桩锚支护在某紧邻CFG桩复合地基深基坑工程中的应用

　　[摘要] 北京某基坑开挖深度 11. 80~ 18. 10m，东南侧为已施工的 1 ~ 3 号住宅楼，均采用 CFG 桩复合地基。 其中，1，2 号楼北侧约 7m 范围内为方形布桩，南、北侧区域 CFG 桩在东西方向上整体错位 0. 7m。 由于工期紧张，在保证基坑及邻近建(构)筑物安全的基础上，采用上部土钉墙+下部桩锚支护方案。 同时，支护桩采用与邻近 CFG 桩平行同间距布桩方式，并通过增加锚固体直径，有效缩短了锚杆长度，将锚杆设计长度控制在 1，2 号楼 CFG 桩未发生错位交叉区域。 为提高施工精度，现场采用坐标布设桩位点和锚杆控制点并通过全站仪在锚杆控制点拉线形成锚杆理论延长线的水平投影，使钻机钻头方向与延长线在投影方向重合以校正锚杆施工角度。 目前基坑已完成回填工作，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

　　唐君， 施工技术(中英文) 发表时间：2021-11-18

　　0 引言

　　随着我国经济发展、人口增长、城市化进程加快，城市用地越来越紧张，大规模深基坑逐步发展，邻近既有建( 构) 筑物基坑开挖的工程也越来越多[1] 。 孙洋波等[2]研究邻近地铁侧的基坑开挖，结果表明，在适当范围内增加预留土体坡肩宽度可有效减少地下连续墙水平位移。 杨敏等[3] 对邻近桩基工程基坑开挖时桩基受力情况进行分析。 黄沛等[4]针对软土地区深基坑现状，在对深基坑施工造成邻近桩基建筑物事故分析的基础上，结合工程水文地质条件及勘察、设计、施工和建设等因素，建立了深基坑施工对邻近桩基建筑物影响的安全评判方法。

　　基坑支护可分为支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙和放坡。 其中支挡式结构中桩、墙支护结构宜于控制支护结构变形，是深基坑工程中经常采用的主要结构形式。 支撑式和锚拉式是 2 种为桩、墙式支护结构提供约束的方式。 其中，支护桩、墙与内支撑系统形成的支护体系结构受力明确，计算方法较成熟，施工经验丰富，在软土地区或受场地条件所限的深基坑工程中应用广泛。 但内支撑结构给土方开挖、主体结构施工造成困难，且造价较高。 采用支护桩、墙+锚杆为支护结构的基坑内部空间开敞，有利于提高施工效率和工程质量，可满足工期和造价的要求。 但锚杆不应设置在未经处理的软弱土层、不稳定土层和不良地质地段及钻孔注浆引发较大土体沉降的土层，而且锚杆设置受周边环境的影响较大[5] 。

　　本项目通过前期方案比选、后期专业设计计算[6￣9]及高精度定位施工，成功实现了桩锚支护方案在紧邻 CFG 桩复合地基深基坑工程中的应用。在保证基坑及邻近建(构)筑物安全的前提下，节省了工期和成本。

　　1 工程概况

　　1. 1 拟建基坑概况

　　拟建项目位于北京市昌平区，该地块主要为保障房、商业、办公楼及纯地下车库。 基坑开挖深度11. 80~18. 10m(见图 1)，槽底标高变化较大。 东南侧为已施工的 1 ~ 3 号住宅楼，地下 1 层，地上 14 ~ 15 层，筏板基础，采用 CFG 桩复合地基。 其中，1，2号楼 CFG 桩北侧约 7m 范围内为方形布桩，间距1. 6m，南、北侧区域 CFG 桩在东西方向上整体错位0. 7m。 3 号 楼 CFG 桩 则 基 本 采 用 方 形 布 置， 间距 1. 6m。

　　1. 2 工程地质及水文地质条件

　　根据地质勘察报告，45m 深度范围共分 10 大层: ①层为填土层 ②层为新近沉积层 ③~ ⑧层为一般第四系冲洪积层(其中，③层重粉质黏土、黏土，④层粉质黏土、重粉质黏土，⑤层粉细砂，⑥层重粉质黏土、黏土，⑦层重粉质黏土、黏土，⑧层粉细砂) ⑨层重粉质黏土，黏土 ⑩层细中砂。根据地质勘察报告，场地地下水分布情况如表1 所示。

　　2 基坑支护设计

　　支护方案以安全可靠、技术先进、经济合理、保护环境等为原则，综合考虑工程水文地质条件、周边环境条件、经济及技术因素。

　　2. 1 支护设计方案比选

　　根据工程水文地质条件，在确保基坑及邻近建 (构)筑物安全的前提下，采取支护桩+内支撑形式，基坑施工周期至少 240d，主体施工时因逐层拆除内支撑，将影响结构施工至少 60d，直接影响该项目交付使用。 采用桩锚方案可减少支护与土方和结构施工交叉作业，有利于提高施工效率和工程质量，可满足工期和造价要求。 但由于场地对锚杆长度有限制，且锚杆需穿越紧邻 CFG 桩复合地基，对锚杆施工角度控制提出了较高要求。

　　综合考虑，最终采用上部土钉墙+下部桩锚支护方案，并于桩间设置旋喷桩止水帷幕，坑内设置疏干井进行降水。 同时，南侧支护桩与邻近 1，2 号楼 CFG 桩平行同间距布置，东南侧支护桩则与 3 号楼 CFG 桩平行同间距布置，为锚杆穿越紧邻 CFG桩复合地基创造条件。考虑到 1，2 号楼复合地基北侧 7m 范围外，与南侧复合地基 CFG 桩在东西方向上有 0. 7m 错位。采用增加锚杆锚固体直径至 220mm 的方式，有效减少了锚杆设计长度，将穿越 1，2 号楼的锚杆设计长度控制在该楼 CFG 桩采用方形布置且未发生错位交叉区域。 基坑支护结构平面及锚杆布置如图 2所示。

　　2. 2 支护结构设计计算

　　本基坑支护工程采用中国建筑科学研究院地基所编制的基坑支护设计软件 RSD(V3. 0)及理正深基坑软件 7. 0PB5 计算。 其中，桩锚支护剖面安全等级为 1 级，挂网喷简易支护高低台剖面安全等级为 3 级。

　　2. 2. 1 锚杆穿越 CFG 桩典型剖面

　　锚杆穿越既有建筑 CFG 桩典型剖面如图 3 所示，采用上部土钉墙+下部桩锚方案。 支护结构变形及内力计算结果如图 4 所示，桩身最大水平位移为 37. 8mm，桩顶最大水平位移为 12. 9mm，桩身最大正弯矩为 879. 7kN