王 鵬

中國二十冶集團有限公司 上海 201900

旋挖樁加預(yù)應(yīng)力錨索組合支護形式適用于粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、細(xì)砂、卵石、泥巖等土層的工業(yè)、民用建筑和市政工程等基坑支護結(jié)構(gòu)，以及因地下結(jié)構(gòu)較復(fù)雜不便設(shè)置內(nèi)支撐且又不允許有較大變形的基坑支護工程。該組合式支護結(jié)構(gòu)，主要通過旋挖樁來承擔(dān)支護結(jié)構(gòu)上的荷載，以及用預(yù)應(yīng)力錨索代替內(nèi)支撐，即可控制錨固體的側(cè)向位移，又可改善施工條件。

1 工程概況

中國郵儲銀行金融后臺服務(wù)中心（一期）項目位于成都市高新區(qū)，總建筑面積為137388m2，地下室為3層，地上主樓為26層，裙樓為4層，采用框架—核心筒結(jié)構(gòu)形式?；娱_挖深度平均為-20.24m，局部最大埋深-25.64m，深基坑支護形式采用旋挖樁加預(yù)應(yīng)力錨索的組合式支護結(jié)構(gòu)。

2 工程地質(zhì)特點

根據(jù)四川省蜀通巖土工程公司地質(zhì)勘察報告，場地主要地層為第四系上更新統(tǒng)沖積、冰水堆積粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、細(xì)砂、卵石和泥巖等土層，基坑開挖范圍內(nèi)的土層具體情況如下：

①素填土（Q4ml）：褐色，主要為粘性土，局部地段含植物根系，厚度0.5～2.0m。

②粘土（Q3al+fgl）：褐黃色，青色，以粘粒為主，含氧化鐵、鐵錳質(zhì)結(jié)核，見灰白色礦物質(zhì)。厚度2.4～9.7m，該層分兩個亞層，其中②1可塑狀，厚度0.8～5.4m；②2硬塑狀，厚度2.4～9.7m。

③粉質(zhì)粘土（Q3al+fgl）：褐黃色，以粘粒為主，次為粉粒，含氧化鐵、鐵錳質(zhì)結(jié)核。該層場地內(nèi)局部分布，厚度0.6～8.5m，該層分兩個亞層，其中③1可塑狀，厚度1.0～2.0m；③2硬塑狀，厚度0.6～8.5m。

④粉土（Q3al+fgl）：褐色，褐黃色，中密狀，稍濕～濕，由粉粒、粘粒、砂粒及云母碎片等組成，厚度0.5～5.4m。

⑤細(xì)砂（Q3al+fgl）：褐灰色，褐黃色，青色，稍密狀，礦物成分以石英、云母為主，該層場地內(nèi)局部分布，厚度0.5～3.0m。

⑥卵石（Q3al+fgl）：褐黃色，灰色、青灰色等雜色，稍濕～飽和，礦物成分以砂巖、灰?guī)r為主，粒徑一般2～20cm，卵石層孔隙間主要由細(xì)、中砂充填。層厚4.6～8.4m。

⑦白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖（K2g）：紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，礦物成分以粘土礦物為主，次為石英、長石等礦物質(zhì)，局部砂質(zhì)富集，巖層呈水平層理，基巖面近似水平，基巖面埋深16.6～17.8米，分為強風(fēng)化、中風(fēng)化兩個亞層，其中強風(fēng)化亞層厚度1.5～2.6m，中風(fēng)化亞層厚度3.5～7.5m。

3 組合式支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

3.1 旋挖樁參數(shù)

旋挖樁圍繞基坑環(huán)形布置，分為A-B段、B-C段、C-D段、D-A段， 共210根，樁號Z1～Z210，設(shè)計樁長27.0m，其中嵌固段7.0m，樁徑1.2m，樁間距為2.5m，樁身混凝土強度等級為C30。樁頂處設(shè)置冠梁一道，截面尺寸1200mm×1000mm，砼強度C30。

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計

A-B段旋挖樁在樁頂下-6.0m、-9.0m、-12.0m、-15.0m處上設(shè)四道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度分別為21.0m、17.5m、17.5m、13.0m。B- C段在樁頂下-6.0m、-9.0m、-12.0m、-15.0m處上設(shè)四道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度分別為19.5m、17.5m、17.0m、14.0m。C-D段在樁頂下-6.0m、-9.0m、-12.0m、-15.0m處上設(shè)四道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度分別為19.0m、17.5m、17.0m、13.5m。D- A段在樁頂下-5.5m、-8.5m、-11.5m、-14.5m處上設(shè)四道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度分別為21.0m、19.0m、17.0m、12.5m。錨索錨筋均采用5(4)（3）束Φs15.2的鋼絞線，錨孔直徑Φ150mm。

3.3 工程降水設(shè)計

采用管井降水，共布設(shè)29口管井，平均間距約18m，輔以明排。管井成孔直徑為φ600mm，井管內(nèi)壁直徑為300mm，外徑為360mm。抽水時含砂量監(jiān)控值≤1/10000。

3.4 樁間支護設(shè)計

基坑墻面樁間支護采用鋼筋網(wǎng)與噴射混凝土組成的鋼筋混凝土板式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)筋采用Φ8@200，通過Φ16鋼筋與冠梁及樁身作有效連接。噴射混凝土采用干性配合料，強度等級為C20，采用PC32.5R普通硅酸鹽水泥，噴射混凝土的粗骨料最大粒徑不宜大于8mm，水灰比不宜大于0.45，噴射混凝土厚度一般為80mm，分兩次噴射。

4 深基坑施工信息化監(jiān)測與分析

4.1 施工部署與觀測點布置

4.1.1 施工部署

土方開挖分A、B區(qū)域進行，開挖時從東向西由A區(qū)向B區(qū)推進。由于土方開挖需結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索施工，所以在立面上采用分層開挖，共分八層，每層厚度約3.0m。

為便于土方運輸，在基坑西北角設(shè)置7.5m寬的馬道，供車輛和施工人員出入基坑使用。馬道按1：1放坡，面層采用200mm厚C25鋼筋混凝土澆筑，側(cè)面采用鋼筋混凝土素噴。馬道外側(cè)設(shè)置人行通道，通道兩側(cè)設(shè)置防護欄桿和踢腳板，保證人車分流。

4.1.2 觀測點布置

基坑監(jiān)測內(nèi)容主要包括基坑變形觀測、基坑周邊沉降觀測，以及樁身變形和鋼筋應(yīng)力監(jiān)測等。

1)基坑變形觀測點布置

在基坑不同區(qū)域上口邊緣共布設(shè)34個基坑變形觀測點，見圖1：基坑變形觀測點布置圖（Fig.1：Layout of observation points of the foundation pit deformation.）。

2) 基坑周邊沉降觀測點布置

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，在基坑相鄰周邊道路上共布設(shè)了28個沉降觀測點，見圖2：基坑周邊沉降觀測點布置圖（Fig.2：Layout of observation points of ground settlement of deep foundation pit.）。觀測點采用鉆孔埋入成型標(biāo)志。

3）樁身變形及鋼筋應(yīng)力監(jiān)測點布置

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，選取了11根樁進行監(jiān)測。樁身變形監(jiān)測采用預(yù)先在樁內(nèi)預(yù)埋測斜管，樁身鋼筋應(yīng)力監(jiān)測采用在樁內(nèi)主筋上的不同位置預(yù)先焊接鋼筋計。見圖3：樁身變形及鋼筋應(yīng)力監(jiān)測點布置圖（Fig.3：The deformation of the pile body and the stress of steel bar layout of monitoring points.）。

4.2 觀測頻次及監(jiān)控值

基坑上口樁頂冠梁施工完畢后，開始埋設(shè)基坑變形觀測點，現(xiàn)場條件允許后進行初始值觀測。變形觀測精度按一級位移觀測精度要求，即觀測點坐標(biāo)中誤差≤±1mm。根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497）規(guī)定，基坑上口水平最大位移監(jiān)控值為30mm。基坑變形觀測頻次和周期為：基坑開挖深度≤5m時，2天1次；基坑開挖深度＞5m時，1天1次。底板混凝土澆筑后≤7天時，1天1次；7～14天時，2天1次；14～28天時，3天1次；＞28天時，5天1次，連續(xù)觀測3次，其后每10～15天觀測一次，直至地下室回填施工完畢。遇有特殊情況，如開挖速度較快、降雨量較大等應(yīng)增加觀測次數(shù)。

基坑沉降點的初始觀測在井點降水之前開始進行，其后每周觀測一次，基坑開挖時觀測周期與基坑變形觀測同步進行。沉降觀測精度按二等水準(zhǔn)精度要求，即觀測中誤差≤±0.5mm。基坑周邊地面最大沉降量監(jiān)控值為25 mm。

樁身水平位移監(jiān)控值為30mm，位移速度監(jiān)控值為2mm/d。樁身主筋應(yīng)力監(jiān)控值為300N/mm2。

4.3 施工觀測結(jié)果分析

4.3.1 樁身完整性檢測

基坑開挖前，項目部委托成都市建工質(zhì)量檢驗測試站對210根護壁樁的樁身完整性進行了低應(yīng)變檢測，檢測結(jié)果表明樁身均完整，其中208根樁質(zhì)量等級為Ⅰ類，2根樁質(zhì)量等級為Ⅱ類。

4.3.2 預(yù)應(yīng)力錨索檢測

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330）和《高層建筑巖土工程勘察規(guī)范》（JGJ72）等，錨索驗收檢測數(shù)量為每種類型錨索按5%抽檢，且不少于5根。至11月21日止，抽檢錨索共計31根。

檢測結(jié)果表明，所測31根錨索在最大荷載作用下，錨頭位移值在驗收合格范圍內(nèi)，且趨于穩(wěn)定，錨索抗拔承載力滿足設(shè)計要求。

4.3.3 基坑變形監(jiān)測結(jié)果分析

基坑于4月初開始挖土，至9月底挖至-12.00m標(biāo)高處，至11月1日挖至基底標(biāo)高-20.24m處，11月1日至9日開始施工墊層，到11月21日底板防水施工完畢，至12月8日底板施工完畢，12月30日地下室負(fù)三層施工完畢翌年1月15日地下室負(fù)二層施工完畢，3月26日地下室負(fù)一層施工完畢，7月15日地下室外墻回填土施工。

施工期間監(jiān)測結(jié)果表明，水平位移最大變形為2#點，向坑內(nèi)方向累積變形達29mm，參見圖4所示（Fig.4：The deformation of foundation pit 2# observation point of the main numerical.）。

分析其原因， 2#點位于基坑道路一側(cè)，受材料運輸、土方車影響較大，同時2#點南側(cè)緊鄰柘新西二街，是當(dāng)?shù)亟煌ㄖ鞲傻溃m然距基坑20m左右，但是其繁忙的交通對于2#點向基坑方向的位移變形均產(chǎn)生一定的促進作用。另外隨著底板的施工，2#點累計變形值略有下降，并逐步趨于穩(wěn)定。

4.3.4 樁身變形及鋼筋應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果分析

在基坑開挖至底板澆筑期間，11根監(jiān)測樁的樁身水平位移均小于30mm的監(jiān)控值，且位移速度均小于2mm/d的監(jiān)控值，鋼筋最大拉應(yīng)力值和鋼筋最大壓應(yīng)力值也均遠小于警戒值。其中樁身變形最大的Z87#樁的數(shù)據(jù)匯總見表1 （Table 1：The deformation of foundation pit 2# observation point of the main numerical.）：

表1 Z87#樁樁身變形及樁內(nèi)鋼筋應(yīng)力值匯總表

分析其數(shù)值較大的原因，主要是Z87#樁其位于施工道路一側(cè)，施工中受運輸車影響較大，且東側(cè)緊鄰交通繁忙的益州大道，導(dǎo)致了其向基坑內(nèi)方向發(fā)生變形。另外Z87#樁的樁內(nèi)鋼筋應(yīng)力值遠小于300MPa的監(jiān)控值，表明是安全的。

4.3.5 基坑周邊沉降監(jiān)測結(jié)果分析

在基坑施工期間，基坑周邊沉降最大變形為19#點，累積最大沉降達6.56mm，小于本工程最大沉降量監(jiān)控值。相鄰道路累計沉降最小點為25#點，累計沉降量3.66mm。19#點位于鋼筋加工場和材料臨時堆場之間，且受到運輸車輛的影響較大。25#點距離基坑較遠，處于項目部辦公大臨院內(nèi)，受到基坑施工影響較小，故累計沉降量最小。

5 結(jié)束語

采用大直徑旋挖樁作為基坑護壁樁，具有成樁質(zhì)量較高，護壁變形較小的優(yōu)點。基坑開挖前，應(yīng)結(jié)合臨時道路施工將基坑四周場地3～5m寬的范圍用100mm厚的混凝土將地表進行封閉，以防止雨水滲入護壁內(nèi)增加土體側(cè)壓力。施工中還需做到預(yù)應(yīng)力錨索施工與土方開挖施工的有機結(jié)合。對于深基坑且周邊場地有限的基坑工程，建議基礎(chǔ)鋼筋采用外委加工，以降低基坑周邊的堆載值。