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[分享]桩锚与复合土钉墙进行深基坑支护，设计、施工、监测都要注意啥
拟建建筑物地上21层，地下2层，总建筑面积约35000iTI，其中地上建筑面积30000m，地下建筑面积5000m。采用框架剪力墙结构。结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级。基坑开挖深度8．5～12．5m，基坑周长约300m，开挖面积约3800In(图1)。
西侧为空地，北侧坑顶外市政路下有通讯电缆、电力、污水管、雨水管等，距离基坑顶约8—15I13．，该区段具备放坡空间，故按1：0．5进行放坡并结合土钉进行支护。
南侧紧邻三层厂房建筑物，距离坑边仅51TI左右，东侧紧邻市政道路边，道路宽14m。东侧和南侧不具备放坡条件，为减少施工过程中道路、建筑物沉降，采用桩锚结合搅拌桩止水进行支护，垂直开挖。基坑北侧及西侧安全等级为二级，东侧及南侧安全等级为一级。
场地地貌属于坡积残丘，根据勘察报告，场区第四系(Q)堆积物稍发育，按成因类型可划分为表土层(Q)、残积土层()等组成；基岩为震旦系岩层(Z)混合片麻岩。
场地地下水分为二类：
第一类为赋存于填土层及第四系土层中的孔隙水，除填土层外，其余土层的富水性较差，为相对隔水层，其补给来源为大气降水及侧向入渗补给，以地表蒸发和侧向渗流方式进行排泄，填土层水位受季节及降水的影响和控制明显，地下水水位年变幅为1—2m；
第二类为基岩裂隙水，以垂向补给为主，与上部第四系土层含水层水力联系良好。
主要物理学参数见表↓
设计
基坑支护设计要在确保支护结构的稳定、基坑周围道路、建筑物安全的前提下，做到经济、合理，满足建设工程的有关法规和规范要求，施工可行、方便，尽量缩短工期。
基坑北侧和西侧采用复合土钉支护，典型支护剖面如图2。剖面开挖深度为8．51TI，采用五排土钉及一排锚索支护，锚索设置在第二排，以便更好地控制基坑侧壁位移。土钉采用(022钢筋土钉，锚索采用2705钢绞线锚索。
从上到下各排土钉长度分别为：10m、10rn、12m、12m、8m，抗拔力设计值分别为40kN、70kN、80kN、80kN、60kN，锚索长度为14m，抗拔力设计值为150kN。
基坑南侧及东侧不具备放坡空间，且距离道路及周边建筑很近，应重点加强对周边建筑物及道路的保护，严格控制基坑变形，支护采用桩锚支护。
基坑南侧紧邻三层厂房开挖深度为8．5～12．5m，支护桩采用Φ1000钻孔灌注桩，间距1700mm，灌注桩嵌固深度61TI，采用两排或三排锚索。
冠梁规格为800X1000，主筋采用11根HRB335Φ22钢筋，箍筋采用HRB335Φ10@200，灌注桩、冠梁、腰梁混凝土强度等级均为C25。为了控制地下水流失，避免对附近厂房造成不利影响，采用Φ550搅拌桩截水。
以最深处的支护剖面为例，所采用的三排锚索长度分别为：25m、24m、24m，抗拔力设计值均为300kN，锚索轴力锁定值为240kN。灌注桩主筋采用23根HRB400Φ22钢筋，箍筋采用Φ14@200。具体设计见图3。
验算
支护结构验算按照《建筑基坑支护技术规程》的相关要求进行。北侧放坡段基坑坑顶计算超载按满布取15kPa，南侧靠近建筑物的支护剖面坑顶计算超载按条形分布取45kPa。基坑内侧地下水位取值为低于基坑底0．5rn，基坑外侧地下水位取值为～1．5ITI。
复合土钉支护区段验算项目主要为抗拔抗拉验算及整体稳定性验算，不同工况土钉抗拔、抗拉安全系数最小为1．6和1．2，整体稳定性最小安全系数为1．58，满足规范要求。桩锚支护区段验算项目主要为支护桩内力、嵌固深度验算、抗倾覆验算及整体稳定验算等。
灌注桩最大弯矩及剪力计算值分别为1039kN·m、342．9kN。各工况抗倾覆安全系数最小值为1．6，整体稳定性安全系数最小为1．46，均满足规范要求。嵌固深度计算值为5m，设计值为6m，满足要求。根据冠梁、腰梁及灌注桩内力计算，其配筋均满足要求。
施工
基坑开挖前应做好坑顶排水系统，做好监测点的埋设工作，并测定初始值。灌注桩成孔可采用旋挖法或(冲)钻孔等施工工艺，宜采用旋挖干成孔法施工，桩位偏差≤50mm，垂直度偏差≤0．5，桩底沉渣厚度≤10cm。
复合土钉支护区段坡面喷锚支护挂6．5@250250钢筋网，喷射混凝土厚度100mm，墙面层混凝土强度等级为C20，配合比约为水泥：砂：石子=1：2：2．5，喷锚支护施工48h后方可进行下一层土方开挖。
锚索施工时应避开周边建筑物的基础，并控制成孔过程中的水土流失，以避免对建筑物基础造成不利影响。基坑开挖后应注意检查截水搅拌桩的截水效果，如出现漏水应采取补做截水桩或注浆进行补救。
锚索施工孔位允许偏差为水平方向100mm，垂直方向50mm，预应力锚索钻孔倾角25。，倾斜度允许偏差为3，孔深应超过设计长度0．5m，终孔后应认真清孔，孔径不小于I50mm。预应力锚杆下料长度允许误差为50mm，安装前应认真清除锚索表面的油污和铁锈。纯水泥浆的水灰比为0．45～O．55。两次注浆，第一次常压注浆，第二次为高压注浆，注浆压力不小于2．5MPa。浆体抗压强度标准值不小于20MPa。
为确保锚索成孔质量，防止塌孔，在填土层中成孔时宜采用跟套管钻进。锚固体强度大于I5MPa并不小于设计强度75后方可进行张拉锁定。每根锚索均应按设计拉力的1．1倍进行预张拉，然后卸荷至锁定拉力进行锁定，锁定拉力为设计拉力的0．8倍。
监测
按照《建筑基坑工程监测技术规范》，安全等级为二级的北侧及西侧，监测项目应包括支护结构水平位移、坑顶地面沉降、锚索应力及道路沉降监测，安全等级为一级的南侧及东侧，监测项目应包括水平位移、坑顶地面沉降、地下水位、深层水平位移、锚索应力及道路、建筑物差异沉降监测。
基坑坡顶水平位移及沉降控制值取50mm，报警值取40mm，周边建筑物差异沉降控制值根据《建筑地基基础设计规范》相关要求，结合建筑物独立基础的间距确定。
桩锚支护段水平位移监测点设置在桩顶上，沉降监测点设置在距坡顶一定距离的土地中；复合土钉支护区段水平位移和沉降监测点可共点监测。基坑监测频率在基坑开挖期间一级基坑每天测一次，二级基坑两天测一次；底板施工完成后七天测一次。施工期间应加强对周边建筑物及道路、管线的监测。
来源：河南省欣鼎基础工程有限公司
