桩锚支护在CFG桩复合地基深基坑工程中的应用

蔡忠强

摘要：北京某基坑开挖深度11.80～18.10m，东南方向是已经开始作业的1～3号住宅建筑，全部使用水泥粉煤灰碎石桩，复合形式的地基。其中，一号楼、二号楼的北部大搞7m的位置以内，是方形的布桩，南北部分的场地，水泥粉煤灰碎石桩，在东西侧方向，总体偏差了0.7m。由于工期紧张，在确保基坑，以及附近的建筑设施安全的条件下，使用上方土钉墙方式结合下方桩锚的支护方式。支护桩使用和紧邻的CFG桩，相互水平，其距离相同的布置方法，同时，采用加大锚固的直径长度，切实的减短了锚杆的长，把锚杆的规划长度，把控为一号楼、二号楼水泥粉煤灰碎石桩的出现位置偏差的地点。为进一步优化作业的精度，作业实施区域使用坐标布置桩位，以及锚杆控制位置，同时经全站仪设备，在锚杆的四周实施拉线作业，达到纠正锚杆作业角度的目的。当下，该项目的回填作业已经结束，监测结果表明，基坑及紧邻的既有建筑沉降及变形满足规范要求。

关键词：深基坑支护预应力锚杆沉降变形

中图分类号：TV52 文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）06（a）-0000-00

伴随着我们国家的经济进展、人口数目的递增、城市化的进度提升，城市的土地也变得愈来愈稀缺，因此，许多大型的深基坑项目不断的开发，基坑支护可分为挡土墙、土钉墙、重力水泥土墙。在支护的结构里，桩与墙的结构应用，很适合把控支护部位的变形现象，是深钻技术里，普遍应用的关键结构方式。支撑方式以及锚固方式，是给桩墙的支撑部位，提供约束效果的措施。结合支撑桩部分、墙部分、内支撑部分的支撑系统，其强度十分优越，测算也相对成熟，相关的作业实施经验很多，适用于作业实施区域土质不佳的情况，或者深基坑项目中。可是，内部的支撑部位，其引发的土质开挖，以及主体部位的作业实施难度，造价会提升。基坑空地作为支撑结构，有支撑桩、墙体和锚杆，对优化作业实施成效施与作业的质量有所帮助，符合作业的工时，以及造价的标准。可是锚杆装置不适合使用在还没处理的软土土质、贫瘠土质里。因钻孔和注浆导致地面沉降较大，受周围环境影响较大。

1. 工程概况

1.1拟建基坑概况

该项目地处昌平区，基坑的深是11.80～18.10m，底部的高度变化很大。东南方向是已经实施作业的1～3号住宅项目区域，地下1层，地上14以及15层，其基础是筏板，采用CFG桩工艺。一号楼、二号楼的CFG桩，北部的方向，大概7m位置以内，是方形的布桩形式，桩间的距离是1.6m，南北方向场地的CFG樁，位于东西侧的位置上，总体偏差了0.7m。三号楼的CFG桩，是使用方形的布设布置，桩间的距离是1.6m。

1.2工程地质及水文地质条件

依据相关的地质勘测审资料，深度在45m之内，一共划分为10层土质：（1）层是填土;（2）层为新近的沉积土部分;（3）层至（8）层，都是第四系积土部分（（3）层为重粉质的黏土部分，（4）层为粉质的黏土部分、重粉质的黏土部分，（5）层为粉细的砂砾部分，（6）层为重粉质的黏土部分，（7）层为重粉质的黏土部分，（8）层为粉细的砂砾部分）;（9）层为重粉质的黏土;（10）层为细中的砂砾部分。

参考相关的地质勘测结果，区域里的地下水，分布的状况具体见表1。

2. 基坑支护设计

2.1支护方案的设计选择

参考项目的土地情况、水质的条件，需要在确保基坑，及周围的建筑结构是安全稳定的情况下，采用支护桩，并结合内支撑的技术方式，基坑的作业实施工期最少需要240天[1]，实施主体部分的作业阶段，由于需要分层的将内支撑结构拆下，因此会延长作业时间，最少需要60条，导致耽误该项目的正常交付。使用桩锚的技术，能够降低支护部分与土方作业，以及主体部分的交叉作业，可以优化施工作业的成效，以及项目的总体作业质量，符合作业的期限与造价投资标准。可因为场地的环节，限制了锚杆装置的长度，同时，锚杆必须穿越临近的CFG桩部位，因此，对锚杆作业的角度把控，提出了非常严格的标准[2]。

详细分析之后，选用上部应用土钉墙，同时下部应用桩锚的结合方法，同时，在桩间布设旋喷桩的止水，坑里再加设疏干井设备，实施降水作业。

南部方向的支护桩，和临近的一号楼、二号楼桩，做好水平的间距布设，东南方向的支护桩，和三号楼的水平的间距也同样操作，给锚杆的穿越作业，打好基础。

由于一号楼、二号楼，其复合的地基北部方向的7m位置以内，和南部方向的复合地基桩，于东西侧的位置处存在0.7m的区别值。采用增加长度的锚杆设施，曾加长度至220mm，管控锚杆的设计标准，将横穿一号楼、二号楼的锚杆，其设计的长把控为该楼的桩，使用方形布设，同时还没有出现偏差的相交位置。

2.2支护结构设计计算

2.2.1锚杆横穿CFG桩的剖面

使用上方土钉墙的方式，结合下方桩锚的支护方式。支护部分的变形，以及内力的测算，桩身的最大位置移动是37.8mm，桩的顶部最大的位置移动是12.9mm，桩身的正弯矩，最大为879.7kN·m。

将圆弧的滑动条，实施总体的移动，其抗滑的安全标准为1.39，满足建筑基坑的支护标准，支护的向下部位，抗隆起的安全标准是1.907;深度为39.600m，抗隆起的安全标准值17.933，皆符合基坑的支护作业标准[3]。

2.2.2桩锚两级边的剖面

南部方向的车辆坡道场地，其槽底的高度是-11.600m，和地下3层与地下4层，构成的差值是4.1以及6.3m的高低层。一级的边坡，其桩身的最大位置移动是12.6mm，桩的顶部位置，最大移动程度是10.0mm，桩身的最大正弯矩，取值是339.7kN·m;二级的边坡，其桩身的最大位置移动值是13.2mm，桩的顶部位置，最大的移动值是3.4mm，桩身的最大正弯矩，数值为200.2kN·m。

3. 基坑的支护作业

3.1支护桩的作业实施

利用长螺进行成孔作业，砼作业之后，插筋制桩的工艺。为了让锚杆可以从原有的CFG桩中，顺利的横穿，南部方向的支护桩和紧邻的一号楼、二号楼，其CFG桩采用水平，并且距离相同的方式布设，东南方向的支护桩，和三号楼的CFG桩，同样使用水平，并且距离相同的方式布设，作业实施放线阶段，应该把控好桩位的误差[4]。采用已有的基准位置，以及基坑的支护作业的相关图纸，找到各桩的中部，操作区域可用全站仪，核对预先的标记，把桩位找对，之后，钻杆要确保90°，开启设备后，开始钻孔操作，作业到预计处，进行混凝土的压灌作业，同时需要将钻杆上拉，再将钢筋笼放入。

钢筋笼采用加劲箍成的方式，可以确保钢筋的作业区域和角度，都相对的精准，混凝土的坍落数值，需要保持为180～220mm左右[5]。需要保持不间断的灌注混凝土，同时，把控混凝土的凝固时间，在凝固之前实施完毕灌注的作业，超灌的厚度需要大于0.5m。

相关检测部门需要为89根护坡桩，实施低应变动力的检查作业，抽检的数量，是护坡桩总体数量的五分之一。检查的结果是，89根护坡桩全部是I类桩。

3.2锚杆施工

该项目的预应力锚杆作业，要横穿紧邻的原有复合地基部位，三号楼的部分场地，其锚杆需要穿过一整排的CFG桩。其桩与桩的距离，需要把控为1.6m，锚杆的规划长为24m，角度的偏差应该把控为不超过1.9°。作业实施阶段，将钻机设备定位无误，把控角度的差距，是可以顺利进行锚杆横穿地基的主要一步。使用作图法，结合原有的基准位置，以及基坑的支护部位，相关的作业实施图纸，明确各锚杆的桩边，其坐标位置和反向的延长位置，全部的精准坐标数据，作业实施采用全站仪设备，把桩边的点与锚杆的控制位置全部布设好，同时，在锚杆的控制位置，进行拉线作业，构成锚杆的延长投影，让锚杆的钻机，其钻头的部位，和延长投影的位置相互重叠，这样可以实现把控锚杆水平角度，降低误差的现象[6]。

要想降低锚杆作业实施，对于原建筑的负面作用，可用套管跟紧钻机对的方法，做好注浆的作业，水泥的水灰比，要保持为0.5，清孔作业结束后，将注浆的管子放入孔里，注浆的管口需要一直埋在液面之下，不可超过，应该把控浆体，保障注浆阶段无误。

拔下注浆的管子，将其放入杆体中，实施再次注浆，再次注浆管必须和杆体做好固定，固结体的强度，需要到达5MPa，然后再一次的进行高压劈裂注浆。固结体的强度标准，需要满足15MPa，用500kN级的千斤顶，做好张拉作业的锁定。

98根预应力锚杆，其轴向的抗拉承载力符合设计的标准。1—1的剖面1-1-1-4号锚杆，锚杆长为24m，最大的位置移动数据是32.08mm，最大的回弹数据是5.91mm，最大的回弹概率是百分之18.4。

4 作业的监测环节

由于岩土项目具有复杂性，而且基坑项目十分关键，因此需要使用信息化的作业协助，对于基坑的支护结构，还有四周的建筑设施，做好相关的监测内容。作业实施环节，实施对监测的参数做好分析比对，可以明确，基坑的挖掘实施阶段，支护与四周的建筑物体，实时的具体状况，一旦出现监测指标异常，需要马上找出原因并加以处理。

4.1基坑监测

基坑与四周区域的监测，涵盖坡顶的水平位置移动情况，以及沉陷的问题、桩顶的水平位置移动情况，以及沉陷的问题、桩身其深层的水平位置偏差问题、锚杆其内力的问题、地下水位有无变化，紧邻的建筑有没有发生下陷或者变相的状况。当下，本基坑项目的回填作业已经结束，总体环节的监测参数都没有出现异样。

从本基坑开始实施挖掘作业，到底板的浇筑完成。再到28天之后，基坑的沉降值没有变化。项目总体的沉降观测情况：最后的沉降数据是12.34mm，最大的数据是19.58mm，在基坑的北部方向，位于中间。

基坑项目中，正值的含义是其向内方向的移动数值，负值的含义是其向外方向的移动数值。因此，正值最大的数值为17mm，在东北方向;负值的数值为1.6mm，在南侧与一号楼的附近处。

4.2四周的监测状况

一号住宅建筑，直至三号住宅建筑，形变的监测利用整体下陷、歪斜還有下沉速率的参数进行计算，整齐的下陷为20mm，警报的临界值为16mm;整体的歪斜参数为0.15%，警报的临界值为0.1%，下沉的速率警报启动标准是2.5mm/d。

1号住宅建筑到3号住宅建筑，其下沉的观测，是自基坑项目实施挖掘，直到回填作业结束。建筑的总体沉降观测时期之间：

一号住宅建筑的最后且最大的沉降数值是-3.00mm，最大的倾斜数值为0.04%;

二号住宅建筑的最后且最大的沉降数值是-6.88mm，最大的倾斜数值为0.019%;

三号住宅建筑的最后且最大的沉降数值是-15.56mm，最大的倾斜数值为0.052%，皆满足《建筑基坑工程监测技术标准》《建筑地基基础设计规范》的相关要求。

5结语

文中项目因为作业的时期紧张，为保障基坑的作业顺利，还有临近建筑设施的安全稳定，项目的作业方案不再使用一般的内支撑作业，而应利用上方土钉墙，下方桩锚的联合支护技术。要点总结如下。

（1）设计工作的部分，支护桩使用和附近CFG桩，相互水平并且距离相等的布设做法，同时延长锚固体的直径，降低了锚杆的长，把锚杆的设计长把控为桩还没有出现偏差的地方。

（2）作业实施的部分，支护桩的作业定位无误，并且把控锚杆的作业角度误差，是确保锚杆可以顺利横穿复合地基的主要一步。项目采用支护桩，其坐标布置好桩位，锚杆作业利用原有的基准位置，以及基坑支护的相关作业实施图纸，找到操作位置，反方向的延长位置，布置好桩边的点，还有锚杆的控制位，同时在锚杆的控制位置，实施拉线作业，构成锚杆的延长投影，让锚杆的钻机，其钻头的位置和与延长投影，可以重叠，能够把控锚杆的水平角度误差。

为降低锚杆作业实施，对原有建筑的干扰，其注浆操作采用P·S·A42.5水泥物料，选择二次的高压劈裂注浆操作，并且做到实时补浆，把控注浆程序，确保注浆作业成效。

参考文献

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[2] 周飞.填土容重对中低速磁浮基床厚度影响分析[J].铁道建筑技术，2021（4）：5-8.

[3] 赵恒，李明俊.土微观结构测试方法存在不足与建议[J].岩土工程技术，2020，34（1）：1-6，17.

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[5]朱国权.不同剪切速率下滑带土强度特性及孔隙分形特征研究[J].矿产勘查，2021，12（5）：1256-1263.

[6] 杨朝军，应泽林，陈飞.绍兴平原河网引水工程精确引水方案研究[J].浙江水利水电学院学报，2021，116（4）：20-26.