樁錨支護(hù)在深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

楊培

摘 ?要：隨著建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，基坑工程也越來越多，開挖的深度也不斷加深。基坑施工中面臨的工程土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境也日益復(fù)雜，對(duì)基坑支護(hù)施工技術(shù)的要求越來越嚴(yán)格。因此，為了確保深基坑工程的施工，應(yīng)合理地選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)和科學(xué)支護(hù)。該文通過工程實(shí)例和支護(hù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)樁錨支護(hù)技術(shù)在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析、探討。

關(guān)鍵詞：樁錨支護(hù) ?工藝 ?施工要求 ?安全質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TU753 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）06（b）-0036-02

1 ?工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)況

根據(jù)昌平區(qū)沙河鎮(zhèn)豐善村職工住宅項(xiàng)目（三標(biāo)段）設(shè)計(jì)圖紙，±0對(duì)應(yīng)絕對(duì)標(biāo)高為42.7m，基坑開挖深度為14.80～15.20m，基坑周長(zhǎng)758m，面積28780m2。

該工程基坑支護(hù)體系為臨時(shí)支護(hù)，其設(shè)計(jì)使用年限為1年，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為1級(jí)，根據(jù)北京市勘察設(shè)計(jì)研究院提供《中石化科學(xué)技術(shù)研究中心（C-1地塊）巖土工程勘察報(bào)告》（2013技185），場(chǎng)地工程及水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等因素綜合考慮，將基坑支護(hù)劃分為4個(gè)支護(hù)剖面。

該工程屬于超一定規(guī)模危險(xiǎn)性較大的深基坑工程。待建區(qū)北側(cè)為在建的文體中心，西側(cè)為本次招標(biāo)二標(biāo)段，東側(cè)為在建的1#科研辦公樓，南側(cè)緊鄰北沙路。具有周邊環(huán)境復(fù)雜、基坑面積大、基坑開挖深度深、現(xiàn)場(chǎng)人員臨邊活動(dòng)頻繁、機(jī)械設(shè)備使用數(shù)量多、綠色施工要求高的特點(diǎn)。

1.2 工程地質(zhì)

根據(jù)北京市勘察設(shè)計(jì)研究院提供《中石化科學(xué)技術(shù)研究中心（C-1地塊）巖土工程勘察報(bào)告》（2013技185），場(chǎng)地工程及水文地質(zhì)條件具體如下。

（1）表層為厚度0.50～4.50m的人工堆積之黏質(zhì)粉土素填土、砂質(zhì)粉土素填土①層，房渣土、碎石填土①1層及細(xì)砂素填土、中砂素填土①2層。

（2）人工堆積層以下為新近沉積之細(xì)砂、中砂②層，中砂、粗砂②1層及黏質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土②2層。

（3）新近沉積層或局部人工堆積層以下為第四紀(jì)沉積之重粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土③層，黏質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土③1層，粘土、重粉質(zhì)粘土③2層及細(xì)砂、中砂③3層;粉質(zhì)粘土、黏質(zhì)粉土④層，粘土、重粉質(zhì)粘土④1層及細(xì)砂、中砂④2層;根據(jù)以上地層分布可以看出，該基坑部位主要為填土、中細(xì)砂、粉土及黏土層，無卵石層，支護(hù)樁及錨桿成樁質(zhì)量較容易控制。

2 ?基坑支護(hù)方案的選型

結(jié)合該工程的實(shí)際地質(zhì)條件和周邊具體情況，基坑支護(hù)形式主要采用鋼筋混凝土支護(hù)樁、預(yù)應(yīng)力錨索等支護(hù)體系。

（1）護(hù)坡樁、錨桿技術(shù)。采用鋼筋混凝土護(hù)坡樁+預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行支護(hù)。護(hù)坡樁樁徑800mm，樁間距1.5m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。錨桿設(shè)3道錨桿，位置在-3.9m、

-7.7m、-11.4m，錨桿鉆孔直徑為150mm，間距1.5m，錨桿傾角為15°，錨桿桿體采用Фs15.2（1860MPa）的鋼絞線。錨桿注漿采用純水泥漿，水泥漿采用P·O42.5水泥漿。

（2）基坑支護(hù)施工原則：注意土方開挖面不能過大過深，必須按經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)支護(hù)方案要求開挖一層支護(hù)一層，支護(hù)一層開挖一層，遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。

3 ?樁錨支護(hù)技術(shù)的施工

3.1 支護(hù)樁施工

3.1.1 施工工藝流程

鉆機(jī)就位→鉆孔→清土→邊提鉆邊壓混凝土（鋼筋籠制作→穿套振動(dòng)管）→沉放鋼筋籠→成樁。

3.1.2 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工要求

（1）鉆機(jī)就位，調(diào)整鉆桿與地面的垂直度，垂直度偏差不大于1%;鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，啟動(dòng)鉆機(jī)入鉆，觀察鉆機(jī)電機(jī)電流表，根據(jù)電流大小控制下鉆進(jìn)尺。

（2）鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，略提鉆桿20～50cm，以便混凝土料將活門沖開，一邊泵送混凝土一邊提鉆。

（3）鉆桿拔出孔口前，先關(guān)混凝土泵，注意保證鉆桿內(nèi)存料量，滿足樁頂高度要求。

（4）將振動(dòng)用鋼管在地面水平穿入鋼筋籠內(nèi)，同時(shí)將鋼筋籠與振動(dòng)裝置用鋼絲繩柔性連接。吊起振動(dòng)裝置、鋼管及鋼筋籠，將鋼筋籠下端插入混凝土樁體中，先依靠鋼筋籠及導(dǎo)管的自重緩慢插入，當(dāng)依靠自重不能繼續(xù)插入時(shí)，開啟振動(dòng)裝置，將鋼筋籠下沉到設(shè)計(jì)深度。斷開鋼筋籠與振動(dòng)裝置的連接，緩慢連續(xù)振動(dòng)拔出鋼管。鋼筋籠應(yīng)連續(xù)下放，不宜停頓，下放時(shí)禁止采用直接脫鉤的方法。

（5）提振動(dòng)管時(shí)應(yīng)先靜拔2.0m左右再進(jìn)行振動(dòng)，以免鋼筋籠被帶出或下沉。

3.2 錨桿施工

3.2.1 施工工藝流程

測(cè)量放線→鉆機(jī)就位→校正孔位、調(diào)整角度→接鉆桿及套管→鉆孔→反復(fù)提鉆桿沖洗→繼續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→注漿、插放鋼絞線（水泥進(jìn)場(chǎng)→水泥復(fù)試→水泥漿制備）→拔出套管、二次注漿→養(yǎng)護(hù)→安裝鋼腰梁、錨頭→張拉鎖定。

3.2.2 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工要求

（1）鉆孔定位。錨桿鉆孔定位根據(jù)土方開挖后護(hù)坡樁間距按1.5m定位，土方開挖后校核錨桿孔位標(biāo)高，定出孔位、做出標(biāo)記。挖土要與預(yù)應(yīng)力錨桿的施工速度相協(xié)調(diào)，清土至預(yù)應(yīng)力錨桿標(biāo)高下50cm，嚴(yán)禁超挖。

（2）成孔。采用套管護(hù)壁錨桿鉆機(jī)進(jìn)行成孔作業(yè)，鉆孔孔徑150mm。錨桿開鉆前，應(yīng)進(jìn)行試鉆，觀察成孔效果。嚴(yán)格控制錨孔入射角度，如因地層原因發(fā)生串孔的區(qū)域，可采用隔二跳打的方式。

（3）注漿。成孔后應(yīng)在拔出套管前將桿體及時(shí)插入孔內(nèi)及時(shí)注漿，漿液采用水灰比0.5～0.55的素水泥漿，現(xiàn)場(chǎng)邊攪拌邊灌注，必要時(shí)可加入一定量的外加劑（如膨脹劑、早強(qiáng)劑）。先將注漿管放入鉆孔，一次注漿完成后再放入桿體，二次注漿管的出漿孔和端頭應(yīng)密封，保證一次注漿時(shí)漿液不進(jìn)入二次注漿管內(nèi)。二次壓力注漿，孔徑2～4mm，開孔間距500～800mm，孔位沿注漿管螺旋布置，每截面不得小于2個(gè)，孔位采用工程膠布封閉，隨深度加大孔徑變大間距變小，保證注漿孔從底部向孔口方向依次劈開;注漿管固定在錨桿桿體上，出漿口設(shè)置逆止構(gòu)造，二次壓力注漿應(yīng)在一次注漿初凝后、終凝前進(jìn)行，終止注漿壓力不得小于1.5MPa。注漿時(shí)孔口端部應(yīng)進(jìn)行封口。

（4）錨桿抗拔力檢測(cè)。錨桿注漿后漿體強(qiáng)度達(dá)到15MPa且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后（經(jīng)驗(yàn)值為養(yǎng)護(hù)7d左右），按設(shè)計(jì)要求，錨桿抗拔力檢測(cè)宜與施加預(yù)應(yīng)力結(jié)合進(jìn)行;抗拔力檢測(cè)應(yīng)分級(jí)加荷到軸向拉力設(shè)計(jì)值的1.05～1.10倍;檢測(cè)錨桿數(shù)量應(yīng)取每層錨桿總數(shù)的5%，且不少于3根。錨桿抗拔力檢測(cè)應(yīng)隨機(jī)抽樣進(jìn)行。

（5）錨桿張拉、鎖定。預(yù)應(yīng)力錨桿張拉鎖定時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼腰梁與樁接觸面進(jìn)行修平處理。腰梁、墊塊與樁之間要求面接觸，不允許點(diǎn)接觸。正式張拉前先用20%錨桿標(biāo)準(zhǔn)荷載預(yù)張拉二次，使桿體完全平直，各部位接觸緊密。張拉設(shè)備采用配套的液壓電動(dòng)張拉機(jī)，根據(jù)千斤頂油壓表控制張拉荷載來進(jìn)行錨桿的張拉和鎖定，錨桿張拉鎖定荷載按照設(shè)計(jì)要求張拉鎖定。

錨桿張拉鎖定時(shí)，張拉值大于錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值，然后將拉力在鎖定值的（1.1～1.15）倍進(jìn)行鎖定。工程實(shí)測(cè)表明，錨桿張拉鎖定后一般預(yù)應(yīng)力損失較大，造成預(yù)應(yīng)力損失的主要因素有土體蠕變、錨頭及連接的變形、相鄰錨桿影響等。錨桿鎖定時(shí)的預(yù)應(yīng)力損失約為10%-15%。

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）在鉆進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查下鉆進(jìn)尺，施工過程中如發(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。

（4）根據(jù)該工程基坑類別、周圍環(huán)境條件，在基坑開挖和地下結(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

通過在該工程中的應(yīng)用，證明了樁錨支護(hù)技術(shù)的優(yōu)越性，很好地降低了造價(jià)，縮短了施工周期，確保了工程質(zhì)量。同時(shí)，整個(gè)施工過程中未對(duì)周邊環(huán)境造成明顯影響，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得在今后類似深基坑工程施工中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[3] GB 50202-2018，地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].