樁錨支護(hù)體系在砂土地質(zhì)深基坑施工中的應(yīng)用

(山西省第三建筑工程公司，山西長(zhǎng)治 046011)

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)況

大同永和地塊商務(wù)寫(xiě)字樓工程，位于迎賓街與永泰南路交匯處東南角，西北側(cè)緊鄰城市道路、東南側(cè)緊鄰建筑。東西長(zhǎng)約81.5 m，南北寬約 68.4 m;主樓 25 層(其中:配套群樓 5 層)，高98.0 m，地下3層，總高度108 m。占地面積約5000 m2，總建筑面積 68985 m2，基坑深度 13.5 m。

1.2 工程地質(zhì)情況

勘察鉆孔最大深度為50.0 m，影響本工程的地質(zhì)為:①雜填土(Q4ml):該層厚度 1.3 m ～2.8 m;②中砂(Q3al+pl):該層厚度2.4 m ～4.9 m;③粉土(Q3al+pl):該層厚度 0.3 m ～ 3.7 m;④粗砂(Q3al+pl):該層厚度7.1 m～20.1 m，由此可見(jiàn)本工程的地質(zhì)以砂土地質(zhì)為主。勘察深度內(nèi)未見(jiàn)地下水，地下水位埋深大于60 m。

2 基坑支護(hù)方案的確立

2.1 方案選型

根據(jù)本工程地質(zhì)情況及基坑開(kāi)挖施工中可能對(duì)場(chǎng)地周邊鄰近建筑物、永久道路、地下管線等產(chǎn)生的危害，基坑支護(hù)選型如下:

1)場(chǎng)地東側(cè)、南側(cè)距現(xiàn)有建筑物較近，放坡場(chǎng)地較小，為確保建筑物安全，該兩側(cè)采用兩道預(yù)應(yīng)力錨桿+直徑800 mm護(hù)坡樁進(jìn)行支護(hù)。

2)場(chǎng)地西側(cè)、北側(cè)周邊場(chǎng)地較寬裕，有放坡場(chǎng)地，結(jié)合工程具體情況，該兩側(cè)采用上部4.2 m按1∶0.3放坡土釘墻，下部采用兩道預(yù)應(yīng)力錨桿+直徑800 mm護(hù)坡樁進(jìn)行支護(hù)。

3)基坑支護(hù)施工中，注意土方開(kāi)挖面不能過(guò)大過(guò)深，必須按經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)支護(hù)方案要求開(kāi)挖一層支護(hù)一層，支護(hù)一層開(kāi)挖一層，遵循“開(kāi)槽支撐，先撐后挖，分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。

2.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.2.1 放坡土釘墻設(shè)計(jì)原理

1)本工程基坑西側(cè)、北側(cè)采用放坡土釘墻進(jìn)行支護(hù)，土釘墻設(shè)計(jì)原理執(zhí)行CECS 96∶97基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程?；又匾韵禂?shù)1.10;土的容重 γ=19 kN/m3，砂卵石容重 γ=20 kN/m3，地面超載為常規(guī)取q=25 kN/m2。

2)樁頂土釘墻采用1∶0.3放坡土釘墻進(jìn)行支護(hù)，土釘孔徑100 mm，傾角10°～15°，土釘設(shè)計(jì)為一根主筋直徑18 mm鋼筋，同時(shí)采用1根Φ14 mm的橫向加強(qiáng)筋連接于土釘之間。設(shè)計(jì)計(jì)算具體布置見(jiàn)表1。

2.2.2 錨桿護(hù)坡樁設(shè)計(jì)原理

表1 樁頂土釘墻設(shè)計(jì)參數(shù)

1)土壓力計(jì)算采用庫(kù)侖理論，根據(jù)主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力受力平衡計(jì)算嵌固深度，基坑設(shè)計(jì)等級(jí)一級(jí)，基坑重要性系數(shù)1.10。

2)護(hù)坡樁樁徑 800 mm，樁距 1.60 m，連梁標(biāo)高位于－4.200 m(東側(cè)、南側(cè)為室外地坪)，樁頂以上部分采用1∶0.3放坡土釘支護(hù)。設(shè)兩道錨桿，位置在－5.2 m，－9.5 m，錨桿傾角為15°。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 護(hù)坡樁設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果

3 樁錨支護(hù)體系的施工

3.1 土釘墻支護(hù)施工

1)施工工藝流程為:挖土→成孔→土釘制作→土釘置入→注漿→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。

2)土釘成孔采用人工洛陽(yáng)鏟成孔，成孔后要進(jìn)行清孔檢查，孔位偏差、傾斜度、孔徑均符合設(shè)計(jì)要求后立即插入土釘鋼筋，底部注漿管應(yīng)隨土釘一同放入孔內(nèi)，注漿管端部距孔底為250 mm～500 mm。注漿管應(yīng)放在土釘正上方，用扎絲與土釘綁在一起，土釘應(yīng)安放到位。

3)土釘鋼筋注漿用砂漿，向下傾斜的錨孔采用底部注漿方式，注漿壓力為0.4 MPa～0.6 MPa。在注漿同時(shí)將注漿導(dǎo)管從孔底以勻速緩慢撤出，且在注漿過(guò)程中注漿管口應(yīng)始終埋在漿體中，以保證孔中氣體能全部逸出，漿液以滿孔為準(zhǔn)。

4)根據(jù)施工作業(yè)面分層分段鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋保護(hù)層厚度不宜小于25 mm，網(wǎng)片與坡面間距過(guò)小的部位可加設(shè)墊塊。鋼筋網(wǎng)搭接采用搭接綁扎而成，搭接長(zhǎng)度不小于一個(gè)網(wǎng)格邊長(zhǎng)及40倍鋼筋直徑。噴射混凝土?xí)r，噴射應(yīng)分段從下向上進(jìn)行，噴頭應(yīng)均勻緩慢移動(dòng)。噴射厚度可在坑壁打入垂直短鋼筋作為厚度標(biāo)志，一次噴射厚度為30 mm～40 mm。噴射混凝土終凝2 h后，覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。

3.2 護(hù)坡樁施工

1)施工工藝流程如下:鉆孔灌注樁樁機(jī)就位→成孔→第一次清孔→鋼筋籠吊裝→安裝混凝土導(dǎo)管→第二次清孔→安裝漏斗、隔水栓→灌注水下混凝土→拆除導(dǎo)管、漏斗。

2)導(dǎo)管埋入混凝土面的深度為2 m～4 m，在灌注過(guò)程中，導(dǎo)管應(yīng)勤提勤拆，每隔15 min將導(dǎo)管上下活動(dòng)幾次。在混凝土灌注過(guò)程中，要始終控制好導(dǎo)管內(nèi)混凝土表面至泥漿面的高度，以灌注時(shí)孔內(nèi)混凝土均勻緩慢上升、泥漿無(wú)劇烈翻滾為佳。

3)在灌注混凝土的施工中，確?；炷翝仓倪B續(xù)性。每盤混凝土?xí)r間間隔應(yīng)不大于0.5 h，若有一定的時(shí)間間隔，每隔10 min在小范圍內(nèi)上下活動(dòng)導(dǎo)管2次～3次，延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間。

3.3 預(yù)應(yīng)力錨桿施工

1)該工程錨桿位于粉質(zhì)粘土層及中砂、粗砂層中，采用普通錨桿機(jī)配備螺旋鉆桿進(jìn)行鉆進(jìn)成孔，錨桿鉆進(jìn)深度，應(yīng)超過(guò)錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度30 cm～50 cm。

2)本次錨桿桿件用抗拉強(qiáng)度為1860 N/mm2的7Φ5預(yù)應(yīng)力鋼絞線加工而成，根據(jù)錨桿設(shè)計(jì)桿體長(zhǎng)度用砂輪鋸切斷(設(shè)計(jì)桿體長(zhǎng)度為錨桿長(zhǎng)度+1.00 m)，根據(jù)錨桿所用根數(shù)每隔2.0 m用火燒絲跟隔離架綁扎在一起，隔離架用1.5寸的硬塑料管加工而成，鋼鉸線夾在縫隙里，非錨固段涂上黃油，套上φ20軟塑料管，兩端用膠帶密封，桿體下端用膠帶纏緊，以便入孔底。

3)桿體下放時(shí)，把注漿管(6″塑料管)插入隔離架中心孔，距孔底50 cm～100 cm，跟鋼絞線一同沿鉆孔中心線徐徐送入孔內(nèi)。

4)灌漿是錨桿施工的一道關(guān)鍵工序，灌漿用純水泥漿，本工程錨桿灌漿分兩次進(jìn)行，第一次先灌注錨固段，在灌注的水泥漿具備一定強(qiáng)度后，對(duì)錨固段進(jìn)行張拉，然后再灌注非錨固段。

5)錨桿張拉應(yīng)待錨桿漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后進(jìn)行;錨桿張拉前，首先檢查試塊(增加早強(qiáng)劑)3 d抗壓強(qiáng)度，達(dá)到15 MPa時(shí)，方可張拉。預(yù)應(yīng)力筋在正式張拉前，應(yīng)以20%的設(shè)計(jì)張拉荷載對(duì)其預(yù)張拉1次～2次，使得各部位緊密接觸，桿體完全平直。按規(guī)范要求用張拉機(jī)分級(jí)張拉，其逐級(jí)加載次序見(jiàn)表3。

表3 錨桿張拉逐級(jí)加載次序

4 安全質(zhì)量注意事項(xiàng)

1)土方必須按設(shè)計(jì)方案規(guī)定分層開(kāi)挖，既不得欠挖，也不得超挖。上一層未支護(hù)完，不得進(jìn)行下一層土方的開(kāi)挖。

2)基坑四周地表應(yīng)修整并設(shè)置明溝排水，嚴(yán)防地表水向下滲流。應(yīng)檢查基坑周邊的給水、排水管線，漏水處要修理好。

3)噴射混凝土作業(yè)人員應(yīng)配備相應(yīng)的防護(hù)用品。當(dāng)在高處施工時(shí)，應(yīng)搭設(shè)穩(wěn)固的腳手架，配設(shè)防護(hù)設(shè)施。施工作業(yè)前，應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備、管路、電器具等進(jìn)行全面檢查和試運(yùn)轉(zhuǎn)，符合要求后再正式運(yùn)行。

4)鉆機(jī)安裝就位之后，應(yīng)精心調(diào)平，確保施工中不發(fā)生傾斜、移位。施工之前，鉆機(jī)應(yīng)先試運(yùn)轉(zhuǎn)檢查，以防止成孔或灌注中途發(fā)生故障。

5)在鉆進(jìn)過(guò)程中，要經(jīng)常檢查鉆斗尺寸;施工過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與原鉆探資料不符，應(yīng)立即通知相關(guān)部門及時(shí)處理。

6)錨桿桿體下放時(shí)，把注漿管(6″塑料管)插入隔離架中心孔，距孔底50 cm～100 cm，跟鋼絞線一同沿鉆孔中心線徐徐送入孔內(nèi)，中途遇阻時(shí)，可適當(dāng)提動(dòng)桿體，調(diào)整方向再下放。

7)注漿材料采用水灰比為0.5左右的純水泥漿，并在水泥漿中可根據(jù)情況加入3‰左右的三乙醇胺，以提高早期強(qiáng)度。試?yán)细窈螅⒓催M(jìn)行全面張拉鎖定，以確保下一步施工順利進(jìn)行。

8)漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可切除外露的預(yù)應(yīng)力筋，留置長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)外錨頭100 mm以上。切割工作應(yīng)使用砂輪鋸或氧炔焰(火焰不得接觸錨具)，嚴(yán)禁使用電弧切割。

9)根據(jù)本工程基坑類別、周圍環(huán)境條件，在基坑開(kāi)挖和地下結(jié)構(gòu)階段需進(jìn)行以下監(jiān)測(cè):支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測(cè)、周圍建(構(gòu))筑物沉降、管線和道路的水平及豎向位移等監(jiān)測(cè)。當(dāng)有超過(guò)預(yù)期變形趨勢(shì)時(shí)，及時(shí)反饋，以便采取相應(yīng)措施，確保施工安全及周邊建(構(gòu))筑物和地下管線設(shè)施的安全。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程計(jì)劃工期60 d，由于方案科學(xué)、組織到位、施工合理，僅用了55 d就完成了所有基坑支護(hù)工作;支護(hù)過(guò)程中和后期基礎(chǔ)施工過(guò)程中進(jìn)行的監(jiān)測(cè)均在規(guī)程允許范圍內(nèi)，順利保證了本工程的基礎(chǔ)施工。但是在基坑的支護(hù)施工過(guò)程中，土方的開(kāi)挖對(duì)支護(hù)的施工和進(jìn)度影響較大，合理安排土方開(kāi)挖機(jī)械和方法將對(duì)基坑支護(hù)施工和進(jìn)度有較大的影響。

［1］高子睿.巖土錨固工程技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)述［J］.山西建筑，2011，37(13):57-58.