桩锚支护结构在深基坑中的应用分析

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1、桩锚支护结构在深基坑中的应用分析摘要：随着社会发展和城市建筑用地的紧张，为充分利用地下空间，基坑工程随之向更深更大发展的趋势越来越明显，加之近年来基坑安全事故频发，因此基坑支护安全性越来越受到重视。本文以某工程为实例，就桩锚支护结构在深基坑中的应用进行，以供参考。关键词：水泥土桩；锚杆；深基坑；监测中图分类号：TV551文献标识码：A引言目前，桩锚支护体系广泛应用于深基坑工程，这种支护形式具有稳定性好、安全性高、施工方便等优点。水泥土桩+锚杆支护延伸了基坑支护深度,增强了基坑的稳定性和可靠性，应用于深

2、基坑工程，其优越性得到充分发挥，不仅施工周期短，且保证了基坑及周边环境的安全。一、工程概况某深基坑长度为236m，宽度为55m(图1)，地下共三层，为框架结构，采用明挖法施工。基坑开挖深度为设计地面标高以下16.00～26.00m，局部为27.00m，试验桩所在位置处基坑开挖深度为21m。该基坑采用上部土钉下部桩锚的联合支护形式，其中3#试验桩所在位置基坑外8m8处有一个两层的框架结构正在施工。基坑上部边坡采用土钉墙，设土钉4道，长度为6m，水平间距为1.5m;设计地面标高10m以下为桩锚支护，支护桩

3、设计直径为0.8m，桩长为21m，其中试验桩桩长为22.45m，桩间距为2m，桩身混凝土强度等级为C35，桩身混凝土保护层厚度为50mm。支护桩顶端通长设置冠梁，冠梁截面宽度为0.8m、高度为0.5m，冠梁采用C35级混凝土。为了对比分析冠梁对支护桩的约束作用，将原设计中2#试验桩顶部的冠梁断开，使其不受冠梁的影响。桩身设置两道长15m的锚杆，自由段长5m，锚固段长10m，第一道锚杆位于桩顶冠梁上，第二道锚杆设置在冠梁下5m处。图1试验桩位置平面布置示意图二、地质条件该拟建场地为地势平坦，与基坑有关的

4、地层分别为:①杂填土（Qml）:含软塑状黏土，夹砖渣碎石块、植物根及生活垃圾，湿，松散~稍密，局部地段底部为软塑黏性土，厚2.0~4.3m；②黏土（Q4al+pl）:软~可塑,偶含矿物团块及锰铁质结核,厚1.9~6.5m；③粉质黏土（Q4al+pl）:可塑~硬塑，含矿物团块及锰铁质结核，厚1.3~7.0m；④中细砂（Q4al+pl）:饱和，稍密，偶夹少量粉砂及粉土，含云母，砂粒矿物主要成分为石英、长石，厚1.0~4.7m。土层参数见表1。8该场地地下水主要为砂层中微承压水及上部填土中的孔隙潜水，其水量

5、和水位受地表水及大气降水影响，含水量较大，勘察钻孔中该层稳定潜水水位约为1.2m，黏土和粉质黏土层为相对隔水层，砂层含微承压水，稳定水位8.0~9.0m。表1各土层参数设计值三、支护方案设计根据该基坑地质情况及周围环境状况，基坑北侧和西北角采用“坑顶放坡+水泥土桩（插钢管）+锚杆”支护形式；西侧采用“放坡+水泥土桩+锚杆”支护形式；东侧和南侧采用“放坡（坡脚插槽钢）+锚杆”支护形式。坑底粉质黏土层是下部砂层中微承压水的天然隔水层，基坑开挖过程中的上层滞水采用集水沟疏导。1）土压力计算:采用朗肯理论公式

6、分层计算，采用水土合算的总应力法计算主、被动土压力。2）稳定性验算:采用经典的瑞典圆弧法，通过下式进行复合支护稳定性验算。式中:K为整体稳定安全系数；Ks、Ka、Kc、Kp分别为土、锚杆、水泥土和微型桩产生的抗滑力矩与土体下滑力矩比；ci、ji、li分别为第i个土条在滑弧面上的黏聚力（kPa）、内摩擦角（°）和弧长（m）；Wi为第i个土条重量，包括土体自重、作用在第i个土条上的地面加地下荷载（kN/m）；qi为第i个土条在滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角（°）；sax，j、spx，j为第j8层锚杆和微

7、型桩的水平间距（m）；Nu，j为第j层锚杆在稳定区（即滑弧外）的极限抗力（kN）；aj为第j层锚杆的倾角（°）；qj为第j层锚杆与滑弧面相交处，滑弧切线与水平面的夹角（°）；jj为第j层锚杆与滑弧面相交处土的内摩擦角（°）；fvc、fvp为水泥土和微型桩的抗剪强度设计值（kPa）；Ac、Ap为单位计算长度内水泥土桩和单根微型桩的截面积（m2）；ga、gc、gp为锚杆、水泥土桩和微型桩产生的抗滑力矩复合作用时的组合系数。本基坑使用一桩一锚共计135根的结构形式，锚杆之间的距离和桩间距，锚杆安设的角度应该

8、15°～30°之间，可以通过对于此支护结构体系的受力分析计算，这样就可以确定锚杆轴间拉力T＝ND/cosa式之中N为锚杆的水平受力，D是桩距，而a则是锚杆需要的设计角度21°，27°而为交错布置，其锚杆锚固的长度L可以依照以下式进行确定L＝KT/3.14d1q式之中K表示是安全系数，而d1则表示的是锚杆孔的直径，而Q则是土体同锚固体的粘结强度。8在进行锚杆设计之时，我们则要求水泥使用量应该高于65kg/m，而水灰比低于0.6，所以水泥标号应该高于42.5