桩锚支护在阳城法院永久性边坡中的应用

张 元 翼

(中国地质工程集团有限公司，北京 100120)

1 工程概况

本边坡位于原阳城县西城水泥厂院内，南邻析城大道，北邻现状阳城县水村村平安小区C区住宅楼，东邻规划平安路，拟建阳城法院办公楼以北。

现状地表高差起伏较大，成台阶状分布，南北高差达到9 m左右。在拟建的法院办公楼场地整平后，在其北侧会形成高约11.5 m的人工开挖边坡(基坑部分2.6 m，永久性边坡8.9 m)，边坡长度约76 m。

该处边坡工程地理位置较特殊，边坡坡顶塌滑区范围内有现状6层建筑物，距离较近(最小距离约3 m)。边坡安全等级为一级，周边环境复杂，对边坡开挖变形控制异常严格。

2 工程及水文地质条件

根据场地所处地理位置及周边建筑物环境，该边坡所在场地范围内，平时无明显地表水流，主要地表水来源为大气降水。

在钻探深度范围内未发现明显的地下水流，但根据场地地形及抗滑桩施工过程中的情况，场地东侧，第四纪覆盖层较厚，且存在厚度较大的强透水层(碎石类土层)。因此在大气降水垂直下渗的影响下，局部存在短暂的、水量较大的地下水流，其补给来源主要因为大气降水及邻近建筑地表水下渗形成，在抗滑桩设计及施工时应注意该层地下水对工程施工的影响。

3 基坑围护方案

3.1 基坑支护方案的选择

该基坑周边环境复杂，施工条件不一，根据地质条件，开挖深度、周边建筑物的高度、荷重、基础形式及埋深、基础距基坑边距离，基坑土压力等选择既能保证基坑安全、经济又能便于施工的设计方案。建筑基坑的红线范围内可以利用的场地面积非常狭小，北侧有居民住宅楼，且距离边坡开挖边线仅3.0 m。根据场地水文、地质条件，碎石类土层较厚，在大气降水垂直下渗影响下，局部存在短暂的、水量较大的地下水流，对边坡整体稳定不利。而且下伏岩质边坡局部出露，产状平缓，岩层倾向为顺坡方向，在土岩结合面存在软弱滑移面，拟建法院办公楼基槽开挖后形成的边坡存在顺坡方向滑移的可能。

经过仔细分析、计算，结合基坑周边环境和工程地质条件，最终确定采用排桩+锚索支护方案。其中支护桩采用钻孔灌注桩，锚索采用预应力锚索。

3.2 附属楼段支护方案

该段基坑长30 m，竖向开挖深度15 m。基坑上部(永久性边坡)采用桩锚支护，下部也采用桩锚支护形式。

基坑布置护坡桩，护坡桩设计的合理性不仅关系到基坑的安全，对工程造价也影响较大。经多种桩径及间距对比分析，选用直径1 000、间距1.8 m的桩是安全的，也是经济的，基坑外侧挂钢筋网，喷射C30混凝土护面，并在桩顶设置冠梁。

3.3 审判庭段支护方案

该段基坑长35 m，竖向开挖深度11.5 m。基坑的上部(永久性边坡部分)采用桩锚支护形式，下部采用锚索支护形式，具体见图1。

护坡桩采用直径1 000、间距1.8 m的桩。在钻进过程中若发现灰岩面较浅，则桩身长度适当调整，确保桩端进入灰岩深度不小于3 m，并在桩顶设置冠梁。

根据以上的方案，锚索层数、长度、桩长、桩间距各不相同，但尽量保证同层的冠梁和腰梁在同一高度上，以提高基坑支护结构的整体刚度。

在桩锚支护结构中，灌注桩及钻孔锚索的施工工艺在晋城地区已经比较成熟，而在地下水位以上的碎石类土层中锚索钻孔成孔难且费用大，而跟管钻进方法解决了这些问题，不但施工工艺简单、经济而且锚索承载力高，锚索承载力也超过了预期效果。

3.4 地下水治理

根据现场挖桩情况，场地局部地段揭露有地下水，该层水属于地表水下渗形成，应注意其对边坡支护设计及施工的影响。另外需要对边坡顶部居民小区的生活污水及地表水加强管理，防止生活污水通过地下管道下渗，对边坡稳定性产生不良影响。

3.5 支护结构设计

本工程采用的是锚拉式支挡结构，挡土结构采用的是平面杆系结构弹性支点法进行的分析，作用在锚拉结构上的荷载取挡土结构分析时得出的支点力。

在对各设计工况进行计算过程中，边坡支护参数取用如表1所示。

表1 边坡支护参数

沿基坑走向在冠梁顶每隔15 m设置一个变形观测点，根据12次的基坑变形监测结果，护坡桩桩顶最大水平位移为11.5 mm，相邻建筑物的最大沉降量为2.35 mm，基坑的位移及相邻建筑物的沉降量均小，均在规范要求范围之内。说明基坑工程是安全的，支护方案达到了预期效果。

3.6 锚杆设计

根据技术先进、安全可靠、经济合理、确保质量和保护环境的原则，锚杆(索)采用拉力型锚杆(索)，在易塌孔的碎石土等地层可以采用跟管钻进。

4 结语

本基坑工程的成功实施，丰富了晋城地区的锚杆(索)在填土、粉土、碎石土等易塌孔的土层中采用跟管钻进的施工工艺，并可以降低工程造价，加快施工进度。

随着各县区的老区改造及丹河新城的建设发展，在城区及县城周边会出现越来越多的深基坑及边坡。在支护基坑(边坡)安全等级较高的项目时，桩锚支护方案可优先考虑使用，不仅可以满足周边环境的变形控制要求，而且在现场的施工场地利用上也可以合理布置，为以后此类项目的设计和施工组织管理提供了一个良好的案例，具有一定的推广和指导意义。