桩锚结合微型桩在土岩组合大型深基坑支护中的应用研究

摘要

随着城市建筑的不断发展，土地资源也越来越紧缺，在密集的建筑群和地下复杂的管线中进行人防、地铁和高层建筑的地下室等深基坑工程越来越多，近几十年来，地下工程的合理开发和利用以及深基坑工艺等技术在我国发展迅猛。但是，很多技术问题也在深基坑的设计和施工中逐渐凸显。青岛市区内的地质条件大多良好，但基岩深度变化比较大，岩体工程具有区域性，很多地区的岩体风化程度有差异，地层属于土岩组合的地层。土岩组合深基坑上部大多为素填土、淤泥质土、残积土等土层，下部多为全风化的凝灰岩和花岗岩，地质条件较复杂。该工程的特点是岩土层相结合，上部是土层，下部为岩层，下部的基岩部分强度比上部土层高很多，这种形式导致同一开挖面出现两种不同的强度差别很大的地层，上软下硬。
　　本文总结了国内外深基坑工程支护设计中的相关问题，尤其是对土岩组合体的支护特点进行分析，并与其他地质条件的支护特点进行对比，对适合于土岩组合体的基坑支护形式进行优选，找出最适合青岛这种土岩二元结构的基坑支护设计方案。桩锚结合微型桩采取对土层和岩层分层支护的方式，上部土层采用桩锚支护，下部岩层采用微型桩。既能充分发挥下部基岩稳定性强的特点，又能对上部土层的变形起到较好的控制作用。采用plaxis有限元软件对青岛市开发区某实际工程进行数值模拟计算，分析了在土岩组合地质条件下桩锚结合微型桩支护、拉锚地连墙支护、放坡开挖支护这三种支护方式的变形及稳定性。对支护桩的水平位移、坡顶竖向位移、桩的位移和弯矩、锚杆的总位移和轴力进行了分析。放坡开挖的支护方式虽然简单又节省造价，但需要较大的作业空间。对垂直开挖的土岩组合体深基坑支护，采用桩锚联合微型桩的支护方式，可实现分段支护的效果，充分发挥各自的优点。土岩组合体地层深基坑变形主要发生在土层部分，因此支护重点应控制好土层部分的变形。采用桩锚支护对于控制基坑顶部土层的水平位移具有良好作用，下部的钢管微型桩对基坑的变形起到加固作用。桩锚联合微型钢管桩是土岩组合地层条件下垂直开挖深基坑较为理想的支护方式。