樁錨支護基坑工程變形監測分析

王迎豐

（江蘇省巖土工程公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

樁錨支護結構以其經濟性在基坑工程中得到了廣泛應用[1-3]，特別是在巖體結構中，其穩定性、經濟性均得到了工程界的認可[4-5]。在軟土基坑中樁錨支護結構因穩定性一般而應用較少，但是樁錨結構的經濟性較好，其在連云港地區基坑工程中得到廣泛應用[6-7]。

連云港地區某基坑工程場地為典型的海相軟土場地[8]，本文通過基坑變形監測分析樁錨支護結構的有效性，為軟土場地樁錨結構的應用提供參考。

1 工程概況

工程場地土體物理力學性質見表1，場地內有工程性質較差的厚層淤泥，預應力錨索主要錨固于下部較好的黏土層中。現場情況如圖1所示，基坑大部分區域采用樁錨支護，變形監測點均勻分布于基坑周邊，本文僅選取部分監測點進行分析，如圖1中的JZ1~JZ7。

圖1 現場檢測情況

表1 巖土體物理力學性能參數

本次監測內容有深層水平位移、沉降及錨桿軸力。進行軸力監測的錨桿情況見表2，僅選取了代表性的錨桿進行展示分析。監測的錨桿分布位置如圖2所示，其中A1~A3在同一剖面內，A4~A6在同一剖面內，A7、A8均位于單獨剖面內。本基坑開挖深度為6.2m～10.8m。

表2 監測錨桿情況

圖2 錨桿分布情況示意圖

3 變形監測結果分析

3.1 深層水平位移

圖3為深層水平位移監測結果，JZ1~JZ6各監測點的最大位移分別為82.5mm、62.3mm、65.1mm、75.4mm、81.2mm、45.1mm，其中JZ1~JZ5監測點處基坑開挖深度約10m，JZ6監測點處基坑開挖深度約6m。從監測結果來看最大位移發生在JZ1監測點，JZ5次之，這兩個監測點均位于基坑長邊的中部，因此發生了較大的水平向位移，其中JZ1點表現的最為顯著，從其豎向位移分布情況來看，最大位移發生在基坑頂面下4m處。

圖3 水平位移時程曲線圖

另外，從變形數值來看，樁錨支護下基坑發生了較大的側向位移，但是在施工期內基坑一直處于穩定狀態。說明在軟土場地，采用樁錨這種支護形式，基坑將發生較大的變形，但不影響基坑的穩定性。

3.2 沉降位移

圖4為各觀測點沉降監測結果，JZ1~JZ6最大沉降值分別為32.1mm、21.5mm、19.2mm、22.8mm、28.3mm、14.1mm。可以看出JZ1點的沉降值最大，JZ5次之，這與水平位移的發展保持一致。

圖4 沉降時程曲線圖

3.3 錨桿監測結果分析

圖5為錨桿監測結果，其中A1-14為三道支撐中的第一道，A3-54為三道支撐中的第三道，A7-6、A8-2為一道支撐，具體情況見圖5。從A1-14錨桿監測結果來看，錨桿鎖定后軸力先經過減少段，然后逐漸上升，這是由于預應力值損失所致，隨著基坑的開挖，土體變形逐漸增大，錨桿軸力隨之增大。當基坑開挖至40d附近時錨桿軸力值突然增大，這是由于第二道錨桿施工撓動所致。當第二道錨桿施工擾動結束后，A1-14錨桿軸力又逐漸減低，在開挖至90d附近，錨桿軸力出現了相同的變化規律。整體來看，錨桿軸力的變化為鋸齒性狀，說明錨桿軸力呈不穩定發展趨勢。這是由于基坑開挖和錨桿施工等撓動引起的，在基坑開挖完成后，錨桿的軸力基本沒有發生變化。

圖5 錨桿軸力變化時程圖

A3-54錨桿位于第三道支撐，其軸力的變化也是期初預應力損失所致的減少，隨后鋸齒形分布至后期的趨于穩定。A7-6、A8-2為一道支撐，其軸力發展為期初減少，后期鋸齒形分布，且軸力有所增加，這與A3-54錨桿軸力的發展有所卻別。

從軸力變化數值來看，四根錨桿的期初預應力損失率均位于4%~8%之間。A1-14錨桿受撓動后的軸力增加值在20%附近，最后的穩定值比鎖定值大14.3%，A3-54錨桿最后穩定值比鎖定值小12.6%，A7-6錨桿最后穩定值比鎖定值小8.5%，A8-2錨桿穩定值比鎖定值大32.3%。這與錨桿所在位置的土體變形大小存在關系。

上述4根錨桿最后穩定值占設計值的比例分別為84.2%、72.2%、52.3%、40.4%，說明最上層錨桿的利用率高于下層錨桿，一道支撐的錨桿利用率較低，仍有較大工作空間。

4 結束語

（1）通過某基坑的監測實例分析了土體變形，錨桿軸力的變化規律，可以為軟土場地基坑樁錨支護工程提供參考。

（2）本基坑工程的土體變形較大，最大位移達82mm，雖然已經超過了允許值，但在使用過程中并未發生失穩現象，說明樁錨支護結構能夠承受較大的變形。

（3）錨桿軸力的發展過程與施工撓動、土體變形等因素有關，整體上軸力的分布呈鋸齒形狀，初期有預應力損失，后期軸力趨于穩定。

（4）從錨桿軸力利用率方面來看，上層錨桿的利用率要高于下層錨桿，且利用率的大小還與附近土體的變形有關，再次印證了巖土工程的復雜性。