哈爾濱鐵道旅行社工程深基坑邊坡防護施工

摘 要:土層錨桿是一種受拉桿件，它的一端與支護結構等連接，另一端錨固在土體中，將支護結構和其他結構所承受的荷載(側向的土壓力、水壓力以及水上浮力和風力帶來的傾覆力等)，通過拉桿傳遞到處于穩(wěn)定土層的錨固體上，再由錨固體將傳來的荷載分散到周圍的土層中去。我公司施工的哈爾濱鐵道旅行社工程基礎土方防護即采用了此種方式，并在實際施工中取得了很好的效果。

關鍵詞: 深基坑邊坡防護 鋼軌樁 土層錨桿

中圖分類號:U2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(a)-0089-01

1 工程概況

哈爾濱鐵道旅行社工程建筑面積47174m2，地上30層，地下三層，建筑物總高度103.80m。本工程主體為整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構;主樓及裙房的基礎結構采用鋼筋混凝土箱型加樁復合式基礎，樁頂標高為-15.20m。

本工程位于哈爾濱火車站站前廣場南側，正面西鄰鐵路街，距道路中心21.34m;左側南鄰春遠街，距道路中心11.62m;背面東鄰龍鐵賓館，相間距離33.09m;右側北鄰滬士大廈，與其相連接。工程占地面積2240m2。

2 基坑支護方案的選擇

由于場地狹小，基坑深，按正常放坡進行土方開挖及基礎施工根本無法保證施工過程的安全。鑒于此，考慮采用鋼軌樁加錨桿、在鋼軌樁之間設厚木板擋土的基坑支護方案。

1)粘土層不需要支護的高度。根據(jù)地質(zhì)鉆探給出的地質(zhì)柱狀圖，與地下土質(zhì)種類及其分布情況，并考慮基坑開挖后基坑上口2m以外附加的施工荷載，計算出粘土層不需要支護的高度為4.12m。

2)鋼軌樁組合:鋼軌護壁樁采用兩根鋼軌組合，即軌面與軌面相對，軌面兩側間斷焊接，構成一個整體鋼軌樁。

3)鋼軌樁作為支護的有效高度只有8.0m，而基坑的實際開挖深度為15.0m，為此基坑開挖時上部仍然要按規(guī)定放坡系數(shù)進行，并在挖深7.0m處設一個1.0m寬的平臺，以保持基坑上部邊坡的穩(wěn)定。

4)錨桿位置確定:鑒于本工程基坑開挖深度和土壓力計算結果，對采用單錨桿和雙錨桿兩種方案，分別計算得出結果，經(jīng)過比較選擇，決定采用雙錨桿方案。雙錨桿支護，上錨桿距樁頂1.6m，相當基坑深度8.5m處。兩錨桿間距3.9m，下錨桿位于基坑深度的12.5m處。(計算過程略)

5)錨桿設計:通過計算，上、下錨桿各指標見下表，滿足要求(如表1）。

3 基坑支護結構施工

由于各方面因素影響，本工程基坑支護方案為邊施工邊確定，當基坑挖至-9.0m時，開始施工鋼軌樁，挖至-13.0m時，決定再打土層錨桿。這樣給施工造成很多困難，不得不先打下層錨桿，然后搭設作業(yè)平臺，把鉆機、張拉機架空，再打上層錨桿。

3.1 施工機具選擇

打樁機械:基坑已挖到-9.0m標高。大型樁機不便使用，于是施工現(xiàn)場制作一套簡易樁架及樁錘，利用1.5t快速卷揚機起吊樁錘，打入鋼軌樁。

鉆孔機械:根據(jù)需要結合工程實際情況，采用QDG-5輕型軌道式螺旋施工鉆機。

灌漿機械:水泥漿攪拌，利用水泥攪拌罐;注漿泵采用ZDN-6/3灰漿泵;注漿管及注漿嘴為自制，注漿管采用Ф25軟塑料管，輸送管采用Ф40高壓橡膠管。

預應力張拉機械:采用YZ-85三作用張拉機，配備50型油泵，錨具采用QM-15系列錨環(huán)。

腰梁:采用雙鋼軌;楔形墊板，采用道岔鋼軌墊板，楔形鐵墊。

3.2 鋼軌樁打入

基坑開挖時值深冬季節(jié)，土方開挖至-9.0m，基坑土壤已凍結，只好先鉆孔，再打鋼軌樁，其施工要點:

利用汽車鉆孔，沿著基坑四周按著間距1.0m的樁位先鉆Ф300的圓孔，穿透凍土層。

將組合鋼軌樁插入土孔中，扶正、立直，并用松土填塞密實。

利用樁錘將鋼軌樁逐根打入要求深度，施工時確保鋼軌樁垂直，并在同一豎直面內(nèi)。

鋼軌樁背后與坑壁之間的空隙，小者用木板，大者用枕木擋護，并用土填實，防止繼續(xù)滑坡。

3.3 土層鉆孔

進行土方的開挖，使錨桿施工作業(yè)面低于錨桿標高50-60cm(具體高度因鉆機型號不同而有所變化)。

鉆孔時，對于內(nèi)摩擦較大的粗糙土壤，鉆桿的轉速要小些;對于內(nèi)摩擦較小的軟塑性土壤，鉆桿的轉速要快些，確保土屑有效的排出;凍結的土壤較為堅硬，鉆頭的角度減小至60°左右，并在鉆頭切削刃上焊硬質(zhì)合金，以提高鉆頭的定位性和耐磨性能，使鉆頭能夠以較快的速度通過凍土層。

3.4 拉桿的施工

土層錨桿的拉桿采用Ф5碳素鋼絲束方案。上錨桿采用16根鋼絲，下錨桿采用24根鋼絲。鋼絲束利用間距為1.0m的撐筋環(huán)撐開，形成鋼絲籠，其偏差控制在50mm以內(nèi)。撐筋環(huán)中間再用綁線綁扎，使鋼絲成折線型，以提高其錨固能力。撐筋環(huán)利用1.0mm鋼板制作，周圍孔眼分布均勻，中間預留注漿管孔。

3.5 壓力注漿

注漿采用普硅425水泥，水灰比0.4，水泥加水后經(jīng)攪拌制成水泥漿。

為了保持水泥漿拌合均勻沒有結塊，在攪拌時采取先開機，再注水緩慢地投入水泥，攪拌時間不得少于2min，保證攪拌均勻。

攪拌機投料口設置5×5mm的篩網(wǎng)，防止水泥結塊及其他雜物進入攪拌罐，混入水泥漿中，影響水泥漿質(zhì)量。

水泥漿注滿流出孔道時，用水泥袋紙將孔口堵塞，用濕粘土分層搗實。堵塞深度不小于1.0m，保持恒壓5min，停止注漿。

3.6 預應力張拉

當孔道內(nèi)水泥漿強度達到80%時，對拉桿進行張拉作業(yè)。

由于錨桿與護壁樁有一定的角度，一般在15°～30°之間，在橫梁上需設楔形墊板。千斤頂張拉力作用線與孔道中心線重合。安裝錨具，把張力的控制應力定為設計拔力的75%，換算成油壓力以便控制。

采用循環(huán)張拉法，即每拉錨完一根，向后退兩根進行第二次張拉，依次循環(huán)，直到同一根橫梁上的錨桿全部張拉完。錨桿張拉時應按要求分級加荷，達到設計應力75%時，恒荷載5min記錄伸長值，同時將錨具緊固。切斷錨具外側多余的鋼絲，完成張拉作業(yè)。

4 結語

本工程基坑支護施工歷時兩個月，共打鋼軌樁200根，土層錨桿150根，有效的防止了深基坑的滑坡、坍方事故，為接續(xù)施工提供了安全保障。同時，給我提供了一次難得的學習技術、積累實踐經(jīng)驗的良好機會，為今后承擔高層建筑施工打下了堅實的基礎。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文