深基坑工程论文
桩撑桩锚结合支护体系在深基坑工程中的应用摘要：以北京地铁亦庄线小红门站工程为背景，对明挖基坑在桩撑支护、桩锚支护下基坑的地表沉降及桩体变形进行了分析，并与现场实际测量结果进行了比较。根据计算及实测结果，对桩撑支护、桩锚支护的效果进行了评价，为以后类似工程提供了可借鉴的依据。
关键词：地铁基坑桩撑桩锚沉降桩体变形
一、引言
近年来，全国各地涌现地铁建设热潮，新工艺、新工法不断涌现。修建地铁车站常用的工法有明挖法、暗挖法、盖挖法或者上述多种工法的结合，由于明挖法具有施工方便快捷、造价低等优点，因此在周边条件允许的情况下，地铁车站通常采用明挖法施工。在北京地区，明挖法施工常用的支护结构形式有桩撑支护及桩锚支护，两种支护形式各有优缺点，本文结合工程实例对比常用的两种支护结构形式，对桩撑支护、桩锚支护的效果进行了评价，为以后类似工程提供了可借鉴的依据。
二、工程概况
北京地铁亦庄线小红门站位于亦庄小红门镇的中心区，规划龙爪树路下方，南北走向，小红门东路、小红门前街横穿车站。
小红门站为地下2层岛式车站，站前有单渡线，车站长为217.3m，
宽度为19.7m，车站顶部覆土约2.97～3.5m，根据周边交通、管线情况确定采用车站采用明挖法施工，小红门东路、小红门前街处为方便道路通行，采用军用梁作为临时道路，满足周边居民出行需求。
本场地自上而下可分为人工填土层、新近沉积层及第四纪沉积层三大类。表层为填土，厚度1～3m，土质不均，工程性质差。填土下为粉土，局部夹杂粉砂，基坑范围内以粉质粘土和粘性土为主，各层土物理力学参数见表一。基坑深度范围内共2层地下水，第一层潜水埋深5～8m，第二层层间水埋深15m，承压水埋深约22m，位于基坑底以下。
土层物理力学参数表
编号岩性厚度(m) 密度(KN/m3) 粘聚力(KPa) 内摩擦角(0) 极限摩阻力(KPa) 极限摩阻力(KPa) （采用套管跟进工艺施工）1-1 杂填土1.2 16.5 12 10
2 粉土1.5 19.7 35 25
4 粉质粘土2.7 20.6 50 1
5 55 65
4-1 粉土1.7 20.7 40 22 60 75
5 粉质粘土2.5 20.1 35 13.2 55 65
5-1 粉土2 20.8 45 20 65 85
5 粉质粘土2.8 20.1 35 13.2 55 65
7-1 粉土1.5 20.4 75 35.4 65 85
7-2 粘土1.4 18.7 60 22 60 70
7 粉质粘土0.5 19.8 60 25 65 70
8 细中砂7.2 20 0 35 80 120
三、围护结构设计
基坑在单渡线段及盾构井段采用钻孔灌注桩＋钢管支撑作为围护结构，其余部分采用钻孔灌注桩＋预应力锚索作为围护结构，其中基坑穿过小红门东路、小红门前街处采用贝雷架作为临时路面系统，满足周边居民出行需求。基坑平面布置如下图所示：
基坑深约16m，桩—撑围护段采用Φ800钻孔灌注桩，桩间距1.4m，竖向采用3道Φ609，壁厚16mm的钢管支撑，桩嵌固深度4.7m。桩—锚围护段采用Φ800钻孔灌注桩，桩间距1.5m，竖向采用3道预应力锚索，锚索最长30m，自由段长度7.5m，锚固段长度22.5m，采用4根Φ15.2钢绞线，最大设计轴力74t。
四、计算结果与实测结果的比较
基坑通过理正深基坑软件的计算，桩—撑围护段计算最大水平位移22mm，地面沉降27mm。桩—锚围护段计算最大水平位移30mm，地面沉降43mm。
施工过程中分别对桩—撑围护段、桩—锚围护段的基坑变形、支撑轴力、锚索拉力等进行了监测，其中基坑水平位移得到了比较详实的数据。并将实测结果与计算进行了对比，各项内容对比如下所示：
钢支撑支护段基坑在架设钢支撑之前，基坑开挖后土体受到机械扰动，同时土体应力释放，围护结构向基坑内部变形，地表发生沉降。在钢支撑支护以后，受到钢支撑预应力的挤压，使土体轻微向上隆起，随着开挖深度，支撑下部土体应力释放，导致地表土体沉降，最后由于支护桩的作用，使土体应力受到阻碍，地表沉降稳定，监测数据与理论分析吻合。整个施工过程中地表最大沉降8.3mm，桩体最大变形6.7mm。锚索支护段基坑与钢支撑支护段变形规律基本一致，但变形较钢支撑支护段变形大，整个施工过程中地表最大沉降13.6mm，桩体最大变形13.2mm。实测结果与计算比较，地表沉降及桩体变形仅为计算值的三分之一。
五、结语
对于采用明挖法施工的车站来说，围护结构是设计的重点与难点，也是施工中易发生事故的部位，设计过程中要对此高度重视。
锚索段与内支撑段相比，变形差距较大，从地表沉降及桩体变形两方面来比较，钢支撑段地表最大沉降8.3mm，锚索段地表最大沉降13.6mm。钢支撑段桩体最大变形 6.7mm，锚索段桩体最大变形13.2mm。锚索段变形约为钢支撑段的1.5～2倍，因此，在设计过程中遇到对变形要求严格的地段建议采用钢支撑，若对变形要求较低，可结合工艺、造价等综合比选。
通过计算结果与实测数据的对比，实测变形远小于计算值，计算
偏于保守，说明在设计过程中尚存在许多可以优化之处。
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