預應力錨桿復合土釘墻支護技術在基坑工程中的應用

【摘要】隨著新時期建筑行業的不斷發展，基坑工程中采用的支護技術也趨于多樣化。預應力錨桿復合土釘墻支護是近年來發展起來用于土體開挖和邊坡穩定的一種新型擋土結構，由普通土釘墻與預應力錨桿有機組合而成，憑借其技術先進、施工簡便、經濟合理、綜合性能突出等特點在基坑工程中被廣泛采用。

【關鍵詞】預應力錨桿；復合土釘墻；支護技術；基坑工程

1、工程概況

本工程位于大連市沙河口區勝利路南側、太原街西側、馬欄河東側，占地面積22500㎡，總建筑為258968㎡。地下室共四層，面積為74468㎡，主要是車庫，地下四層設人防；裙樓地上1～3層，為商場。共計4棟塔樓，A塔樓地上49層，建筑高度202.35m；B塔樓地上18層，建筑高度81.05m；C塔樓地上35層，建筑高度126.8m；D塔樓地上13層，建筑高度62.55m；地上總建筑面積為184500㎡。除C樓是公寓外，其余各塔樓均為辦公寫字樓。

2、工程地質及水文條件

勘察期間，在場地內勘探孔內均揭露地下水。地下水位埋深較淺，穩定水位埋深為6.00m—6.90m，標高區間位-1.31m—-1.08m，地下水類型為潛水。

3、施工工藝

3.1 工藝的選擇

本工程南北方向長約240m，東西方向約82m，且西臨太原街，北臨勝利路，無法放坡，基坑開挖必須采取支護措施。我司根據場地工程地質條件、土層力學計算指標及周圍建筑物情況，經多方案支護形式技術經濟比較，決定采用以預應力錨桿復合土釘墻技支護術為主的支護結構，預應力錨桿土釘墻復合體可提高邊坡整體穩定性和承受坡頂超載的能力，所用施工設備簡單，占用施工場地小，而且可隨基坑開挖逐次分段實施作業，該方案可行、安全且經濟。

3.2 工藝原理

在土體中設置預應力錨桿，其排列成空間骨架，形成了能提高原位土強度、剛度與穩定性的復合土體。系由密集的錨桿、被加固的原位土體、噴射細石混凝土面層和必要的防水系統組成支護體系，與土體共同承擔荷載，起約束變形的作用。

3.3 工藝流程

放線定位→支護樁、冠梁施工→施作截水帷幕→分層開挖→噴射第一道混凝土→預應力錨桿鉆孔、安裝→腰梁施工→掛鋼筋網→噴射第二道混凝土→養護達到要求強度→預應力張拉→進行下層開挖

3.4 工藝要點

3.4.1 施工前準備工作

a 認真學習規范，熟悉設計圖紙，以書面形式讓甲方出據地下障礙物、管線位置圖，了解工程的質量要求以及施工中的監控內容，編寫施工方案。

b 施工前應確定基坑開挖線、軸線定位點、水準基點、變形觀測點等，并在設置后加以妥善保護。

c 組織項目管理小組及專業施工隊伍，對施工人員進行班前技術、安全交底，并完成上報審批程序。

d 按照施工方案選擇施工機具與工藝，井檢查設備運轉情況，安排現場水、電、照明及施工工作面，材料進場后做好原材料的檢驗與混凝土、水泥漿的試配

3.4.2 支護樁、冠梁的施工

a 支護樁采用機械成孔灌注樁，樁徑0.8m，樁距1.5m、1.6m。

b 鋼筋籠每隔1.5m設置一道16加勁箍，采用吊車整體吊入樁孔。

c 樁位偏差不宜超過50mm，垂直度偏差不宜大于0.5%。

d 排樁宜隔樁施工，應在灌注砼24h后進行鄰樁施工，樁底沉渣不宜超過200mm。

e 冠梁施工前，應將支護樁樁頂浮漿鑿除清理干凈，裝訂以上出露鋼筋錨固長度應達到設計要求。

3.4.3 開挖、整理坡面

基坑周邊土方開挖應結合樁及錨桿施工進行，每層土方應開挖至錨桿標高下0.50m，嚴禁超挖，錨桿張拉施工完成后，方可進行下層土方開挖施工。

a 放坡處要保證放坡角度在設計方位內，坡面光滑、整潔。

b 放坡角度未達到設計要求的要進行專門處理。

3.4.4 初噴混凝土

為使挖好的坡面不產生垮塌，凡挖好的坡面需立即進行混凝土噴射，以使表層固結。

a 噴射混凝土施工前先將坡面不穩定的碎石、殘土清理干凈。

b 泄水孔采用100PVC管，坡面及樁間間距詳見立面圖并做好反濾層、水流密集處應加密布置。

3.4.5 錨桿定位

a 鉆孔前按施工圖放線確定錨桿位置，做上標記。

b 錨桿鉆孔定位偏差不大于50mm，偏斜度不應大于3%。如果鉆進時遇到地下障礙可作局部調整。

3.4.6 錨桿鉆孔

a 鉆孔機具的選擇應滿足支護設計對鉆孔參數的要求。

b 嚴格按照設計要求的鉆孔角度、孔深及孔徑施工。

c 鉆機鉆孔時的工作高度應小于錨桿標高下500mm。

d 管式錨桿采用鉆機直接將地質鉆桿鉆進地層。

e 錨索鉆孔施工中局部易坍塌部位，可采用套管跟進的成孔方式。

3.4.7 錨桿的安裝

a 錨桿在全長范圍內每隔2m設置對中架，以保證其居于孔中。

b 錨桿安放時應防止桿體扭轉彎曲，桿題安放角度與鉆孔角度一致。

c 管式錨桿錨固段全設為花管，孔眼直徑2mm，間距300mm，交錯布置。

d 管式錨桿錨固段與自由段交界處應設置止漿裝置。

e 管式錨桿接頭處應特殊處理，確保等強度連接。

f 管式錨桿鉆頭前端應設置導向裝置，鉆頭葉片直徑不小于150mm。

3.4.8 錨桿注漿

a 漿液采用純水泥漿，強度等級M30，注漿水泥采用42.5R級普通硅酸鹽水泥。

b 注漿用水中不含影響水泥正常凝結與硬化的有害物質。

c 漿液中應摻入一定量的膨脹劑、早強劑，以防止漿體收縮影響錨桿使用壽命，并提高漿體早期強度。

d 管式錨桿注漿采用高壓注漿，高壓注漿工作壓力不宜小于10MPa，終止注漿壓力不小于3.0MPa。

e 錨索注漿采用常壓注漿，常壓注漿不宜小于0.3MPa。

3.4.9 復噴混凝凝土

a 噴射混凝土時噴射順序應自下而上，噴頭與受噴面距離宜控制在0.8-1.5m 范圍內，射流方向垂直指向噴射面，在鋼筋部位應先噴鋼筋后方，然后再噴填鋼筋前方，防止在鋼筋背面出現空隙。噴射時應加入速凝劑以提高混凝土的凝結速度，防止混凝土塌落。

b 為保證噴射混凝土的厚度，可用插入土內用以固定鋼筋網片的鋼筋作為標志加以控制。當面層厚度超過100mm 時應分二次噴射，每次噴射厚度宜為50-70mm。繼續進行下步噴射混凝土作業時，應仔細清除預留施工縫接合面上的浮漿層和松散碎屑，并噴水使之潮濕，為使施工縫搭接方便，每層下部300mm 可噴成45°的斜面形狀。

c 噴射混凝土終凝后2h，應根據當地條件，采取連續噴水養護5-7d。

d 土釘墻支護最下一步的噴混凝土面層宜插入基坑底部以下，深度不小于0.2m，在基坑頂部也宜設置寬度為1-2m 的噴混凝土護頂。

3.4.10 腰梁的安裝與錨桿張拉

a 注漿強度達到23MPa時方可進行張拉。

b 錨桿應預先張拉至軸向承載力設計值的20%，然后再張拉至軸向承載力設計值的1.05倍，持荷時間不小于5min，然后退至預應力鎖定值進行鎖定。

c 腰梁采用普通熱軋槽鋼。

d 腰梁安裝時應保持水平，錨桿墊板開孔位置應與錨桿保持一致。

e 槽鋼背靠背放置，在兩端及槽內按圖設置連接鋼筋。

4 總結

1）基坑支護方式可根據周邊環境和地質條件進行選取單一支護方案或聯合支護方案。

2）聯合支護方案集采了多方的優勢進行組合，更具靈活性和可操作性。

3）本工程根據不同的巖層采用預應力錨桿和預應力索兩種形式的復合土釘墻。

參考文獻

[1]《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012。

[2]《建筑地基處理技術規范》JGJ79。

[3]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202。