深基坑施工技術(shù)實(shí)例分析

陳志耀

浙江海匯建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310020

1 工程基本情況

1.1 工程概況

某濱海中心基坑支護(hù)工程位于寧波市，基坑長(zhǎng)度約400m，寬度為60m～75m，基坑周長(zhǎng)約915m，基坑面積約2.93萬(wàn)m2，深度15.15m。

1.2 工程地質(zhì)條件

本工程場(chǎng)地地層按成因類(lèi)型自上而下共計(jì)5個(gè)工程地質(zhì)層，15小層。場(chǎng)地中不良土層如填土、砂土、淤泥質(zhì)土層數(shù)較多，總厚度較厚，埋藏深度也在基坑深度范圍內(nèi)。地下水埋藏深度在1.65m～3.44m之間，平均深度2.51m。其主要補(bǔ)給方式是大氣降水和濱海潮汐。

2 本例基坑錨索的方案選擇

該深基坑坑底標(biāo)高-15.15 m，基坑支護(hù)方案為樁錨+內(nèi)支撐。原設(shè)計(jì)錨索為1～2道普通錨索，規(guī)格為3～5根7Φ5鋼絞線，長(zhǎng)度30.0m～45.0m。但普通型錨索比較適合應(yīng)用于巖層，而在軟弱的土層中，由于錨索錨固體與土層的摩阻力較低。在淤泥質(zhì)土中只有20kPa～30kPa左右，在粘性土、砂土中一般在50kPa～80kPa左右。故普通錨索存在的缺陷是單根抗拔力較小，錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度較大，位移相對(duì)也較大。在土層中采用錨索，要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的抗拔力，一般采用加大錨索長(zhǎng)度或減小錨索水平間距這兩種辦法。但錨索間距過(guò)小會(huì)產(chǎn)生“群錨效應(yīng)”；而依靠增加錨索長(zhǎng)度來(lái)提高抗拔力也是有一個(gè)限度的，且錨索越長(zhǎng)施工難度越大，施工質(zhì)量越?jīng)]有保證。擴(kuò)大頭錨索的出現(xiàn)，恰好有效彌補(bǔ)了普通錨索的缺陷，它單根抗拔力較高、位移較小、可靠性好。它應(yīng)該是以后錨索技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。所以設(shè)計(jì)單位在綜合上述優(yōu)缺點(diǎn)并兼顧施工難度、經(jīng)濟(jì)效益來(lái)考慮，基坑支護(hù)方案決定把普通預(yù)應(yīng)力錨索更改為擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索。

本例采用擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索，設(shè)置為2道，豎向間距為4m。第一排水平間距為2.4m，第二排水平間距為1.2m，錨索長(zhǎng)度為26.2m（包括自由段6m，擴(kuò)大頭6m，擴(kuò)大頭孔徑為0.5m，13m普通錨固段，1.2m張拉操作長(zhǎng)度）。如圖1所示。

圖1 樁錨支護(hù)剖面圖

3 擴(kuò)大頭錨索的施工工藝

擴(kuò)大頭錨索的具體工藝流程∶施工準(zhǔn)備→測(cè)放孔位→鉆機(jī)就位→成孔→擴(kuò)大頭注漿→安放錨索→二次注漿→養(yǎng)護(hù)→錨頭安裝→張拉鎖定。

施工方法：采用錨桿鉆機(jī)帶套管護(hù)壁鉆進(jìn)，分別采用水與水泥漿液分層高壓旋擴(kuò)并置換填漿形成高壓旋噴擴(kuò)大頭錨桿主體。主要為以下幾方面：

1）成孔和擴(kuò)大頭的形成∶錨桿成孔采用錨桿鉆機(jī)套管護(hù)壁鉆進(jìn)。鉆孔孔徑150mm ，本工程是采取水與水泥漿液分層高壓旋擴(kuò)并填漿形成擴(kuò)大頭錨桿主體；

2）錨索制作及安放∶錨索采用鋼絞線制作，由導(dǎo)向帽、定位托架等組成，錨桿自由段外加PVC 軟管，將灌漿管安放在架線環(huán)及定位托架中間。錨索的安放與注漿管同時(shí)進(jìn)行，兩者一起徐徐伸進(jìn)孔內(nèi)到設(shè)計(jì)位置；

3）置換注漿：使用水泥為32.5R普通硅酸鹽水泥，采用水灰比為0. 8～1.0的純水泥漿，置換注漿量以錨索孔口流出純水泥漿液為準(zhǔn)；

4）養(yǎng)護(hù)安裝承壓板及錨固傳力裝置：錨索施工完成后養(yǎng)護(hù)15d ，砼腰梁澆注完成進(jìn)行7d 養(yǎng)護(hù)后，試塊7d抗壓強(qiáng)度達(dá)到75%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行錨索的張拉鎖定；

5）張拉：預(yù)應(yīng)力錨索施工前應(yīng)進(jìn)行錨索抗拔力試驗(yàn)，以便設(shè)計(jì)調(diào)整抗拔力參數(shù)。本項(xiàng)目共做了四條錨索的抗拔力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 抗拔力試驗(yàn)結(jié)構(gòu)

4 擴(kuò)大頭錨索適用性和局限性

通過(guò)本次擴(kuò)大頭錨的工程應(yīng)用，總結(jié)出以下兩點(diǎn)：

1）擴(kuò)大頭錨索的適用性

擴(kuò)大頭錨桿特別適合于深度大、土質(zhì)條件差、臨近有建筑物，對(duì)變形要求高的基坑，當(dāng)采用錨拉排樁或錨拉地下連續(xù)墻時(shí)，可以用一排擴(kuò)大頭錨索替代2～3 排普通錨桿，經(jīng)濟(jì)效益顯著，并且限制基坑變形位移。而且更重要的是擴(kuò)大頭錨桿位移小的特點(diǎn)特別適合于地下室的抗浮要求。而且可推廣在抗浮錨桿的應(yīng)用中。

（1）受周?chē)┕l件限制小：擴(kuò)大頭錨索比普通錨索長(zhǎng)度要減小許多，對(duì)周?chē)h(huán)境的影響和受周?chē)h(huán)境的制約較小；

（2）基坑變形：據(jù)有關(guān)資料和已施工擴(kuò)大頭錨索工程基坑變形監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，擴(kuò)大頭錨索應(yīng)用在基坑支護(hù)中基坑變形雖然比較大，但安全性比較好；

（3）成本分析：通過(guò)最終施工方案（主要為擴(kuò)大頭施工） 與初步設(shè)計(jì)（普通錨索施工）進(jìn)行對(duì)比，在相同的樁錨技術(shù)結(jié)構(gòu)中，采用擴(kuò)大頭錨索后，受地域條件影響解決了，錨索長(zhǎng)度也減小了。與普通錨索施工相比經(jīng)濟(jì)效益更好。

2）擴(kuò)大頭錨索的局限性

（1）施工速度及難易程度：擴(kuò)大頭錨索施工速度慢，全日單機(jī)日可完成7 根，而普通錨索日可完成15 根，而且機(jī)械損耗大，維修困難，施工進(jìn)度難以保證；

（2）應(yīng)力集中問(wèn)題：通過(guò)實(shí)際施工，我們發(fā)現(xiàn)此工藝存在對(duì)基坑周?chē)馏w應(yīng)力過(guò)于集中的缺點(diǎn)，容易產(chǎn)生地表裂縫，即“群錨效應(yīng)”；

（3）在地下水豐富，砂層較厚，特別是存在粉砂層的情況下，擴(kuò)大頭錨索施工困難，質(zhì)量極難保證。

5 結(jié)論

總的來(lái)說(shuō)，擴(kuò)大頭錨索具有單根抗拔力高，位移較小，受周?chē)h(huán)境影響小，在一定條件下經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)勢(shì)，雖然它也存在上述的一些局限性。但我們相信，經(jīng)過(guò)廣大工程技術(shù)人員對(duì)其受力機(jī)理和施工工藝的不斷研究和完善。擴(kuò)大頭錨索在工程中的應(yīng)用一定有一個(gè)美好的明天。

[1]曾慶義，李?lèi)?ài)國(guó).高噸位土層錨桿擴(kuò)大頭技術(shù)的工程應(yīng)用.巖土工程界，2004(8).

[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 JGJ120-99.