1．深圳市勘察设计研究院有限公司 广东深圳 518000；
2.华东交通大学土木建筑学院
江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室 江西南昌 330013
摘要：依托珠海市横琴国际金融中心大厦基坑工程，根据现场基坑开挖过程中的实测结果，对软土地区基坑开挖内支撑加锚索支撑体系效果进行了分析，结果表明：围护桩累积水平及竖向位移随基坑工程的施工而增加，最终趋于稳定，桩顶最大水平位移为21mm左右；桩顶深层累积水平位移，最大累积水平位移值发生在桩顶以下10m左右，最大位移值大约为26mm；地表最大沉降为8mm；由此可知，钻孔灌注桩、环形支撑系统及锚索组合式支护体系，在软土基坑工程施工中作用效果明显。
关键词：实测；环形支撑系统；锚索；软土地区
The soft soil excavation of deep foundation pit support within the experimental study with cable anchor interaction
HOU Liu-suo1，WANG Ning 2，Ding Hai-bin2
（1.Shenzhen investigation & research institute company，ShenZhen 518000，China；2.Jiangxi Key Laboratory of Infrastructure Safety Control in Geotechnical Engineering，School of Civil Engineering and Architecture，East China Jiao Tong University，Nanchang Jiangxi 330013 China）
Abstract：Based on the foundation pit project of Zhuhai Hengqin international World Financial Centre，the effect of inner support and anchor cable support system in foundation pit excavation in soft soil area was analyzed according to the measured results during excavation，The result shows：Pile accumulated horizontal and vertical displacement increases with the excavation，finally tends to be stable，the maximum horizontal displacement of pile top is about 21mm；Cumulative horizontal displacement at the top of the pile，the maximum cumulative horizontal displacement occurred at about 10m below the pile top，and the maximum displacement value was about 26mm；The maximum surface settlement was 8mm；Therefore，bored pile，anchor ring support system and combined supporting system，obviously in the soft soil foundation construction effect.
Keywolds：The measured；ring support system；cable；soft soil area
1、引言
近年来，大量地下建筑物在填海区不断涌现。由于填海软土地区地质条件差、施工企业施工技术、经验良莠不齐，致使深基坑施工安全事故频发。由此可见，对填海软土地区基坑支护施工技术开展研究，有着十分重要的现实意义。
国内外已有大量学者就基坑开挖问题做了大量的研究，马驰等[1]以深圳机场扩建工程轨道交通枢纽基坑功臣为背景，分析了填海地区欠固结深基坑开挖的难点及相应对策，并研究了该基坑咬合桩+锚锭、锚索支护方案的安全及合理。杨芮等[2]研究了预应力锚索加土钉复合式支护方式的基坑边坡稳定系数和边坡变形问题，研究表明，土钉和预应力锚索复合式支护方式中，预应力锚索位置比较重要，锚索越靠近边坡顶，则加固效果越好。冯艳辉等[3]利用FLAC3D建立深基坑桩锚支护的数值模拟，研究表明，锚索在自由段变形量最大，从锚固段开始，锚索的轴力和变形量逐渐减小，随后趋于零。黄雪峰等[4]对桩锚支护结构在不同阶段的锚索受力特征进行了现场测试，讨论了预应力锚索自由段与锚固段的相互关系。董城[5]、贾金青等[6]采用数值模拟对深基坑中土钉墙和预应力锚索对基坑支护的效果进行了研究。周赞良等针对填海软土地区深基坑采用的排桩加上部内支撑、下部预应力锚索复合式支护结构进行了分析，得出此方法施工的合理性。
本文以珠海市横琴国际金融中心大厦基坑工程为背景，根据现场实测数据，对软土地区桩锚+环形支撑系统的加固效果进行了定性的分析，以期为相类似工程提供借鉴。
2 工程概况及设计
2.1 工程概况
该工程为珠海市横琴国际金融中心大厦基坑工程，基坑长170.5m，宽136m，建筑面积22224m2，基坑四周情况为：北部为B6号路，南为C1号路，西为C3号路，东为B5号路，周边无高层建筑物，基坑总平面图见图1。
图1 总平面图
支撑方法为采用钻孔灌注桩加三道钢筋混凝土环形内支撑和一道预应力锚索，钻孔灌注桩桩径为1.5m，间距0.2m，止水帷幕采用三轴搅拌桩，如图1所示；预应力锚索孔径为150mm，内置4根直径为15.2mm的钢绞线，长度为28m纵向间距为1.3m，预应力标准值为460kN，锁定值为300kN；基坑开挖深度为19.2m，如图2所示。
2.2 地质条件
基坑开挖地区原始地貌为滨海地区，后经填土而成，场地地质条件较差，软土层较厚，且地下水相对丰富，表1为主要土层及其物理力学参数。
2.3 设计方案
（1）工程特点及难点
本工程设计及施工的主要难点及特点：①地质条件较为复杂，主要是在软土地区土质稳定性较差；②基坑开挖深度大，风险较高；③基坑周边均为道路，来往车辆较多，导致围护结构受到的荷载较大。
（2）维护结构方案
桩撑支护体系（指排桩或咬合桩结合内支撑达到挡土效果的支撑体系）是目前在软土深基坑中应用较多的支护方式，在软土中当基坑超过10m，则悬臂桩、双排桩、桩锚等支护体系便无法满足支护要求；此时桩撑支护系统便能体现出更大的优势。
桩撑支护体系是指排桩结合内支撑达到挡土效果的支撑体系，内支撑根据布置方式的不同，可以分为井字形对撑、大脚撑、环形支撑及斜撑等。内支撑体系变形小，整体性好等优点。对于长方形基坑可采用对撑加角撑支护，对于正方形基坑可采用环形支撑。
图2 基坑支护断面图
根据基坑周围的环境及场地的底层结构特征，综合考虑工程桩的施工便利性，采用如下钻孔灌注桩、预应力锚索及环形内支撑相组合的基坑围护结构方案，如图1、图2所示。①三道环形支撑系统均为钢筋混凝土结构；②钻孔灌注桩桩长为39.5m，桩径0.8m，间距1m，钻孔灌注桩之间采用高压旋喷桩止水帷幕；③预应力锚索孔径为150mm，内置4根直径为15.2mm的钢绞线，长度为28m纵向间距为1.3m，预应力标准值为460kN，锁定值为300kN；基坑开挖深度为19.2m，如图2所示。
3 实测结果分析
3.1 监测点布置
本文探究监测项目包括：围护桩顶水平及竖向位移监测点、基坑周边地表位移沉降点、锚杆内力监测点、支撑内力监测点。
图3 监测点布置图
3.2 围护墙顶水平及竖向位移
图4为围护桩上观测点S2、S6、S10（见图3）的累积水平位移随基坑工程施工变化的监测曲线。从图中可以看出，随着现场基坑的开挖，桩顶水平位移逐渐增大，但在最终趋于稳定。
图4 围护桩顶累积水平位移
土中显示在观测次数为19次时，水平位移增加的较快，根据现场施工情况，此时间段，现场即将施工第三道支撑系统。最大水平位移为21mm左右，未达到警戒值24mm。
图5 围护桩顶累积竖向位移
图5为围护桩上观测点S2、S6、S10（见图3）的累积竖向位移随基坑工程施工变化的监测曲线。从图中可以看出，随着基坑工程的施工，桩顶竖向位移逐渐增加，最大竖向位移达到11.7mm，小于警戒值24mm。
3.3 围护桩深层水平位移
图6为基坑施工完成时，观测桩体J2、J6、J10（见图3）深层水平位移随桩深的变化曲线。由图可知，基坑围护桩身最大位移发生在桩顶以下10m左右，最大水平位移值为26mm左右。随后延桩长方向，桩身水平位移逐渐减小。
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图6 桩体深层水平位移
3.4 地表沉降
图7为地表观测点H5～8（见图3）累积沉降值随基坑开挖过程的变化曲线。由图可知随基坑工程的施工，地表沉降逐渐增加，最大累积沉降值达到8mm左右，小于规定要求值。
图7 地面累积沉降曲线
4 结 论
本文以珠海市横琴国际金融中心大厦基坑工程为背景，详细分析了基坑工程风险因素及基坑支护的设计概况，并对现场实测结果进行了分析，得出如下结论：
1、围护桩累积水平及竖向位移随基坑工程的施工而增加，最终趋于稳定，依据现场施工状况，此时，基坑工程正在施工第三道支撑系统。桩顶最大水平位移为21mm左右，最大竖向位移为11.7mm。
2、桩顶深层累积水平位移，最大累积水平位移值发生在桩顶以下10m左右，最大位移值为26mm左右。
3、地表累积沉降随基坑工程施工而增加，最大沉降值达到8mm左右。
4、由以上分析可知，钻孔灌注桩、环形支撑系统及锚索组合式支护体系，在软土基坑工程施工中作用效果明显。
参考文献：
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[2] 杨芮，习志锐，潘少华.深基坑支护方案优化及其应力应变分析[J].水电能源科学，2013（12）：143-146.
[3] 冯艳辉，王武刚，杨媛.预应力锚杆复合土钉墙在云南某基坑工程应用中的改进[J].建筑结构，2013（24）：72-75.
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[7] 周赞良，付艳斌，丘建金，等.复杂软土地区深基坑内支撑与锚索共同作用初探[J].岩土工程学报，2014，36（s2）：396-399.
论文作者:侯刘锁1,王宁2,丁海滨2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：基坑论文; 位移论文; 预应力论文; 水平论文; 工程论文; 环形论文; 钻孔论文; 《基层建设》2017年第29期论文;