樁錨支護基坑加固實例分析

（成都四海巖土工程有限公司，四川 成都 610094）

1 概況

1.1 基本情況

擬建項目工程場地位于成都市天府新區，項目設4 層地下室，基坑周長733m，開挖深度約15.55m。

圖1 項目周邊環境

1.2 地層概況

1）雜填土：色雜，稍濕，褐黃色，松散，由碎石土及混凝土碎塊構成，層厚0.8～6.8m。

2）素填土：灰～灰褐色，稍濕～濕，以粘性土為主，夾雜少量卵石、碎石，層厚0.5～1.2m。

3）粉質粘土：褐黃、褐色，硬塑狀態為主，局部可塑，稍濕，含少量鐵錳質氧化物，層厚0.7～3.5m。

4）粉土：灰色～灰褐色，中密～密實，稍濕～濕，含少量云母片，層厚0.5～2.5m。

5）粉細砂：青灰色，濕～飽和，松散，含少量云母片及粘土顆粒，層厚0.3～2.8m。

6）卵石層：青灰色、灰色、褐灰色，飽和。根據N120擊數，分為松散、稍密、中密、密實四個亞層。

7）泥巖：棕紅～紫紅色，薄層～巨厚層構造，泥質結構，一般泥質膠結，其礦物成分主要為粘土質礦物，遇水易軟化，局部夾乳白色碳酸鹽類礦物細紋，水平層理，為水平產狀巖層。根據風化程度可分為強風化泥巖、中等風化泥巖，最大揭露層厚32.2m。

1.3 水文地質概況

場地地下水為孔隙潛水和基巖裂隙水。孔隙潛水主要分布于場地砂卵石層中，受鄰區地下水側向補給，該層滲透性較好，水量較大。基巖裂隙水主要賦存于下伏基巖裂隙中，具微承壓性。

地下水穩定水位埋深5.5m～7.2m，標高459.53m～461.27m。地下水位隨季節變化幅度為2.00m 左右，卵石滲透系數參考值K=23m/d。

2 基坑設計概況

2.1 工程特點

根據《建筑基坑支護技術規程》[1]及《成都地區基坑工程安全技術規范》[2]，基坑工程安全等級為一級，合理使用期限為12 個月。

2.2 基坑支護方式選擇

本工程基坑開挖深度較深，同時緊鄰市政道路以及綜合管廊，周邊環境復雜，采用錨拉樁支護結構，設置錨索兩道，混凝土腰梁連接，以增強基坑整體穩定性。樁頂設置冠梁，高0.7m，寬度同樁徑。樁間掛網噴混凝土封閉，厚80mm。

圖2 支護剖面圖

2.3 材料的材質及強度要求

1）樁身及冠梁混凝土： C30

2）樁間噴射混凝土： C20

3）錨索桿體： ?15.2 鋼絞線1860MPa

4）錨索注漿體： M30 水泥砂漿

5）鋼筋：HRB500(主筋)及HPB300(箍筋)

2.4 基坑降排水設計

降水采用管井降水，輔以排水溝集水井明排。

1）降水井間距為25.0m 左右，共布置降水井29 口，降水井深度按17.5m設計。

2）降水井成孔直徑600mm，井管采用PVC 管，管徑300mm，其中上部井壁管5.0m，下部纏絲濾水管15m，井管外側圍填5-10mm 規格礫石[3]。

3）在支護結構壁面設置排水孔，孔排距2.0m，間距同樁間距/2.5m，土層中排水孔深度為0.5m，卵石層不設排水孔，排水孔采用?50PVC 管，仰角10°，PVC 管上螺旋狀鉆?10 孔，間距100mm，對有滲水地段增設排水孔。

4）坑頂地面整平，基坑頂面翻邊以外至圍墻間用C15 砼硬化，防止地表水下滲。

5）本工程基底為基巖，基巖面范圍內地下水不能有效排出，基坑開挖后，應采取明排水措施。

6）在基坑頂設置截水溝，在基坑內設排水溝，在坑內每隔30m 設一集水坑。

7）對于透水性較差的地層，采用挖超前集水坑，在基坑內挖排水明溝，進行明排。

2.5 基坑監測設計

2.5.1 監測內容

周邊建筑及管線變形監測，基坑頂位移、沉降、地下水位觀測、地表開裂情況。

2.5.2 監測點布置

基坑邊坡頂部水平位移及豎向位移監測點沿基坑周邊布置，基坑周邊中部布置監測點，監測點間距20m，每邊監測點數目不少于3 個，基坑監測點均布置在基坑頂[4]。

2.5.3 監測報警值

1）基坑頂位移：30mm，變形速率為3mm/d；

2）基坑頂沉降：20mm，變形速率為3mm/d；

2.5.4 觀測頻率

1）基坑開挖前，進行設點并進行初始觀測；

2）基坑開挖深度小于5m，每兩天監測一次；基坑開挖深度5～10m，每天監測一次；基坑開挖深度大于10m，每天監測兩次；

3）基坑開挖到設計標高后，變形穩定每周監測一次，直至回填。

4）遇特別險情或特大暴雨，應加密觀測頻率。

3 出現的問題及原因分析

本工程自2017年6月初開挖，至2017年9月中旬施工至設計標高，監測位移最大值27.1mm，與設計計算值接近，未超報警值。

2017年9 月30 日，變形監測結果顯示，西側B5～B8 監測點，水平位移顯著增大，我司即刻安排技術人員進行間隔2h 連續監測，單日變形值達12mm，變形速率遠超報警值，且現場出現明顯裂縫，寬度10～20mm，故于當日晚間對坑頂進行開挖卸荷應急處理。分析認為，主要有以下幾個原因造成此次險情出現：

1）基坑西側為市政道路，路面下為近期修建的綜合管廊，大開挖修筑后回填，造成本項目基坑外側1.5m 以外土體為新進回填土，厚度6～8m，土質松散，自穩性差；

2）基坑外側即為市政綠化帶，景觀造坡堆土高度2.5m，方案設計時道路并未施工，支護方案未考慮此部分超載影響；

3）事發前幾天，出現連續的降雨，填土松軟，雨水滲透后，重度增加，抗剪強度降低。

圖3 位移突變范圍示意圖

4 加固處置措施

4.1 加固方案

1）護壁樁后采取開挖卸荷方式，降低土體對樁身側壓力；開挖后土方堆積在基坑內坡腳，反壓樁身被動區。

2）采用坑內堆土對護壁樁坡腳進行反壓；開挖卸荷坑底采用C30 混凝土回填硬化，厚度300mm，硬化面按5%坡度，坡向坑內，樁間護壁上開鑿泄水孔，以免積水。

圖4 卸荷及反壓處理

3）在卸荷坑內施工加固錨索，桿體采用5 15.2 鋼絞線，孔內長度20m，錨固段。

4）基巖與卵石交界面增設泄水孔，孔度6m，孔徑150mm，水平間距同護壁樁；

5）卸荷坑內錨索下方采用素土夯實回填，錨索端部采用錨具預張拉鎖定，鎖定值50kN。

圖5 加固錨索施工

圖6 加固處理后剖面圖

6）卸荷坑全部回填至冠梁標高，同樣采用素土夯實。錨索整體張拉鎖定，鎖定值300kN。基坑內堆土反壓區土體開挖出場，盡量減少開挖對護壁樁擾動。

4.2 加固實施效果

加固錨索實施完成后，通過持續的監測結果看，基坑支護結構變形逐步趨于穩定，后續工作得以順利實施。

圖7 加固后監測結果

5 結語

1）錨拉式排樁支護結構，能夠充分利用坑外土體的物理力學性能，作為深基坑支護構件，具有較明顯的經濟優勢，是成都地區普遍采用的一種深基坑支護形式。

2）基坑周邊環境對深基坑支護結構安全性影響非常重要，在基坑設計、施工過程中應重視對周邊環境的調查，必要時應采取預處理措施。

3）深基坑工程應采取信息化施工，及時反饋變形結果，因地制宜的制定處置措施，能有效避免基坑大面積垮塌風險。