桩锚支护在某工程中的设计应用

桩-锚复合支护技术

在建筑基坑边坡工程中的应用 摘要：本文结合工程实例和工程地质状况与周边环境，针对某建设小区一建筑基坑边坡支护方案 进行了分析比较与论证。在此基础上，对本工程采用的桩- 锚复合支护方案验算与施工技术以及施工 监测信息化管理等进行了详细阐述。因此，经过论证与验算及实践检验，桩- 锚复合支护技术对处理 较复杂的建筑基坑边坡支护比较有利。

关键词：支护方案；相关验算；施工技术；监测与测试

1 引言

为了确保建筑基坑边坡稳定和周边现有建筑安全，

在深入掌握现有场地条件基础上进行多方案分析研究，

运用土力学原理和钢筋混凝土结构力学理论进行结构

验算是工程安全保障的关键。本文针对最佳方案采用可

靠施工工艺与施工方法，引入信息化管理机制进行施工

监测和动态管理，同时采用科学而合理的测试方法作为

有力的保障手段，以期达到有效控制建筑基坑边坡变形

的目的。以下就处理较复杂的建筑基坑边坡作一些理论

与初实践探讨。

2 工程概况

湖南长沙紫金苑项目工程场地东南角西侧一建筑

基坑边坡，其长度约50m，坡顶高10.30m，其中上部

5.1m 高范围是现有重力式毛石挡土墙，下部基坑开挖

深度为5.20m，现有重力式毛石挡土墙坡顶紧邻车道，且5.6m 处现有五层砖混结构住宅楼(条形基础，基础埋

深2～3m)，平面布置见图1。

根据地质勘探报告得知，场地地基土覆土层由人工

填土，中粗砂砾、粉质粘土、强风化岩组成，场地下伏基

岩强风化岩，埋置较深,各土层参数见表1。

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表1 各土层参数

3 基坑边坡支护方案

3.1 基坑支护方案的选择

由于边坡较高，且临近车道与五层砖混结构住宅， 还紧连现有重力式毛石挡土墙，根据本工程特点，可以 选用的基坑边坡支护型式有：钻孔支护桩加设混凝土内 支撑、复合型锚喷墙支护、复合土钉墙支护及挖孔灌注 桩- 锚复合支护方案。

钻孔支护桩加设混凝土内支撑方案能确保基坑结

构安全，位移小，对周边环境影响小，但内支撑装拆工序

多，增加工期和造价，且内支撑影响地下室施工和土方

开挖；复合型锚喷墙支护方案，砂层中施工采用钢管作

为锚杆，设置预应力锚杆控制基坑位移，该方案造价比

其他方案低，但本工程周边为重要建筑物与道路、现有

重力式毛石挡土墙，对支护结构的变形要求严格；而复

合式土钉墙的支护结构变形一般较大，对周边环境造成

极不利影响。因此，基坑支护方案论证选型时否定了以

上三种方案。由于桩- 锚复合支护方案能利用现有重力

式毛石挡土墙（不需拆除），还能利用部分工程桩，有效降低工程造价，工期较短，结构较安全稳定，且不影响周

边环境，适合本工程施工。因此，该工程确定下部采用人

工挖孔灌注桩（利用部分工程桩）加锚杆，上部现有重力

式毛石挡土墙采用锚杆肋梁两种复合支护方案。

3.2 基坑支护方案的技术要求

本工程上部现有重力式毛石挡土墙要求采用锚杆

加肋梁作永久性边坡支护，设置2 排锚杆，锚杆水平间

距2m，垂直间距2.5m；现有重力式毛石挡土墙坡脚以下

部分高5.2m，车道部分垂直开挖，其余放坡开挖，放坡

坡角75 度，均采用桩- 锚联合支护，单排人工挖孔桩，

桩径Φ1000mm，桩长8～10m，桩芯砼强度等级为C25，

桩间距为2.2～4.2m。人工挖孔桩施工各技术参数允许

偏差为：桩径偏差：±5mm，垂直度：0.5%，主筋间距：±10mm。

桩顶设置一道压顶圈梁，使整排护坡桩合为一体，尺寸

为1000³800 mm（h³b），砼标号为C25，桩主筋入圈梁

40d。在迎土侧设置一至四排锚杆，水平间距1.50m，垂

直间距0.8～1.4m，见图2、3。

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⑴锚杆采用φ25～φ32 钢筋作为锚杆，长度为

6～19m，倾角10°，压力灌浆，注浆孔附近的混凝土应

具有抵抗注浆引起的压力扩散作用；

⑵钢筋焊接长度：单面10d，双面5d；确保对中，不

能错位；

⑶坡面采用挂钢筋网喷射混凝土，钢筋网采用

6@200³200，骨架钢筋采用2φ16，按设计要求沿锚杆位置布置。喷射混凝土总厚度100mm，强度等级为C20，

见图4、5；

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⑷喷锚强度均大于设计强度的70%，方可进行下一 层的土方开挖；

⑸在上层锚杆注浆完成一定时间后，再进行下一层 的土方开挖。

3.3 基坑支护方案的结构相关验算

3.3.1 锚杆验算：（2- 2 剖面）

土压力系数计算：

Ka=tan2(45°-22°/2)=0.456

Kp=tan2(45°+30°/2)=3.00

计算锚杆水平力T：

主动土压力引起：

Ea=1/2³γ³H2³Ka=813.40kN/m

上部匀布荷q 引起：Eq=q³h³Ka=90.97KN/m 被动土压力引起：Ep=1/2³γ³H2³Kp=317.29kN/m 则根据力学平衡方程：T=Ea+Eq-Ep=586.58kN/m 考虑到锚杆水平间距1.5m，则剖面锚杆水平力： T 总=586.55³1.5=879.87kN

锚杆倾角θ=10°，故锚杆轴力：

N=879.87/cos10°=893.44kN

设计为竖向6 排锚杆：3φ25+2φ28+1φ32，其抗拉 强度设计值：

[（3³252+2³282+1³322）³3.14/4]³300/1000 =1052KN> 锚杆轴力N=893.44kN。

因此锚杆强度验算满足要求。

3.3.2 桩的验算：（2- 2 剖面）

Φ1000 人工挖孔桩, 桩间距4m，混凝土强度等级 为C25，桩身配筋18Φ22；

锚杆传给桩身水平推力T=586.58 kN/m

桩间距4m，则桩身受到水平推力

R 总=586.58³4=2346.3kN