深基坑樁錨支護結構錨索軸力監測分析

鞏玉志，武換娥，2，袁志國

(1.河北建研科技有限公司，河北石家莊 050021;2.石家莊理工職業學院，河北石家莊 050228）

深基坑樁錨支護結構錨索軸力監測分析

鞏玉志1，武換娥1，2，袁志國1

(1.河北建研科技有限公司，河北石家莊 050021;2.石家莊理工職業學院，河北石家莊 050228）

為了解深基坑樁錨支護結構錨索的工作狀態，對石家莊市鳴鹿大廈深基坑樁錨支護結構中預應力錨索軸力進行了鎖定及基坑開挖回填過程中的監測。監測成果的分析表明:錨索鎖定時穿心千斤頂油壓表讀數與錨索實際軸力存在較大差別，究其原因是張拉設備與錨具的不匹配;下道錨索張拉鎖定會使上道錨索軸力減小，但影響不大;基坑回填后錨索軸力有所下降，但降幅不大;實測最大錨索軸力為錨索設計值的17.9%～50.7%。

深基坑;樁錨支護;錨索;軸力;監測

1 工程概況

石家莊市鳴鹿大廈工程位于石家莊市中心地帶，建筑物為地上26層，地下2層，框剪結構，筏板基礎。基坑開挖深度為11.2 m，基坑北側緊鄰2棟4層建筑，其中靠西側的建筑基礎埋深約2 m，靠東側的建筑基礎埋深約5 m。基坑東側緊鄰馬路，場地狹小，采用放坡+樁錨支護結構進行基坑支護，基坑平面尺寸為70 m×40 m。

2 場地工程地質條件

根據勘察報告，擬建場地地層自上而下分別為:

①填土，層厚0.60～2.30 m;

②黃土狀粉質粘土，層厚0.40～2.20 m;

③黃土狀粉土，層厚2.70～3.80 m;

④黃土狀粉土，層厚1.00～2.30 m;

⑤中砂，層厚0.20～5.10 m;

⑥粉質粘土，層厚2.90～4.30 m;

⑦粉土，層厚0.40～1.80 m;

⑧粉質粘土，層厚1.30～4.40 m;

⑨中砂，層厚2.30～4.10 m;

⑩卵石，最大揭露層厚22.50 m。

45 m內未見地下水。

基坑影響深度范圍內土層的物理力學指標詳見表1。

表1 土層的物理力學指標

3 基坑支護方案

本基坑采用放坡+樁錨支護結構進行支護，上部1.7 m按0.3進行放坡開挖，采用鋼板網噴射混凝土護面，下部采用樁錨支護結構。支護樁直徑為800 mm，樁長為15.5 m，嵌固深度為6 m，樁間距為1.5 m。錨索采用一樁一錨，錨索設計參數見表2。方案Ⅰ中邊載按5 m寬度的局部荷載100 kPa考慮，方案Ⅱ中邊載按6 m寬度的局部荷載100 kPa考慮，方案Ⅲ中邊載按自然地面均布荷載15 kPa考慮。

表2 錨索設計參數

4 錨索軸力監測

為掌握在基坑開挖過程及后續使用中錨索軸力的變化是否在設計的可控范圍內，在出現異常情況時能及時反饋給設計人員，同時為今后的樁錨支護設計提供工程數據，根據現場實際施工情況，選取12根錨索進行了軸力監測，包括方案Ⅰ中的第二道和第三道錨索各4根，方案Ⅱ中第一道和第二道各1根，方案Ⅲ中第一道和第二道各1根。錨索軸力監測點平面布置示意圖見圖1。錨索監測儀器為振弦式錨索測力計及XP02振弦式頻率測定儀。

圖1 錨索軸力監測點平面布置示意圖

4.1 錨索鎖定值監測

在進行錨索張拉鎖定時發現，油壓千斤頂顯示壓力大于錨索測力計的輸出值。取出夾片再次進行張拉時發現油壓千斤頂顯示壓力與錨索測力計的輸出值基本吻合。分析原因，張拉系統中，支架與錨頭的尺寸型號不匹配，在張拉過程中夾片阻力很大，導致油壓千斤頂顯示壓力大于錨索測力計的輸出值，錨索軸力實測值與設計鎖定值之比為16.6%～56.3%。錨索張拉設備及安裝見圖2，現場情況最終未進行調整，導致錨索實際鎖定值較設計鎖定值偏小。錨索鎖定軸力實測值見表3。

圖2 錨索張拉設備及安裝示意圖

表3 錨索鎖定軸力實測值

4.2 基坑開挖至回填過程中錨索軸力監測

2011年3月12日，基坑開挖到5 m，開始進行錨索張拉與鎖定，布設了1～6號錨索軸力監測點。2011年3月17日，基坑開挖到8 m，未進行最后一道錨索張拉鎖定前，實測錨索軸力比鎖定值提高6.0%～38.4%。2011年3月21日，基坑深度為8 m，開始進行最后一道錨索張拉與鎖定時，實測錨索軸力比上一次數據稍有下降(除4號錨索外），下降幅度為0.4%～1.6%。2011年3月28日至7月14日，基坑開挖到底，深度為11.2 m，實測錨索軸力基本處于平穩增大狀態，較錨索鎖定值提高8.8%～104.4%，平均提高37.5%。2011年7月30日，基坑采用素混凝回填，回填了5 m，實測錨索軸力比最大數據稍有下降(除5號錨索外），下降幅度為2.9%～4.6%。2011年8月15日，基坑回填至冠梁頂，實測錨索軸力比最大數據稍有下降(除4號錨索失效、5號錨索外），下降幅度為5.3%～6.5%。實測錨索最大軸力為設計值的17.9%～50.7%，錨索最大軸力實測值見表4。錨索軸力實測值隨時間變化情況如圖3。

表4 錨索最大軸力實測值

圖3 錨索軸力實測值隨時間變化曲線

5 結論

通過對該基坑工程錨索軸力的監測，從中得到以下結論:

(1）錨索張拉鎖定力能否達到設計的要求，在很大程度上取決于張拉鎖定設備的匹配性，僅僅根據穿心千斤頂油壓表讀數往往達不到理想的效果;

(2）下道錨索張拉鎖定時，會使上道錨索的軸力略有減小，本工程在下道錨索張拉鎖定時，上道錨索軸力減小0.4%～1.6%;

(3）隨著基坑的開挖及開挖完成后未開始回填前，錨索軸力基本處于增長狀態，本工程錨索最大軸力較錨索鎖定值提高8.8%～104.4%，平均提高37.5%;

(4）隨著基坑回填，錨索軸力略有減小，本工程基坑回填至冠梁頂時錨索軸力較錨索最大軸力減小5.3%～6.5%;

(5）整個基坑錨索軸力監測過程中，實測最大錨索軸力為設計值的17.9%～50.7%，遠達不到錨索設計值，說明本方案還存在優化的空間。

［1］JGJ 120－99，建筑基坑支護技術規程［S］.

［2］GB 50497－2009，建筑基坑工程監測技術規范［S］.

［3］JGJ 94－2008，建筑樁基技術規范［S］.

［4］龔曉南.深基坑工程設計施工手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社，1998.

［5］周勇，朱彥鵬.框架預應力錨桿柔性支護結構的錨桿預應力損失研究［J］.工程勘察，2010，(9）:1－6.

［6］張永安，李峰.邊坡錨索預應力長期監測成果分析［J］.工程勘察，2010，(3）:11－14.

［7］吳燕開，郭海輪.復雜條件下基坑支護結構變形及受力情況分析研究［J］.巖土工程學報，2008，30(S1）:473－478.

［8］劉衛鐸.可回收錨索工藝在城市地鐵施工中的應用［J］.鐵道工程學報，2011，(3）:105－109.

Analysis on Monitoring of Anchor’s Axial Force of Piles and Anchor Support System in Deep Foundation Pit

GONG Yu-zhi1，WU Huan-e1，2，YUAN Zhi-guo2(1.Hebei Building Research Technology Co.，Ltd.，Shijiazhuang Hebei 050021，China;2.Shijiazhuang Institute of Technology，Shijiazhuang Hebei 050228，China）

In order to understand anchor’s working state of pile and anchor support system in deep foundation pit，the axial force of pre-stressed anchor cable was monitored in the whole process of deep foundation pit excavating and backfilling in Shijiazhuang City.Some conclusions were got by analyzing monitoring results.It was proved that a big difference exists between oil pressure gauge reading of jack and practical axial force of anchor because of the mismatch of stretching equipment and anchorage.Axial force of former anchor was decreased due to latter anchor tension with little effect and axial force of anchor was decreased slightly when deep foundation pit was backfilled.It was monitored that the measured values had 17.9%to 50.7%of designed values.

deep foundation pit;pile and anchor support;anchor;axial force;monitoring

TU473.2

:A

:1672－7428(2012）10－0066－03

2012－05－09;

2012－09－24

鞏玉志(1980－），男(漢族），河北臨西人，河北建研科技有限公司，注冊土木工程師(巖土）、一級建造師，巖土工程專業，碩士，從事巖土工程工作，河北省石家莊市槐中路244號，gongyuzhi2000@126.com。