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1、双排桩锚支护体系在超大体量深基坑中的运用 李波 张志威 王振宇 中国建筑第八工程局有限公司天津分公司 作者简介：李波, 项目副总工程师, 工程师, E-mail:收稿日期：2016-10-25Application of Double-rows Pile Anchor Support System in Super Large Foundation ExcavationLI Bo ZHANG Zhiwei WANG Zhenyu Tianjin Branch of China Construction Eighth Engineering Division Co., Ltd.; Receive
2、d： 2016-10-250 引言近年来, 预应力桩锚支护体系在深基坑工程中应用较为普遍, 预应力锚杆随基坑土方开挖逐步形成, 施工周期的长短直接制约了基坑土方开挖的进度, 在北京新机场停车楼及综合服务楼基坑工程中, 应用双排桩锚支护体系取得了预定的工期效益和经济效益。1 工程概况北京新机场停车楼及综合服务楼工程, 基坑面积大, 约 15 万 m, 中部轨道交通深坑区基坑面积约 8.7 万 m, 南北向长度 362m, 东西向宽度 270m, 基坑深度18.45m, 东西两侧停车楼浅坑区约 6.3 万 m, 基坑深度浅区 5.15m。总土方量约210 万 m, 深坑区土方量约 160 万 m,
3、 土方量巨大, 优化前深坑区支护体系采用单排桩锚体系, 支护桩为混凝土灌注桩, 采用预应力钢绞线锚索, 型钢腰梁, 优化前基坑支护如图 1 所示。图 1 优化前基坑支护设计 下载原图2 方案选择2.1 实施背景原投标阶段支护设计, 深坑区采用单排桩锚支护体系, 深浅坑交接处预应力锚杆设 3 道, 单排桩间距为 1 500mm, 深浅交接处浅区施工结构图承台为三桩承台, 锚杆穿过的土层范围内有 3 组三桩承台, 锚杆工程桩间距只有 260mm, 一桩一锚, 部分锚杆为避工程桩交叉排布, 施工时锚杆角度和位置不易控制, 减少部分交叉处的锚杆, 不满足单排桩锚体系计算要求, 临深区的浅区承台边至深区
4、地下室外墙边距离 4 650mm, 给桩锚支护体系设计留下足够的距离。如何确保基坑支护设计方案在本工程中更好地实施, 主要是解决如何在保证基坑安全的前提下, 解决锚杆施工与浅区工程桩交叉的问题, 项目团队集思广益, 多次讨论研究, 形成了基坑支护设计深化初步方案, 利用浅区承台与深区地下室外墙间的充足距离, 提出采用双排桩锚体支护体系的想法, 加强支护体系的整体刚度, 给锚杆的优化创造了有利条件。2.2 方案选择基于原基坑支护设计方案, 通过对优化前后深坑区桩锚体系支护方案进行受力计算和经济分析, 原单排桩锚支护体系优化为双排桩锚支护体系方案可行, 经济合理。双排桩锚支护体系在受力计算方面能够
5、满足设计要求, 在不考虑深浅坑交接处的浅区做为施工道路使用的荷载影响, 双排桩支护体系即可满足深区基坑支护受力要求。处于基坑安全考虑, 第一锚杆保留, 加强基坑安全系数, 同时, 第一道锚杆调整至外排冠梁标高处, 穿冠梁锁定, 优化后双排桩锚支护体系如图2 所示。此双排桩锚支护设计方案经北京市专家论证时, 基于现场地质土层情况考虑, 建议保留-16.000m 标高处锚杆, 支护设计方案整体可行性得到专家组的一致认可。经济方面, 单排桩锚支护体系优化为双排桩锚支护体系, 增加了支护桩的工程量, 原第一道锚杆位置调整至双排桩外排冠梁处, 减少了第 1 道锚杆的钢腰梁, 同时取消了-10.000m
6、标高处第 2 道锚杆, 在一定程度上, 加快了深坑区土方开挖的进度, 在完成-7.250m 冠梁标高处第 1 道锚杆后, 深坑区土方即可连续开挖至坑底桩基作业面, 避免了第 2 道锚杆施工的等待时间, 大大缩短了土方开挖作业的间歇时间, 创造了一定的工期效益, 通过对比分析此方案在经济上合理可行。图 2 优化后双排桩锚支护体系 下载原图3 实施效果浅坑区第 1 步土方开挖至-6.000m 桩基作业面, 双排桩锚支护体系在深浅坑交接处实施, 支护体系形成后, 深坑区土方开挖大面展开, 连续不间断出土, 日出土量高峰区达到 4 万 m, 7 月上旬深坑区南侧土方开挖至-16.000m 桩基作业面,
7、 于 7 月中旬提前插入深坑区桩基施工, 顺利实现了预定的内控工期节点目标, 比计划工期节点提前约 20d。4 效益分析双排桩锚支护体系对比原投标基坑支护设计的单排桩锚支护体系, 在工期方面取得了约 20d 的工期效益, 经济效益分析如下:增加支护桩工程量:228 根, 增加费用 3 491 008 元;减少锚杆数量:19 582m, 减少费用 4 551 640 元;减少钢腰梁数量:112m, 减少费用:58 240 元。通过对比分析, 采用双排桩锚支护体系比原单排桩锚支护体系在经济上节约费用 112 万元。5 结语双排桩锚支护体系在北京新机场停车楼及综合服务楼基坑工程中应用, 达到了预期的效果, 实施效果较好, 得到公司、监理和业主单位的认可和好评。桩锚支护体系近年来运用很普遍, 双排桩锚支护体系在本工程中运用最大的优点是支护桩与锚杆的优化搭配, 结合工程特点, 可在类似工程中借鉴使用。参考文献1岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规程:GB500862015S.北京:中国计划出版社, 2015. 2程良奎, 李象范.岩土锚固土钉喷射混凝土原理、设计与应用M.北京:中国建筑工业出版社, 2008.
