jié)構(gòu)受力和變形、周邊建筑物、重要道路及地下管線等保護對象進行系統(tǒng)的監(jiān)測。通過監(jiān)測，可以及時掌握基坑開挖及施工過程中支護結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)及周邊環(huán)境的變化情況，做到及時預(yù)報，為基坑邊坡和周邊環(huán)境的安全與穩(wěn)定提供監(jiān)控數(shù)據(jù)，防患于未然；通過監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)計參數(shù)的對比，可以分析設(shè)計的正確性與合理性，科學(xué)合理地安排下一步工序，必要時及時修改設(shè)計，使設(shè)計更加合理，施工更加安全。

本工程的基坑監(jiān)測內(nèi)容包括：鄰近建筑物、道路與管線等的沉降、傾斜、裂縫與水平位移；支護結(jié)構(gòu)水平位移。

6、結(jié)語

因現(xiàn)在城市土地利用率提高，新建工程的周圍經(jīng)常會出現(xiàn)永久地下建筑物，如何在不影響周圍地下建筑正常施工和結(jié)構(gòu)安全的前提下，保證新建工程基坑的安全、穩(wěn)定以及造價的經(jīng)濟性，基坑支護方法不能僅僅局限于現(xiàn)有的樁錨、土釘、地下連續(xù)墻等常規(guī)做法，更多的新方法、節(jié)約成本的好方式都會不斷應(yīng)運而生的，通過本文中張拉短樁的應(yīng)用，給建筑的同行們一些啟發(fā)。希望在保證安全、降低成本的共同目標(biāo)下，有更多的好方法能夠得到應(yīng)用和推廣。