桩锚在软弱土层中工程基坑支护应用研究和探析

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1、桩锚在软弱土层中工程基坑支护应用研究和探析　　摘要：天津地区尤其滨海新区区域，地表以下存在巨厚淤泥质土层，该土层工程力学性质较差、流动性强。在此区域，对于挖深较浅、而占地面积较大的基坑而言若为确保基坑开挖的安全、经济及便利性，分析探讨桩锚应用的可行性意义较大。本文结合天津空港物流加工区白领公寓二期项目具体工程项目实例分析探讨桩锚工艺在典型软弱土层中的应用。关键词：桩锚；基坑；支护；应用中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：1.1桩锚的工作原理在深基坑支护中，桩锚与钻孔灌注桩形成一个二元组合受力结构，并通过共

2、同受力来控制基坑支护体系的整体变形，使其具有足够的刚度。一方面钻孔灌注桩起到挡土的作用，另一方面通过预应力桩锚将应力传递到稳定的土层。对桩锚施加张拉应力，有利于锚固体和土体之间的摩擦力发挥最大的效力，使桩锚体系更加稳定。15预应力桩锚采用的是压缩型土锚，它是通过钢绞线，将拉应力由锚固段端部的承载体传递给整个水泥土锚固段，当锚固段受压，由锚固段的压缩传递张拉力，当采用多个承载体时，压缩应力分布于各个锚固段，靠与周边的土体粘结共同受力。高压旋喷加劲水泥土桩锚结构示意图见图1。通过高压旋喷形成的大直径水泥土桩体，首先可对软土

3、的力学性能作出改善，使软土改变成具有较高强度的水泥土体，极大的改善主动区土体物理力学指标；其次，大直径且变径的水泥土桩体，因与土层接触面积较大，桩体与土层之间产生较大摩阻力，可确保支护结构锚固力达到设计要求。1.2项目概述1.2.1工程概况天津空港经济区白领公寓二期项目位于天津空港经济区中环东路以东，东六道以南，为家居及非家居公寓建筑。地上部分总建筑面积约77122.27平方米，地下部分总建筑面积约38665.89平方米，建筑层数6～14层，结构形式为钢筋混凝土框架及框剪结构。其中，地下室基坑底东西长约310米，南北宽

4、约155米，呈不规则平面布置，施工现场自然地面标高（设计相对标高）-1.00米，坑底相对标高-8.00米，基坑平均开挖深度7.00米。1.2.2周边环境15场地西侧为中环东路，基坑边线距用地红线最近处为12.53m，红线距离中环东路道路红线26.90m；场地北侧为东六道，目前已完成路基施工，基坑北侧西半部分内边线距用地红线最近处为11.90m，北侧东半部分内边线距用地红线最近处为13.50m。东侧为铁三院待建项目用地，基坑内边线距用地红线12.80m；南侧为白领公寓一期工程及商务会所，紧贴本期基坑支护的会所基坑深度6.

5、95m，会所围护结构采用钻孔灌注桩+内支撑+单排双轴搅拌桩止水帷幕的支护形式，目前已竣工。场地外围存在市政地下管沟，管沟均分布在用地红线外侧。场地北侧，用地红线距市政地下管沟7.7m；场地西侧，用地红线距市政地下管沟5.85m。基坑周边环境见图1所示。1.2.3地质条件与基坑设计有关的场地的工程地质条件及相应设计参数如下表所示。土层物理力学性质综合成果表（表1）表中基坑设计参数均为勘察报告提供的标准值；（）内为建议值。3、工程水文地质条件①水的类型表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，蒸发为主要排泄方式。勘察期间测

6、得场区地下水初见水位埋深2.50～3.20m；静止水位埋深1.60～2.30m。15②浅层地基土的渗透性根据相应勘察报告，浅层土渗透性详见下表：上部土层室内试验渗透系数表（表2）1.3方案比较由于场地东侧、北侧东半部分（A-A剖面）底坑底边线与场地红线间距离较大，可以采用放坡施工，且南侧会所东侧（E-E剖面），以及整个基坑止水帷幕已同一期施工时同步完成。主要考虑经济方面的因素，所以此次围护方案比选仅针对B-B剖面，灌注桩+桩锚方案与双排灌注桩方案之间的比选。1．钻孔灌注桩挡土＋2道加筋水泥土桩锚方案：经计算，此工程基坑

7、围护需要C30600@800灌注桩围护结构，桩长为12.5m。设置C35500×1000冠梁。灌注桩单价1400元/方，冠梁1500元/方，每延米基坑支护中支护桩总造价为6935元。设置两道道加劲水泥土桩锚，桩径500mm，扩大端（末端5m）直径650mm，水泥掺量30%，内插3根75钢绞线。第一道长14m，倾角45°，水平间距1.6m，锁定于C35500×1000冠梁；第二道长13m，倾角45°，水平间距1.6m，锁定于22a槽钢双拼腰梁。桩锚单价250/米（含腰梁），每延米基坑支护中桩锚系统总造价为4228元。15

8、灌注桩+两道桩锚的支护方案每延米基坑支护总造价约为11163元。2．双排钻孔灌注桩悬臂挡土方案：即基坑支护原拟采用方案。C30800@1800双排灌注桩围护结构，桩长为17m。设置冠梁与连梁。灌注桩单价1400元/方，连梁、冠梁1500元/方，每延米基坑支护总造价约为16150元。采取双排灌注桩悬臂的支护形式，支护结构变形往往偏大