樁錨支護在某緊鄰CFG樁復合地基深基坑工程中的應用

　　[摘要] 北京某基坑開挖深度 11. 80~ 18. 10m，東南側為已施工的 1 ~ 3 號住宅樓，均采用 CFG 樁復合地基。 其中，1，2 號樓北側約 7m 范圍內為方形布樁，南、北側區域 CFG 樁在東西方向上整體錯位 0. 7m。 由于工期緊張，在保證基坑及鄰近建(構)筑物安全的基礎上，采用上部土釘墻+下部樁錨支護方案。 同時，支護樁采用與鄰近 CFG 樁平行同間距布樁方式，并通過增加錨固體直徑，有效縮短了錨桿長度，將錨桿設計長度控制在 1，2 號樓 CFG 樁未發生錯位交叉區域。 為提高施工精度，現場采用坐標布設樁位點和錨桿控制點并通過全站儀在錨桿控制點拉線形成錨桿理論延長線的水平投影，使鉆機鉆頭方向與延長線在投影方向重合以校正錨桿施工角度。 目前基坑已完成回填工作，監測結果表明，基坑及緊鄰的既有建筑沉降及變形滿足規范要求。

　　[關鍵詞] 深基 坑支護 預應力 錨桿 沉降 變形

　　唐君， 施工技術(中英文) 發表時間：2021-11-18

　　0 引言

　　隨著我國經濟發展、人口增長、城市化進程加快，城市用地越來越緊張，大規模深基坑逐步發展，鄰近既有建( 構) 筑物基坑開挖的工程也越來越多[1] 。 孫洋波等[2]研究鄰近地鐵側的基坑開挖，結果表明，在適當范圍內增加預留土體坡肩寬度可有效減少地下連續墻水平位移。 楊敏等[3] 對鄰近樁基工程基坑開挖時樁基受力情況進行分析。 黃沛等[4]針對軟土地區深基坑現狀，在對深基坑施工造成鄰近樁基建筑物事故分析的基礎上，結合工程水文地質條件及勘察、設計、施工和建設等因素，建立了深基坑施工對鄰近樁基建筑物影響的安全評判方法。

　　基坑支護可分為支擋式結構、土釘墻、重力式水泥土墻和放坡。 其中支擋式結構中樁、墻支護結構宜于控制支護結構變形，是深基坑工程中經常采用的主要結構形式。 支撐式和錨拉式是 2 種為樁、墻式支護結構提供約束的方式。 其中，支護樁、墻與內支撐系統形成的支護體系結構受力明確，計算方法較成熟，施工經驗豐富，在軟土地區或受場地條件所限的深基坑工程中應用廣泛。 但內支撐結構給土方開挖、主體結構施工造成困難，且造價較高。 采用支護樁、墻+錨桿為支護結構的基坑內部空間開敞，有利于提高施工效率和工程質量，可滿足工期和造價的要求。 但錨桿不應設置在未經處理的軟弱土層、不穩定土層和不良地質地段及鉆孔注漿引發較大土體沉降的土層，而且錨桿設置受周邊環境的影響較大[5] 。

　　本項目通過前期方案比選、后期專業設計計算[6￣9]及高精度定位施工，成功實現了樁錨支護方案在緊鄰 CFG 樁復合地基深基坑工程中的應用。在保證基坑及鄰近建(構)筑物安全的前提下，節省了工期和成本。

　　1 工程概況

　　1. 1 擬建基坑概況

　　擬建項目位于北京市昌平區，該地塊主要為保障房、商業、辦公樓及純地下車庫。 基坑開挖深度11. 80~18. 10m(見圖 1)，槽底標高變化較大。 東南側為已施工的 1 ~ 3 號住宅樓，地下 1 層，地上 14 ~ 15 層，筏板基礎，采用 CFG 樁復合地基。 其中，1，2號樓 CFG 樁北側約 7m 范圍內為方形布樁，間距1. 6m，南、北側區域 CFG 樁在東西方向上整體錯位0. 7m。 3 號 樓 CFG 樁 則 基 本 采 用 方 形 布 置， 間距 1. 6m。

　　1. 2 工程地質及水文地質條件

　　根據地質勘察報告，45m 深度范圍共分 10 大層: ①層為填土層 ②層為新近沉積層 ③~ ⑧層為一般第四系沖洪積層(其中，③層重粉質黏土、黏土，④層粉質黏土、重粉質黏土，⑤層粉細砂，⑥層重粉質黏土、黏土，⑦層重粉質黏土、黏土，⑧層粉細砂) ⑨層重粉質黏土，黏土 ⑩層細中砂。根據地質勘察報告，場地地下水分布情況如表1 所示。

　　2 基坑支護設計

　　支護方案以安全可靠、技術先進、經濟合理、保護環境等為原則，綜合考慮工程水文地質條件、周邊環境條件、經濟及技術因素。

　　2. 1 支護設計方案比選

　　根據工程水文地質條件，在確保基坑及鄰近建 (構)筑物安全的前提下，采取支護樁+內支撐形式，基坑施工周期至少 240d，主體施工時因逐層拆除內支撐，將影響結構施工至少 60d，直接影響該項目交付使用。 采用樁錨方案可減少支護與土方和結構施工交叉作業，有利于提高施工效率和工程質量，可滿足工期和造價要求。 但由于場地對錨桿長度有限制，且錨桿需穿越緊鄰 CFG 樁復合地基，對錨桿施工角度控制提出了較高要求。

　　綜合考慮，最終采用上部土釘墻+下部樁錨支護方案，并于樁間設置旋噴樁止水帷幕，坑內設置疏干井進行降水。 同時，南側支護樁與鄰近 1，2 號樓 CFG 樁平行同間距布置，東南側支護樁則與 3 號樓 CFG 樁平行同間距布置，為錨桿穿越緊鄰 CFG樁復合地基創造條件。考慮到 1，2 號樓復合地基北側 7m 范圍外，與南側復合地基 CFG 樁在東西方向上有 0. 7m 錯位。采用增加錨桿錨固體直徑至 220mm 的方式，有效減少了錨桿設計長度，將穿越 1，2 號樓的錨桿設計長度控制在該樓 CFG 樁采用方形布置且未發生錯位交叉區域。 基坑支護結構平面及錨桿布置如圖 2所示。

　　2. 2 支護結構設計計算

　　本基坑支護工程采用中國建筑科學研究院地基所編制的基坑支護設計軟件 RSD(V3. 0)及理正深基坑軟件 7. 0PB5 計算。 其中，樁錨支護剖面安全等級為 1 級，掛網噴簡易支護高低臺剖面安全等級為 3 級。

　　2. 2. 1 錨桿穿越 CFG 樁典型剖面

　　錨桿穿越既有建筑 CFG 樁典型剖面如圖 3 所示，采用上部土釘墻+下部樁錨方案。 支護結構變形及內力計算結果如圖 4 所示，樁身最大水平位移為 37. 8mm，樁頂最大水平位移為 12. 9mm，樁身最大正彎矩為 879. 7kN