樁錨式支護結構在建筑深基坑中的應用

寧月斌 陳根山

（浙江長興市政工程有限公司，浙江 長興 313100）

1 工程概況

某高層住宅設計為地下2層與地上22層，建筑物總高88.40m，地下室建筑面積3672.00m2，總建筑面積 38426.50m2，基礎為現澆鋼筋混凝土式基礎，基礎底板的持力層為中等風化泥質巖，地基承載力為684kPa，所需開挖基坑為68m×34m的矩形形式，實際開挖深度從天然地坪至主樓基礎墊層底為8.4m。

地層自上而下的基本檢測為：填土-粘性土為主，層厚0.4-3.0m；粉質粘土-棕褐色，可塑-硬塑，主要分布與東南部，層厚0.3-1.1m；粉質粘土-紅褐色，硬塑，層厚1.6-4.8m；粉質粘土-黃-粉紅色，可塑，層厚0.5-5.1m；圓礫-黃色，密實，粒徑0.5-3cm為主，最大10cm，含少量中粗砂，泥質含量10-16%，厚7.0-9.8m；粉質粘土-褐紅色，可塑-硬塑，為風化殘積土，層厚0.3-1.2m；強、中風化泥質粉砂巖。

2 支護理論及方案設計

2.1 樁錨式支護基本理論

在深基坑周圍土壓力、地下水壓力及深基坑周圍建筑物等附加荷載作用下，排樁體有向深基坑內側傾倒的趨勢并產生相對側向位移，深基坑底面排樁嵌固深度范圍內的土體由于受到樁體側向位移的影響而產生被動土壓力來抵抗樁體承受的部分主動上壓力。因此支護樁體所受的主動土壓力由被動土壓力和錨桿錨固力共同承擔。當主動土壓力小于等于被動土壓力和錨桿極限錨固力時圍護樁體無側向位移，即支護體系有效；當主動土壓力大于被動土壓力和錨桿極限錨固力時圍護樁體產生側向位移，當位移超出允許位移時支護體系失效。

樁錨式支護結構的特點為適用的基坑開挖深度較深，一般均超過9m；適用于多種土質，在粘土、砂土、卵礫石、巖石及淤泥質中均有應用；采用的土層錨桿多為一樁一錨，土層錨桿傾角10°-45°；為了使樁錨支護體系在空間上形成一個整體，護坡樁頂均設有圈梁，以便把所有護坡樁連結在一起。腰梁一般采用槽鋼；錨桿可采用預加拉力，以控制建筑物的變形。

2.2 支護方案設計

針對基坑邊坡附近不同的情況采用不同的支護方案，采用挖孔灌注護坡樁加錨桿支護。護坡樁22根，除10根樁徑D=1100mm外，其余為D=900mm，樁間距均為1400mm，樁長均為9.90m，樁頂設置斷面為1000×500mm連梁。在距樁頂2200mm處布置一排錨桿，錨桿直徑為120mm，長 11.5m，傾角 21°，錨桿拉筋為 4 根直徑為25mm的鋼筋，由船形支架支撐焊接成形，設計抗拔力為331kN。一側采用錨桿鋼筋混凝土擋土板支護，共布置4排錨桿，排間距為2.2m，水平相鄰錨桿之間的距離為2.2m，每排14根，共計56根。

3 支護結構的主要施工技術工藝

3.1 灌注樁施工

施工工藝流程。灌注樁的主要施工技術流程為：定位放線→埋設護筒→泥漿制備→鉆機就位→鉆進成孔→成孔檢測、清孔→安放鋼筋籠→下導管→再次清孔→澆筑混凝土成孔。

灌注樁主要施工技術

1）首先測量放樣，測量放樣遵循“由整體到局部的原則”，先放樣墩臺位，再由墩臺位控制樁定出樁位，樁位放樣時在樁的前后左右距中心2m處分別設置護樁，以供隨時檢測樁中心和標高。

2）鉆機就位：采用德國寶蛾旋挖鉆機成孔，鉆機利用自行走移動系統就位，鉆頭與樁位的對位誤差要小于2cm。

3）埋設護筒：護筒一般采用5mm-6mm厚的鋼板卷制，內徑比樁徑大l0cm，護筒埋至多年上限以下0.5m。鉆機就位后，先用比護筒直徑大一級別的螺旋鉆頭施鉆，鉆至上限以下0.5m深度后停鉆，安放護筒。護筒準確就位后，其外側與孔壁所形成的孔隙用渣油拌制的粗顆粒土回填密實。

4）泥漿拌制：鉆孔泥漿采用優質粘土，采用制漿機制漿，存入鋼制泥漿池中。現場設容積為6m2(2m×3m×1m)的泥漿池、沉淀池各一個，串聯并用。泥漿池、沉淀池采用3mm厚鋼板制成，底部用枕木支墊架空，在灌注水下混凝土時擠出的合格泥漿，可在下一個樁鉆孔時使用。

5）鉆孔：鉆孔前，縱橫調平鉆機，保持鉆機垂直穩固。開鉆前將鉆頭著地，進尺深度調整為零。不同地質條件采取不同類別的旋挖鉆機鉆頭進行施工。細砂、中砂、礫砂、角礫土、圓礫土及強風化層可采用筒式鉆頭;對于強度不均勻地質、易偏孔地質以及風化、中風化巖層采用短螺旋勘巖鉆頭。

6）清孔：當鉆至設計標高后，經巖樣確認已進入設計樁基地層后停止鉆進并及時清孔。清孔采用換漿法。將鉆具提起約30cm，鉆頭不停轉動，泥漿循環不斷進行。

7）鋼筋籠制安：鋼筋籠下端應整齊，用加強箍筋全部封住不露頭，使混凝土導管能順利升降。在其上、下端及中部每隔2.5m距離于同一橫截面上對稱設置四個直徑6的鋼筋耳環，確保鋼筋的保護層厚度。鋼筋籠一般用吊車整體吊裝，當鋼筋籠長于25m時，考慮到吊車臂長，將鋼筋籠分節制作，現場分段吊裝焊接接長。

8）灌注混凝土：樁基混凝土采用低溫早強耐久混凝土，由于灌注混凝土時輸入的熱量較大，因此混凝土入模溫度一般控制在0-5℃范圍內。灌注過程中要經常用測錘探測孔內混凝土面位置，及時調整導管埋深，要保證導管埋置深度在任何情況下，不得小于lm，一般控制在2m-6m左右，灌注過程中設專人經常測量導管埋置深度，做好記錄。

3.2 錨桿施工

施工工藝流程。錨桿施工工藝流程為：定點→鉆機就位→成孔→清孔→錨筋的制作及安裝→灌漿。

錨桿主要施工技術

1）錨桿孔施工：根據不同的土性，選擇不同的施工方法和相應鉆機。對于粘性土，粉土和無粘性土不能坍孔。在沖積土中鉆孔，必須在全部長度內加套管。在清孔后，安裝錨桿前應探測鉆孔是否有孔壁坍陷。

2）錨桿孔壓力試驗：錨桿錨固段內錨桿孔不應有水泥漿漏失。否則會降低錨桿受力性能及錨桿的耐腐蝕性。在鉆好孔后，應進行壓水試驗。一般孔壁裂隙大于160μm，水泥漿將會漏失，在一個附加大氣壓作用下，將產生較大的滲流量。如漏漿可用較稀的水泥漿灌注孔內，24小時后，重新鉆孔，再作壓水實驗。

3）錨桿就位：就位前應對錨桿作檢查，加工情況、防銹等。就值時應慢而穩。采用套管有助于避免損壞錨桿，可檢查防銹層的損壞程度及抗拔力的大小。

4）灌漿：采用水泥漿灌入錨桿孔中，應當選擇對鋼筋腐蝕較小的水泥。在良好狀態下輸送到錨桿孔中。良好的水泥漿應具有可泵性。低泌漿性，且凝固時沒有或僅有少量的膨脹性。水泥漿可以使用摻合料，但應作相關試驗，以掌握材料性能的變化。

3.3 支護結構的監測

監測點布置：由于該基坑的深度較大，因此測點在相臨樓側設置較密，每隔二個護壁樁設置一個位移測點，其他面每隔四個樁設置一個位移監測點；監測點包括水平位移監測點和豎直位移(沉降)監測點。

觀測方法：施工前測出各點初值，土方開挖至坑底，測出監測點位移，直至樁基礎承臺墊層施工完畢后，每天測一次；然后每三天測一次，遇惡劣天氣需要及時增加監測次數，直至基坑回填完畢。

4 結語

樁錨支護結構是排樁與預應力錨索聯合支護結構的簡稱，該支護形式剛度大而變形相對較小，常用于地質條件和周邊環境復雜、基坑深度大的基坑支護中，能夠成功地解決這一問題。深基坑施工對其支護結構有著較大的影響，如何切實可行的做到在施工中保證支護結構的安全性和穩定性，防患于未然，需要施工中的規范指導以及工程經驗的進一步積累。

[1]李路明，周宗義.樁描支護技術在羅湖司法大廈深基坑支護中的應用.建筑技術.2005(12)

[2]錢曉彬.深基坑樁錨支護結構設計與工程應用研究.華中科技大學碩士論文.2005

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