锚拉新技术在基坑再支护工程中的应用

2015-05-23周军红

山西建筑 2015年19期

周军红

(中航勘察设计研究院有限公司，北京 100098)

基坑工程随着地区岩土性质不同而有很大差异。建筑基坑支护结构通常可分为桩(墙)式支护体系和重力式支护体系两大类，桩(墙)式支护体系一般由围护墙结构、支撑(或锚杆)结构以及防水帷幕等部分组成［1］。近年来北京地区基坑支护工程主要以土钉墙、悬臂桩支护、钢板桩支护、护坡桩—锚杆支护、挡土墙(土钉墙)—护坡桩—锚杆支护、双排桩支护、内支撑式排桩支护和地下连续墙等桩(墙)式支护体系为主［2-6］。基坑支护工程中除了采用上述常规顺作法施工外，北京地区也出现采用逆作法设计施工的工程实例［7］。常规基坑支护方法在面对日益竞争激烈的市场，急需技术创新来降低成本，在市场竞争中取得主动。为此，我们在北京某小区18号楼地下车库基坑支护再支护工程中，大胆探索，第一次提出护坡桩间拉杆和锚杆联合设计新技术和施工新工艺。在施工过程中我们进行信息化施工［8，9］，经过实时位移动态观测分析及严格的现场管理，成功完成该基坑再支护工程，实践证明该设计技术新颖、经济合理，且能带来较好的经济效益和社会效益。

1 工程概况与地质条件简介

拟建北京某危改小区位于北京市西城区西旧帘子胡同以南，2号楼为6层住宅楼，18号楼为地下2层车库。北侧2号住宅楼与南侧18号楼地下车库紧邻(具体平面位置详见图1)，两楼基础底板高差3.96 m，基坑已采用悬臂桩方案进行支护处理，由于边坡施工超载需进行基坑再支护。本工程地质条件情况为:勘察21.0 m深度范围内揭露地层共划分为3大层，即第①层为人工堆积填土层，其下为第②层新近沉积层，再下为一般第四系沉积层;勘探期间，地下水水位在26.67 m左右，埋深约19.20 m，近3年～5年最高水位约29.70 m。

2 护坡桩间拉杆和锚杆联合设计

北京某小区18号楼地下车库支护工程起初采用悬臂灌注桩方案，桩长6.0 m，嵌固深度2.0 m。该工程包括南北坡，起初设计悬臂灌注桩方案时，要求紧邻车库北边的北京某小区2号住宅楼结构只能起到地上2层部分，只有这样才能保证车库从现有标高(－1.5 m)继续向下安全开挖至设计标高(－4.0 m)。但是由于紧邻的2号住宅楼施工速度过快，在车库开挖施工前已经施工到地上4层半部分，为保证2号楼和车库都能同时安全施工，故需对原先已经施工完的悬臂灌注桩支护进行再支护处理。由于甲方成本的严格限制和工期特紧的要求，在已有护坡桩间进行两道锚杆施工是不现实的，结合商业软件计算进行一道锚杆施工又不安全，在此情况下我们采用护坡桩间拉杆和锚杆联合设计。

该联合设计就是在已有的悬臂桩支护的基础上，进行锚杆再支护时，首次将第一道锚杆用一道钢筋拉杆代替，通过该道拉杆将整个被支护边坡和上部建筑结构联合成为一个整体。该设计新技术经过实践初步检验，在北京地区浅基坑再支护工程设计中是切实可行和经济合理的，且便于现场施工。

经计算［10］，锚拉联合设计具体内容如下:

1)设计分为两步:第一步土方开挖深度为桩顶冠梁顶面标高下1.0 m，进行第一道钢筋拉杆施工;第二步土方开挖至桩顶冠梁顶面标高下2.5 m，进行第二道锚杆施工。

3)第二道锚杆长15.0 m，自由端长 5.0 m，锚固端长10.0 m，张拉力为150 kN，2桩～4桩一锚。

4)第二道锚杆杆体采用2根fptk=1 860 MPa的预应力钢绞线，使用250 mm×250 mm×20 mm的A3钢板做垫板，腰梁采用2根16号工字钢梁，锚杆孔径150 mm。

5)注浆材料使用P.O32.5硅酸盐水泥，注浆结束后，7 d后开始张拉。

锚拉联合设计平面图和剖面图见图1，图2。

图1 锚拉设计平面图（部分）

3 护坡桩间拉杆和锚杆联合施工

3.1 总体工序

基坑土方开挖至桩顶冠梁顶面标高下1.0 m→第一道钢筋拉杆施工→土方开挖至桩顶冠梁顶面标高下2.50 m→第二道锚杆施工→土方开挖至地下车库设计标高。

3.2 分部工序

1)第一道钢筋拉杆施工工序。墙体和桩间土钻孔定位→杆体制作→钻孔→杆体安装焊接→安装槽钢腰梁→锚头部位制作及安装→张拉锁定。

图2 锚拉设计剖面图

2)第二道锚杆施工工序。桩间土钻孔定位→杆体制作→钻孔→杆体安装→注浆→养护→安装腰梁→锚头部位制作及安装→张拉锁定。

3.3 施工顺序

锚杆和拉杆施工顺序皆为先施工中部后施工两侧。

4 横向变形监测分析

基坑进行锚拉再支护时，进行信息化施工，通过横向变形位移动态监测，确保工程顺利进行。本工程采用视准线法测量横向变形位移。所谓视准线法就是沿测槽壁设置一条视准线，在该线的两端稳定地段设置两个工作基准点A，B，在此基线上沿槽壁按照需要设置若干测点，然后用小角度法用经纬仪测出各测点横向位移［2］。

在已经施工好的护坡桩桩顶冠梁上布设7个监测点，另外在基槽东西边各5 m的位置布设两个监测基准点，详细位置见图3。初始布置时，7个监测点和2个监测基准点通过经纬仪保证施放在一条直线上。当车库基槽从现有标高向下再继续开挖时，用经纬仪和尺子通过2个基准点开始对7个监测点进行动态观测，在开挖的过程中保证每天至少三次，开挖结束一周后可减少到1 d一次，正常时15 d后结束观测，同时认真将各点每次横向位移记录在监测表中。