張拉短樁與雙排樁結合的基坑支護方法在某新建工程中的應用

◎ 國家圖書館 張 辛

1、工程概況

1.1 基坑情況

本工程基坑開挖深度11.35～14.05m，地層工程地質條件較好，不含潛水層。基坑安全等級為一級，基坑側壁的重要性系數為1.1。

1.2 場地情況

1.2.1 基坑東側為現有地下車庫及地下熱力站，兩棟建筑物的基礎底板埋深均比擬施工的基坑槽底深。地下熱力站距離擬開挖基坑邊坡約8米，原基坑支護為樁錨支護，地下車庫距離擬開挖基坑邊坡約2.5米，原基坑支護方式為復合土釘墻，樁、錨桿、土釘位置可通過存檔圖紙查閱確定；基坑四周均有地下管線。

1.2.2 基坑南側為擬建綜合辦公樓南側單體，在原有建筑物基礎上進行改擴建，距新開挖基坑邊坡約6米遠有地下室，地下室埋深約5.6米。基坑施工時該側先開挖2.7米，然后進行基坑支護樁的施工。

1.2.3 基坑西側為公園，不具備放坡施工工作面。

1.2.4 基坑北側距基坑約18米遠為住宅樓，有兩層地下室，地下室埋深約6.0米。

針對以上場地條件綜合進行分析，基坑開挖時無放坡面，基坑南、西、北三側邊坡均采用樁錨支護方式，但基坑東側的地下建筑臨近擬施工的基坑邊坡且結構埋深與本基坑相近，沒有做預應力錨桿的空間，為此工程解決的重點。其他部位的地下建筑離基坑較遠，且結構埋深較淺，可通過計算，調整預應力錨桿的角度和設置位置，避免對地下建筑產生影響，故不影響本基坑的樁錨施工。

1.3 采用的基本支護方式

基坑邊坡采用樁錨支護方式，整個基坑采用5個剖面進行支護，護坡樁直徑800mm，間距1600mm。護坡樁之間掛SEM2260型鋼板網，噴射混凝土進行保護，噴射混凝土強度等級為C20，噴射厚度為50mm。鋼板網采用以下方法固定在護坡樁上：Φ8的膨脹螺栓固定在護坡樁上，豎向間距1.0m，同時在兩樁間打U型卡（Φ16鋼筋），長200mm，寬300mm至500mm。基坑南、西、北側設置兩排錨桿。支護樁、錨桿長度根據不同的剖面在進行理論計算后，進行設置。

基坑平面布置圖如下所示：

2、工程特點、難點及對策

根據綜合分析，本工程基坑支護整體采用樁錨支護形式，東側基坑邊線距地下車庫距離僅2.5m；與地下熱力站距離僅為8m，結構埋深均與本基坑相近。另外，在地下車庫、熱力站與基坑東側邊坡之間，有新建的熱力管構，其內放置重要的熱力及空調水管線，是本地區的熱力、空調的大動脈。地下車庫和地下熱力站均為新建永久建筑，不能受到破壞影響，受其原有支護結構的影響，無法按樁錨方式進行施工。

經專家論證后，建議地下車庫部分做張拉短樁與基坑支護樁（懸臂樁）相連，即在基坑以外的一定距離，地下建筑物頂板之上，設置一根短樁，通過張拉連梁使其與支護樁（懸臂樁）頂部的冠梁連接，對支護樁的懸臂段進行拉結，保證樁后的土體不向基坑內傾覆。由于地下車庫與擬施工基坑之間的土體僅有2.5米寬，且地下車庫埋深同擬開挖基坑深度相近，該部分土體的側壓力按有限寬度土體進行計算，通過理論計算，該支護方式完全能夠滿足設計要求。

地下熱力站部分距離擬施工的基坑邊坡距離為8.0米，該部分土體的側壓力按有限寬度土體進行計算后，按照懸臂樁+張拉短樁的方式無法滿足設計要求。由于原支護結構的支護樁保存完好，通過張拉連梁使其與新建基坑的支護樁頂部的冠梁連接，按照雙排樁支護方式進行計算后，

3、護坡方案設計

3.1 護坡方案要科學合理，因地制宜，切實可行，確保深基坑邊坡安全可靠。

3.2 護坡工程要充分考慮到其經濟合理性等。

3.3 根據本工程特點，基坑南、西、北三側邊坡采用普通樁錨支護的支護形式。

3.4 針對基坑東側有地下車庫和地下熱力站，支護設計如下所示：

4-4剖面：基坑東側，與現有地下車庫相鄰，基坑深度14.05m，直徑800mm支護樁，距離支護樁約7.0m遠處設置張拉短樁，通過張拉連梁與支護樁（懸臂樁）相連；

5-5剖面：基坑東側，與現有地下熱力站相鄰，基坑深度14.05m，直徑800mm支護樁，原有基坑支護樁距離新建基坑支護樁約7.0m遠，通過連梁將兩排支護樁相連，形成雙排樁支護結構。

4、4-4剖、5-5剖張拉短樁施工方法

4.1 4-4剖面施工方法

4-4剖面為基坑東側邊坡與已有地下車庫結構相連接處，該地下車庫埋深為13.35m，其上覆土厚度為2.9m。該剖面采用單排樁支護，護坡樁采用直徑800mm，間距1600mm的鋼筋混凝土灌注樁。同時，在距離護坡樁10m處，施工短樁，直徑1000mm，長度2m。通過張拉連梁使其與支護樁（懸臂樁）頂部的冠梁連接，其剖面布置如下圖所示：

4.2 5-5剖面施工方法

5-5剖面為基坑東側邊坡與已有地下熱力站相連接處，該地下熱力站埋深為14.85mm，其上覆土厚度為2.7m。該剖面采用雙排樁支護，新開挖基坑支護樁（前排樁）采用直徑800mm，間距1600mm的鋼筋混凝土灌注樁。同時，利用地下熱力站施工時的基坑支護樁（直徑800mm，間距1600mm，樁長18m）作為后排樁，形成雙排樁支護結構。其剖面布置如下圖所示。

5、基坑監測的必要性

基坑工程施工及地下結構施工期間，應對基坑支護結構受力和變形、周邊建筑物、重要道路及地下管線等保護對象進行系統的監測。通過監測，可以及時掌握基坑開挖及施工過程中支護結構的實際狀態及周邊環境的變化情況，做到及時預報，為基坑邊坡和周邊環境的安全與穩定提供監控數據，防患于未然；通過監測數據與設計參數的對比，可以分析設計的正確性與合理性，科學合理地安排下一步工序，必要時及時修改設計，使設計更加合理，施工更加安全。

本工程的基坑監測內容包括：鄰近建筑物、道路與管線等的沉降、傾斜、裂縫與水平位移；支護結構水平位移。

6、結語

因現在城市土地利用率提高，新建工程的周圍經常會出現永久地下建筑物，如何在不影響周圍地下建筑正常施工和結構安全的前提下，保證新建工程基坑的安全、穩定以及造價的經濟性，基坑支護方法不能僅僅局限于現有的樁錨、土釘、地下連續墻等常規做法，更多的新方法、節約成本的好方式都會不斷應運而生的，通過本文中張拉短樁的應用，給建筑的同行們一些啟發。希望在保證安全、降低成本的共同目標下，有更多的好方法能夠得到應用和推廣。