核島深基坑支護(hù)錨索施工技術(shù)應(yīng)用淺析

【摘要】核島基坑最深處達(dá)18.6m，坡度1：0.2，坡頂作用荷載情況復(fù)雜，在新的荷載作用下與持續(xù)使用時(shí)間內(nèi)，不能滿足邊坡穩(wěn)定性和使用功能要求，需對(duì)基坑邊坡進(jìn)行加固。

【關(guān)鍵詞】基坑支護(hù)；穩(wěn)定性分析；支護(hù)方案選擇；邊坡監(jiān)測(cè)

錨索作為一種有效的巖土加固手段，用于改善巖體應(yīng)力狀態(tài)，提高巖體強(qiáng)度，控制巖體變形，促進(jìn)巖體穩(wěn)定，在各種巖土工程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于錨索與其它支護(hù)手段相比具有施工速度快，工程造價(jià)低，布置方便靈活等特點(diǎn)，在工程建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

1、工程概況

1.1工程概況

核島基坑邊坡支護(hù)工程AP段邊坡和GF段邊坡從邊坡檢測(cè)數(shù)據(jù)分析得知，邊坡穩(wěn)定系數(shù)不高，已處于臨界狀態(tài)，且后續(xù)施工需要增加新的荷載，經(jīng)過(guò)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)估和計(jì)算，需在原支護(hù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)AP段和GF段邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索加固。

1.2工程地質(zhì)概況

根據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告》揭示，AP段和GF段邊坡地質(zhì)概況如下，從絕對(duì)標(biāo)高7.2m開(kāi)挖處向下，在開(kāi)挖深度范圍主要分布著淺肉紅色、深灰色的第⑤層花崗片麻巖，上部以強(qiáng)風(fēng)化全風(fēng)化下部以中風(fēng)化和微風(fēng)化方式存在，在基坑部分地段局部夾雜著第⑥層灰綠色的斜長(zhǎng)角閃巖。

2、穩(wěn)定性評(píng)估

2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

根據(jù)地質(zhì)條件和實(shí)際情況，該段邊坡分為AP段和GF段兩種加固方案。

①AP坡段坡高18.6m，上部5m～6m為強(qiáng)風(fēng)化層，下部為中風(fēng)化層，基本無(wú)地下水。坡比1：0.2，設(shè)計(jì)三排錨索，長(zhǎng)度分別為12m、11m和10m。該坡段存在部分超挖，坡面混凝土出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

②GF坡段上部約6米為強(qiáng)風(fēng)化層，下部為中風(fēng)化層，基本無(wú)地下水。距坡面5m處土釘長(zhǎng)度為8m，-6米以下土釘長(zhǎng)度為9m，三排錨索長(zhǎng)度分別為15m、15m和12m。

2.2新增荷載及計(jì)算分析

2.2.1新增荷載

根據(jù)后續(xù)施工需要，AG段上部距邊坡10m、距A點(diǎn)14m，新增1臺(tái)450噸吊車；在A點(diǎn)和G點(diǎn)附近距邊坡6m處各新增1臺(tái)混凝土泵車，在AP段距邊坡5m處新增2臺(tái)混凝土泵車，在P點(diǎn)距邊坡5m場(chǎng)合新增1臺(tái)活動(dòng)式泵車。

2.2.2計(jì)算結(jié)果分析

計(jì)算結(jié)果：

無(wú)外部荷載時(shí)：AP段安全系數(shù)Kaf1=1.469，AB段Kab1=1.784。

考慮外加荷載時(shí)：GF段K=安全系數(shù)Kaf2=1.067，AB段Kab2=1.284。

其它條件不變，在距邊坡上部3m位置增加一排20m長(zhǎng)度錨索，AF段安全系數(shù)Kaf3=1.312，AB段Kab3=1.391。

計(jì)算結(jié)果表明，無(wú)外部荷載時(shí)，基坑穩(wěn)定；考慮附加荷載時(shí)，AP，GF段安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求；若上部增加一排錨索，完全系數(shù)均大于1.3，可滿足各方要求和使用需要。

3、支護(hù)方案

3.1支護(hù)方案

反應(yīng)堆廠房、乏燃料廠房基坑開(kāi)挖深度18.6m，地質(zhì)狀況比較復(fù)雜。

AP段預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度20m，鉆孔孔徑為100，自由段長(zhǎng)度14m，錨固段長(zhǎng)度6m，采用拉力型工作方式，全長(zhǎng)注漿，每根錨索極限拉力為600KN，設(shè)計(jì)拉力400KN，張拉鎖定值為235KN，共21根，從P1點(diǎn)起編號(hào)為1#～21#。

GF段預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度20m，鉆孔孔徑為100，自由段長(zhǎng)度14m，錨固段長(zhǎng)度6m，采用拉力型工作方式，全長(zhǎng)注漿，每根錨索極限拉力為600KN，設(shè)計(jì)拉力400KN，張拉鎖定值為235KN，共21根。

錨索端部采用三塊鋼墊板（Q235B），分別為400×400×20、250×250×20和150×150×20，外用錨具鎖定，對(duì)所有外露的鐵件涂防銹漆防護(hù)。

3.2監(jiān)測(cè)方案

3.2.1位移和沉降監(jiān)測(cè)

在基坑支護(hù)前后和支護(hù)施工過(guò)程中，要求對(duì)基坑邊坡的水平位移和豎向沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)該基坑周圍環(huán)境條件，由專業(yè)技術(shù)人員在基坑周邊設(shè)置水平位移24個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，豎向沉降8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

3.2.2錨索內(nèi)力監(jiān)測(cè)

在設(shè)計(jì)錨索上設(shè)置1組（3個(gè)）測(cè)力計(jì)，對(duì)錨索受力情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，錨索為：1#～12#（對(duì)應(yīng)測(cè)力計(jì)分別為：8196#、8204#、8203#）。

4、施工技術(shù)措施

4.1錨索施工

施工工藝為：錨索制作→放線定位→鉆機(jī)成孔→安放錨索→底部注漿→張拉鎖定→錨頭防護(hù)。

（1）錨索制作桿體采用1860級(jí)4×7φ5無(wú)粘結(jié)鋼絞線，工作錨索下料長(zhǎng)度大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度700，試驗(yàn)錨索與內(nèi)力監(jiān)測(cè)錨索下料長(zhǎng)度大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1000，以滿足張拉鎖定需要，20m錨索6m長(zhǎng)錨固段，25m錨索11m長(zhǎng)錨固段去除套管，清洗油脂。錨索全長(zhǎng)設(shè)置隔離架，錨固段間距1.5m，自由段間距2.0m，用鐵絲將鋼絞線均勻捆于骨架周圍，注漿管固定于隔離架中心。

（2）放線定位：由測(cè)量放線人員按設(shè)計(jì)要求定位放線。

（3）鉆機(jī)成孔：用潛孔鉆按照設(shè)計(jì)角度、孔徑、深度成孔與清孔，孔位的允許偏差不大于100mm，鉆孔的傾角誤差不大于3度，孔徑允許偏差為+20mm、-5mm，孔深允許偏差為+200mm、-50mm。

（4）安放錨索：成孔后將制作好的桿體及注漿管緩慢放入錨索孔內(nèi)。

（5）底部注漿：錨索注漿采用純水泥漿，水灰比0.5。將注漿管插至孔底，慢速連續(xù)一次注漿，直至孔口流出水泥漿為止。

（6）張拉鎖定：注漿體強(qiáng)度達(dá)到75%后對(duì)錨索進(jìn)行張拉，鎖定到設(shè)計(jì)值。錨索張拉采用650KN級(jí)穿心千斤頂，張拉設(shè)備在錨桿驗(yàn)收前須經(jīng)計(jì)量部門(mén)進(jìn)行標(biāo)定，以標(biāo)定參數(shù)作為現(xiàn)場(chǎng)張拉的依據(jù)。在墊板安裝之前，需對(duì)錨索孔周邊進(jìn)行找平，找平采用1：1的水泥砂漿（水泥采用P·O42.5），找平面積以鉆孔為中心500mm×500mm。錨索分級(jí)張拉，鎖定值為235KN。

（7）錨頭防護(hù)：安裝前鋼墊板涂刷一遍防銹漆，張拉后與露出鋼絞線一起再涂刷一遍防銹漆，以保證錨頭的耐久性。

4.2錨索張拉

（1）工作錨索張拉：工作錨索張拉分為20m和25m長(zhǎng)種，張拉結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力錨索理論彈性伸長(zhǎng)值符合規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

（2）工作錨索（安裝測(cè)力計(jì)）張拉：該類錨索只有20m長(zhǎng)一種，張拉結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力錨索理論彈性伸長(zhǎng)值符合規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

（3）驗(yàn)收試驗(yàn)錨索張拉：驗(yàn)收試驗(yàn)錨索張拉分為20m和25m長(zhǎng)種， 張拉結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力錨索理論彈性伸長(zhǎng)值與蠕變量符合規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

4.3監(jiān)測(cè)要求

水平位移和豎向沉降監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)頻率：施工完成后每2天監(jiān)測(cè)一次，一個(gè)月后每周監(jiān)測(cè)一次，半年后每月一次；遇到大雨或450t吊車工作時(shí)按照每天監(jiān)測(cè)兩次的頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

預(yù)警值：AP1段、AG1段坡頂水平位移預(yù)警值為4cm，其他坡段水平位移預(yù)警值為基坑深度的0.3%。超出預(yù)警值后立即停工并撤離相關(guān)人員及基坑周邊設(shè)備，確定處理方案。

結(jié)論：

錨索支護(hù)是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的隱蔽性加固方法，在質(zhì)檢和驗(yàn)收時(shí)會(huì)帶來(lái)一定難度，施工時(shí)遇到問(wèn)題各方要及時(shí)溝通，施工方切不可自作主張進(jìn)行非規(guī)范處理。只要科研、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，把提高工程質(zhì)量作為第一要?jiǎng)?wù)來(lái)抓，錨索支護(hù)技術(shù)必定能健康發(fā)展，在工程建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99

[2]《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS96：97

[3]《深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件F-SPW4.31》

作者簡(jiǎn)介：

畢兆朋，中國(guó)核工業(yè)二四建設(shè)有限公司，北京。