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桩锚支护技术在深基坑中的应用与控制研究

苏志刚  
【摘要】:目前,随着我国基坑开挖深度的越来越大,排桩支护结构这种基坑支护方式已不能满足要求。当基坑深度不断加深,特别是基坑土体强度较差时,单纯利用排桩桩身自重和嵌固深度以被动土压力来平衡桩体所受的主动土压力、地面荷载等的支护效果并不理想,容易在桩顶产生较大的侧向位移,甚至导致整个支护结构失效造成严重后果。针对上述情况,将岩土锚固技术用于基坑支护结构中,利用锚杆锚固和桩支护技术相结合的方法,更能适用于深基坑支护工程。 桩锚支护结构主要由挡土结构与土层锚杆两部分组成,有时还设有腰梁和圈梁,因其刚度大、变形较小、挡土能力强、止水效果好、抗弯能力强、与工程的适应性好等特点而广泛应用于深基坑支护工程中。挡土结构可用人工挖孔桩、预制桩、钻孔灌注桩及各种类型的板桩;土层锚杆锚固在支护桩上,可根据基坑深度情况设单层、二层或多层锚杆。本文在广泛收集和总结国内外基坑支护结构研究成果的基础上,针对桩锚支护结构的理论设计计算理论及其安全性问题,以川庆钻探工程有限公司科研综合楼深基坑项目为背景,通过分析该基坑工程的特点及其周边环境,采用桩锚支护结构进行基坑支护。结合该基坑的实际情况,进行了施工安排及现场监测设计,通过对基坑支护结构桩顶水平位移、周边道路的沉降监测等监测成果进行分析,评价了该基坑的稳定性,并分析了基坑在施工阶段的变形规律及特点。通过研究分析,得到的主要结论有: (1)在地勘报告的基础上,结合川庆钻探工程有限公司科研综合楼深基坑的特点、周边环境情况,选用了桩锚支护结构进行了基坑支护。根据实际工程情况,将基坑分为AD、DA两段进行支护结构设计。 (2)由于支护结构在荷载作用下会产生位移,导致支护桩和锚杆的受力特点、桩间土体的受力性状发生改变。因而为保证施工期间的基坑稳定性及控制支护结构的变形,从土方开挖、基坑降水及支护结构施工等方面着手,进行施工方案的设计及施工控制。 (3)综合考虑基坑监测原则及目的、基坑侧壁安全等级及周边环境条件,对综合楼进行了监测项目设计及测点布置。并对现场监测数据进行了整理分析,结果表明:支护结构在荷载作用下会产生位移。基坑开挖过程中,支护结构的水平位移及基坑周边道路的沉降随开挖深度的增加而增加,待基础施工完成后,变形小幅增加,直至土体回填后变形趋于稳定;基坑支护结构最大水平位移为19.1mm(AB段上),最大沉降量为14.01mm(AB段上),均远小于报警值,即通过合理的设计及施工控制措施,该基坑的稳定性良好。 (4)锚索施加的预应力对围护结构的内力和变形均会产生影响。锚索的张拉可以有效减小支护排桩的位移,对基坑的变形有一定控制作用。


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