樁錨支護基坑工程變形監(jiān)測分析

王迎豐

（江蘇省巖土工程公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

樁錨支護結(jié)構(gòu)以其經(jīng)濟性在基坑工程中得到了廣泛應(yīng)用[1-3]，特別是在巖體結(jié)構(gòu)中，其穩(wěn)定性、經(jīng)濟性均得到了工程界的認可[4-5]。在軟土基坑中樁錨支護結(jié)構(gòu)因穩(wěn)定性一般而應(yīng)用較少，但是樁錨結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性較好，其在連云港地區(qū)基坑工程中得到廣泛應(yīng)用[6-7]。

連云港地區(qū)某基坑工程場地為典型的海相軟土場地[8]，本文通過基坑變形監(jiān)測分析樁錨支護結(jié)構(gòu)的有效性，為軟土場地樁錨結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供參考。

1 工程概況

工程場地土體物理力學(xué)性質(zhì)見表1，場地內(nèi)有工程性質(zhì)較差的厚層淤泥，預(yù)應(yīng)力錨索主要錨固于下部較好的黏土層中。現(xiàn)場情況如圖1所示，基坑大部分區(qū)域采用樁錨支護，變形監(jiān)測點均勻分布于基坑周邊，本文僅選取部分監(jiān)測點進行分析，如圖1中的JZ1~JZ7。

圖1 現(xiàn)場檢測情況

表1 巖土體物理力學(xué)性能參數(shù)

本次監(jiān)測內(nèi)容有深層水平位移、沉降及錨桿軸力。進行軸力監(jiān)測的錨桿情況見表2，僅選取了代表性的錨桿進行展示分析。監(jiān)測的錨桿分布位置如圖2所示，其中A1~A3在同一剖面內(nèi)，A4~A6在同一剖面內(nèi)，A7、A8均位于單獨剖面內(nèi)。本基坑開挖深度為6.2m～10.8m。

表2 監(jiān)測錨桿情況

圖2 錨桿分布情況示意圖

3 變形監(jiān)測結(jié)果分析

3.1 深層水平位移

圖3為深層水平位移監(jiān)測結(jié)果，JZ1~JZ6各監(jiān)測點的最大位移分別為82.5mm、62.3mm、65.1mm、75.4mm、81.2mm、45.1mm，其中JZ1~JZ5監(jiān)測點處基坑開挖深度約10m，JZ6監(jiān)測點處基坑開挖深度約6m。從監(jiān)測結(jié)果來看最大位移發(fā)生在JZ1監(jiān)測點，JZ5次之，這兩個監(jiān)測點均位于基坑長邊的中部，因此發(fā)生了較大的水平向位移，其中JZ1點表現(xiàn)的最為顯著，從其豎向位移分布情況來看，最大位移發(fā)生在基坑頂面下4m處。

圖3 水平位移時程曲線圖

另外，從變形數(shù)值來看，樁錨支護下基坑發(fā)生了較大的側(cè)向位移，但是在施工期內(nèi)基坑一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。說明在軟土場地，采用樁錨這種支護形式，基坑將發(fā)生較大的變形，但不影響基坑的穩(wěn)定性。

3.2 沉降位移

圖4為各觀測點沉降監(jiān)測結(jié)果，JZ1~JZ6最大沉降值分別為32.1mm、21.5mm、19.2mm、22.8mm、28.3mm、14.1mm。可以看出JZ1點的沉降值最大，JZ5次之，這與水平位移的發(fā)展保持一致。

圖4 沉降時程曲線圖

3.3 錨桿監(jiān)測結(jié)果分析

圖5為錨桿監(jiān)測結(jié)果，其中A1-14為三道支撐中的第一道，A3-54為三道支撐中的第三道，A7-6、A8-2為一道支撐，具體情況見圖5。從A1-14錨桿監(jiān)測結(jié)果來看，錨桿鎖定后軸力先經(jīng)過減少段，然后逐漸上升，這是由于預(yù)應(yīng)力值損失所致，隨著基坑的開挖，土體變形逐漸增大，錨桿軸力隨之增大。當基坑開挖至40d附近時錨桿軸力值突然增大，這是由于第二道錨桿施工撓動所致。當?shù)诙厘^桿施工擾動結(jié)束后，A1-14錨桿軸力又逐漸減低，在開挖至90d附近，錨桿軸力出現(xiàn)了相同的變化規(guī)律。整體來看，錨桿軸力的變化為鋸齒性狀，說明錨桿軸力呈不穩(wěn)定發(fā)展趨勢。這是由于基坑開挖和錨桿施工等撓動引起的，在基坑開挖完成后，錨桿的軸力基本沒有發(fā)生變化。

圖5 錨桿軸力變化時程圖

A3-54錨桿位于第三道支撐，其軸力的變化也是期初預(yù)應(yīng)力損失所致的減少，隨后鋸齒形分布至后期的趨于穩(wěn)定。A7-6、A8-2為一道支撐，其軸力發(fā)展為期初減少，后期鋸齒形分布，且軸力有所增加，這與A3-54錨桿軸力的發(fā)展有所卻別。

從軸力變化數(shù)值來看，四根錨桿的期初預(yù)應(yīng)力損失率均位于4%~8%之間。A1-14錨桿受撓動后的軸力增加值在20%附近，最后的穩(wěn)定值比鎖定值大14.3%，A3-54錨桿最后穩(wěn)定值比鎖定值小12.6%，A7-6錨桿最后穩(wěn)定值比鎖定值小8.5%，A8-2錨桿穩(wěn)定值比鎖定值大32.3%。這與錨桿所在位置的土體變形大小存在關(guān)系。

上述4根錨桿最后穩(wěn)定值占設(shè)計值的比例分別為84.2%、72.2%、52.3%、40.4%，說明最上層錨桿的利用率高于下層錨桿，一道支撐的錨桿利用率較低，仍有較大工作空間。

4 結(jié)束語

（1）通過某基坑的監(jiān)測實例分析了土體變形，錨桿軸力的變化規(guī)律，可以為軟土場地基坑樁錨支護工程提供參考。

（2）本基坑工程的土體變形較大，最大位移達82mm，雖然已經(jīng)超過了允許值，但在使用過程中并未發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，說明樁錨支護結(jié)構(gòu)能夠承受較大的變形。

（3）錨桿軸力的發(fā)展過程與施工撓動、土體變形等因素有關(guān)，整體上軸力的分布呈鋸齒形狀，初期有預(yù)應(yīng)力損失，后期軸力趨于穩(wěn)定。

（4）從錨桿軸力利用率方面來看，上層錨桿的利用率要高于下層錨桿，且利用率的大小還與附近土體的變形有關(guān)，再次印證了巖土工程的復(fù)雜性。