深基坑施工技術實例分析

陳志耀

浙江海匯建設有限公司，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工程位于寧波市，基坑長度約400m，寬度為60m～75m，基坑周長約915m，基坑面積約2.93萬m2，深度15.15m。

1.2 工程地質條件

本工程場地地層按成因類型自上而下共計5個工程地質層，15小層。場地中不良土層如填土、砂土、淤泥質土層數較多，總厚度較厚，埋藏深度也在基坑深度范圍內。地下水埋藏深度在1.65m～3.44m之間，平均深度2.51m。其主要補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

該深基坑坑底標高-15.15 m，基坑支護方案為樁錨+內支撐。原設計錨索為1～2道普通錨索，規格為3～5根7Φ5鋼絞線，長度30.0m～45.0m。但普通型錨索比較適合應用于巖層，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，錨索設計長度較大，位移相對也較大。在土層中采用錨索，要滿足設計的抗拔力，一般采用加大錨索長度或減小錨索水平間距這兩種辦法。但錨索間距過小會產生“群錨效應”；而依靠增加錨索長度來提高抗拔力也是有一個限度的，且錨索越長施工難度越大，施工質量越沒有保證。擴大頭錨索的出現，恰好有效彌補了普通錨索的缺陷，它單根抗拔力較高、位移較小、可靠性好。它應該是以后錨索技術發展的一個新方向。所以設計單位在綜合上述優缺點并兼顧施工難度、經濟效益來考慮，基坑支護方案決定把普通預應力錨索更改為擴大頭預應力錨索。

本例采用擴大頭預應力錨索，設置為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，錨索長度為26.2m（包括自由段6m，擴大頭6m，擴大頭孔徑為0.5m，13m普通錨固段，1.2m張拉操作長度）。如圖1所示。

圖1 樁錨支護剖面圖

3 擴大頭錨索的施工工藝

擴大頭錨索的具體工藝流程∶施工準備→測放孔位→鉆機就位→成孔→擴大頭注漿→安放錨索→二次注漿→養護→錨頭安裝→張拉鎖定。

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

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

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及定位托架中間。錨索的安放與注漿管同時進行，兩者一起徐徐伸進孔內到設計位置；

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；

4）養護安裝承壓板及錨固傳力裝置：錨索施工完成后養護15d ，砼腰梁澆注完成進行7d 養護后，試塊7d抗壓強度達到75%的設計強度后，方可進行錨索的張拉鎖定；

5）張拉：預應力錨索施工前應進行錨索抗拔力試驗，以便設計調整抗拔力參數。本項目共做了四條錨索的抗拔力試驗，試驗結果如表1所示。

表1 抗拔力試驗結構

4 擴大頭錨索適用性和局限性

通過本次擴大頭錨的工程應用，總結出以下兩點：

1）擴大頭錨索的適用性

擴大頭錨桿特別適合于深度大、土質條件差、臨近有建筑物，對變形要求高的基坑，當采用錨拉排樁或錨拉地下連續墻時，可以用一排擴大頭錨索替代2～3 排普通錨桿，經濟效益顯著，并且限制基坑變形位移。而且更重要的是擴大頭錨桿位移小的特點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用中。

（1）受周圍施工條件限制小：擴大頭錨索比普通錨索長度要減小許多，對周圍環境的影響和受周圍環境的制約較小；

（2）基坑變形：據有關資料和已施工擴大頭錨索工程基坑變形監測統計，擴大頭錨索應用在基坑支護中基坑變形雖然比較大，但安全性比較好；

（3）成本分析：通過最終施工方案（主要為擴大頭施工） 與初步設計（普通錨索施工）進行對比，在相同的樁錨技術結構中，采用擴大頭錨索后，受地域條件影響解決了，錨索長度也減小了。與普通錨索施工相比經濟效益更好。

2）擴大頭錨索的局限性

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

（2）應力集中問題：通過實際施工，我們發現此工藝存在對基坑周圍土體應力過于集中的缺點，容易產生地表裂縫，即“群錨效應”；

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

5 結論

總的來說，擴大頭錨索具有單根抗拔力高，位移較小，受周圍環境影響小，在一定條件下經濟效益好的優勢，雖然它也存在上述的一些局限性。但我們相信，經過廣大工程技術人員對其受力機理和施工工藝的不斷研究和完善。擴大頭錨索在工程中的應用一定有一個美好的明天。

[1]曾慶義，李愛國.高噸位土層錨桿擴大頭技術的工程應用.巖土工程界，2004(8).

[2]中國建筑科學研究院.建筑基坑支護技術規程 JGJ120-99.