樁錨結構在深基坑支護中的應用分析

張 嬌 曹 瑩

(北京愛地地質勘察基礎工程公司，北京 100144)

在我國建筑產業迅猛發展，不斷壯大的同時，人們對地下空間的利用需求越發強烈。與此同時，深基坑支護技術成為了地下空間能否安全、合理、順利使用的決定性因素。近年來，樁錨支護結構以其便于施工、安全可靠的特點，其實用性得到了業界的廣泛認同，成為適用面廣泛的深基坑工程支護型式之一。本文以北京地區某深基坑工程為實例，對樁錨結構在深基坑支護中的應用進行闡述、分析。

1 工程概況

項目位于朝陽區東四環慈云寺橋西南，屬CBD核心區，東側為東四環中路，北側為朝陽路。基坑西側及南側為現有居民小區，其地下車庫部分距現有場地較近。總建筑面積80 594 m2，基坑南北長130 m，東西寬77 m，平面上基本成菱形。開挖深度16.4 m～18.0 m。

2 基坑支護結構的選型

目前深基坑工程中常用的支護形式種類繁多，根據支護原理和結構形式的不同可大致分為以下幾種常見形式：自然放坡、土釘墻、復合土釘墻、懸臂樁、樁錨、地下連續墻、鋼筋混凝土(或鋼)內支撐等。

那么，面對如此繁雜的支護類型，面對具體工程，我們該如何取舍。筆者認為工程地質和水文地質條件；基坑相鄰建筑物的位置、基礎形式；基坑周邊地下管線的位置、深度、抵御變形的能力[1]等都與深基坑支護選型息息相關。那么工程支護結構選型時的前期工作就顯得至關重要。一旦前期踏勘不詳細，施工過程中將會大概率出現無法按圖施工的重大失誤，甚至引起安全隱患，而后期重大設計變更會拖延項目進度和提高工程造價。

本工程綜合考慮規程中支護結構選型、基坑周邊環境、開挖深度、工程地質條件等因素，在總結類似基坑工程成功的經驗和失敗教訓的基礎上，適合本工程的支護結構型式[3]有以下幾種：1)樁錨；2)雙排樁；3)樁+內支撐；4)地下連續墻+內支撐。在經過詳細的現場踏勘，調查基坑周邊環境，仔細分析勘察報告，掌握擬建場地水文地質條件的前提下，響應業主及總包單位的相關要求，充分考慮施工可能性、造價、工期等綜合因素，確認樁錨支護體系最適合該工程。

3 支護設計

3.1 普通情況樁錨支護

本工程基坑深度16.4 m。擬建建筑東、南、北三側周邊無重要建筑物和管線，故結合基坑深度、水文地質條件及施工可行性，確定支護形式采用磚墻構造柱+樁錨支護體系。樁頂位于-3.0 m，自然地面至-3.0 m為磚墻。

以1—1剖面為例，支護采用鉆孔灌注樁，樁徑為800 mm，樁間距1.6 m，樁長18.5 m，進入基坑底部5.1 m。設計預應力錨桿3排，長度大于20 m。為提高預應力錨桿的錨固力，提高基坑安全性，第二道預應力錨桿下傾角度由尋常的15°調整為20°，使其錨固段進入砂層。

3.2 特殊情況樁錨支護

本工程支護設計主要難點位于基坑西側。擬建建筑結構邊線緊鄰已有建筑地下室(約8.6 m)，已有地下車庫埋深約12.0 m，擬建建筑基礎埋深16.4 m。針對這種特殊的周邊環境，可采用的支護形式有：排樁+短錨桿支護體系、雙排樁支護體系。如采用雙排樁支護體系，則護坡樁將出現12.0 m高的懸臂段，不利于控制基坑變形。工程造價亦高于排樁+錨桿支護體系。但如采用排樁+短錨桿支護體系，則施工時對錨桿長度的控制要求非常嚴格，必須注意保護既有地下車庫結構的防水層。最終從變形控制及經濟性雙方面考慮，確定采用磚墻構造柱+排樁+錨桿支護體系，樁頂位于-3.0 m，自然地面至-3.0 m為磚墻。

以1b—1b剖面為例，共設計錨桿6排，前4排錨桿設計成短錨桿，每根錨固力80 kN，合計錨固力與1—1剖面設計的一排長錨桿錨固力285 kN相當。為避免破壞已有地下室結構，預應力錨桿又盡可能的長一些，前4排錨桿下傾角度全部由尋常的15°調整為20°。此種設計在保證基坑安全的前提下，很好的控制了上部基坑變形，為節約工程造價起到了重要作用。支護結構圖詳見圖1。

4 基坑監測

由于本工程的復雜性，因此進行了支護坡體水平、垂直位移、基坑周邊道路、管線、地面沉降、錨桿內力及護坡樁變形等多種監測。本基坑在整個施工過程中，基坑整體穩定及周邊已有建筑的變形均滿足了規范及施工要求。

5 結語

根據本工程支護結構選型時的前期工作，總結如下前期工作經驗，可供參考：

1)現場詳細的踏勘工作應在基坑支護設計選型前完成。詳細踏勘工作除了常規的周邊環境調查，當周邊環境復雜時，還要特別注意明確周邊建筑物的結構形式、基礎埋置深度、變形控制要求；詳細了解場地周邊市政管網的埋深、材質、是否有內部壓力、允許變形量等要求[4]。前期調查的越詳盡，后期支護結構選型才能越切合實際情況，做出經濟合理、安全可靠、便于施工的支護設計。

2)充分調查擬建工程當地成熟的施工技術和工程材料，分析成功經驗，總結失敗教訓，對設計選型同樣至關重要，尤其在節約造價方面能起到畫龍點睛的作用。

3)充分分析不同支護方案的適用條件、對擬建工程造價、工期的影響。

4)為保證深基坑支護施工的質量和安全、工期和進度，針對各種復雜的地質、水文情況應選擇合理的深基坑支護施工保障措施。

根據本工程支護設計方法，總結如下設計工作經驗，可供參考：

1)樁頂標高位于自然地面以下3.0 m。既節約了工程造價，又避免了后期埋設各種小市政管線時的護坡樁破除工作。

2)樁頂以上的磚墻構造柱，減少了基坑支護所需的空間，為工程場地的使用提供了便利。

3)調整錨桿角度，使錨固段進入粘結強度相對較大的土層，提高了錨桿錨固力，大幅提升基坑的整體穩定性。

4)大角度短錨桿的設計，在控制基坑變形和節約工程造價方面取得了雙贏。