關于預應力錨管在復合土釘墻中應用的工程技術總結

楊旭東，謝名洋（湖南省勘查設計研究院，湖南長沙418000）

關于預應力錨管在復合土釘墻中應用的工程技術總結

楊旭東，謝名洋（湖南省勘查設計研究院，湖南長沙418000）

復合土釘墻能合理利用土體承載力，將土體作為支護結構不可分割的部分，具有結構輕，柔性大，適用范圍廣、造價低、工期短、施工簡便、安全可靠等特點，支護能力強，可根據不同工程需要作超前支護，并兼備支護、截水、控制變形等效果。基坑開挖深度較淺、土質條件不太差的、砂層較厚的、周邊環境較簡單的復合土釘墻支護方式的基坑考慮采用預應力錨管替代預應力錨索，可以取得顯著的經濟效益。

復合土釘墻；預應力錨管；施工問題的解決

復合土釘支護就是把土釘與其他支護形式或施工措施聯合應用，在保證支護體系安全穩定的同時滿足某種特殊的工程需要的支護方式。如限制基坑上部的變形、阻止邊坡士體內水的滲出、解決開挖面的自立性或阻止基坑地面隆起等。現在基坑支護采用復合土釘墻的支護方式的越來越多。本人設計的《雍景灣基坑支護工程》中采用了預應力錨管+攪拌樁+微型樁的復合土釘墻的支護方式取得成功。該基坑采用預應力錨管替代預應力錨索來控制基坑變形，該方案對整個基坑支護工程的造價的節省起到了顯著的作用。

1 工程概況

雍景灣工程位于深圳市南山區蛇口，愛榕路、工業七路與荔園路之間。設有一～二層地下室。基坑深約3.03～9.03m，基坑底開挖長度約871m，基坑底開挖面積約33659m2。基坑北側離荔園路較遠，周邊較空曠；東側臨近近海路，局部離路較近；南側距離工業七路較遠，周邊較空曠；西側距離愛榕路較遠，周邊較空曠，局部靠近中集大廈，基坑底距其主樓約18m。

2 地下水處理

基坑主要開挖地層有素填土、淤泥、礫砂、粘土及礫質粘性土等，淤泥質細砂及礫砂層為強透水層，砂層埋深及厚度較大，因此對基坑的地下水采取雙排攪拌樁隔水帷幕止水，隔水帷幕沿基坑邊全場設置，在基坑內采用明溝排水等措施。土方開挖時需先進行坑內地下室的抽排，將地下水水位降低至開挖面以下。

3 基坑支護方案比選

本場地原始地貌為濱海灘涂帶，工程地質條件復雜，基坑支護范圍內主要土層有人工填土、淤泥、淤泥質土、兩層礫砂、粘土及礫質粘性土等，局部填土及淤泥層較厚。基坑底主要位于第二層砂層內。前期方案設計時，考慮局部開挖深度約7.5～9.0m段的基坑，由于基坑放坡空間不夠，且需止水，采用上部放坡、中間放一平臺、下部預應力錨索+攪拌樁+微型樁的復合土釘墻的支護方式，預應力錨索用控制基坑變形。形成方案后，經過造價預算，基坑支護費用較高。考慮降低基坑支護費用，另考慮到基坑中有較厚的砂土層，如采用一般的預應力錨索作為錨拉物件，則在施工中會遇到塌孔、涌砂等問題并引起基坑周邊地面下沉甚至開裂，造成工程危險。經過討論，考慮采用預應力錨管替代預應力錨索以降低工程造價。最后確定采用土釘墻、上部放坡下部攪拌樁+微型樁+土釘的復合土釘墻以及上部放坡下部預應力錨管+攪拌樁+微型樁的復合土釘墻的支護方式。典型的支護剖面如圖1。

圖1

4 預應力錨管技術參數

（1）預應力錨管采用機械擊入式成管。對于局部難以打入的采用機械成孔的方式。

（2）錨管孔距水平方向允許偏差10cm，垂直方向允許偏差5cm，傾角偏差3%。

（3）錨管桿體采用φ57壁厚5.0mm的鋼管，每隔1.50m設置一個倒刺，以增加摩阻力。鋼管接長采用3φ16螺紋鋼幫焊，單面焊連接，每側焊縫長度為10d；或者直接采用等長φ57壁厚5.0mm的鋼管對開剖開后幫焊連接。

（4）注漿錨固體采用水灰比0.45～0.50的純水泥漿，水泥為42.5R普通硅酸鹽水泥，外加0.03%水泥用量的三乙醇胺作早強劑，漿體抗壓設計強度M25，注漿壓力0.6～1.0MPa，孔口溢漿即停止注漿。

（5）錨管張拉應在達到錨固體設計強度70%，且大于15MPa后方可進行。

5 施工中預應力錨管所遇到的問題及解決方法

為確保預應力錨管的施工質量，考慮到場地地質條件復雜，要求預應力錨管作抗拔力基本試驗后方可進行工程錨管的施工，試驗條數為3根。

施工過程中，施工方在進行預應力錨管施工前，5根長度15m、錨固段10m及設計拉力120kN的預應力錨管進行了抗拔力基本試驗，試驗結果抗拔力分別為213kN、165kN、172kN、185kN及158kN。根據《深圳地區建筑深基坑支護技術規范》（SJG05-96）對于錨桿抗拔力基本試驗的規定，其試驗結果為極限抗拔力，且根據其規定錨桿極限抗拔力為設計拉力值的1.6倍，為192kN。因此僅一根預應力錨管極限抗拔力滿足要求。

通過計算，從以下幾方面進行調整，以保證預應力錨管抗拔力滿足要求：

（1）預應力錨管總長度及錨固段長度調整

對原長度為15m、錨固段為10m及設計拉力為120kN的預應力錨管，現增加其錨固段長度2m，即長度改為17m、錨固段為12m；對原長度為15m、錨固段為10m及設計拉力為140kN的預應力錨管，現增加其錨固段長度3m，即長度改為18m、錨固段為13m。

（2）預應力錨管注漿參數及張拉時間的調整

預應力錨管注漿，注漿壓力為1.0MPa。預應力錨管張拉應在達到錨固體設計強度70%，且大于15MPa后方可進行。預應力錨管張拉時應張拉至設計拉力的1.1倍時，保持10（砂土）～15min（粘性土），觀察其變位趨于穩定時，然后卸荷至錨鎖荷載進行錨鎖。

（3）錨管倒刺設置及注漿孔設置的調整

錨管桿體采用φ57壁厚5.0mm的鋼管，每隔0.50m設置一個倒刺，以增加摩阻力。鋼管接長采用3φ16螺紋鋼幫焊，單面焊連接，每側焊縫長度為10d；或者直接采用等長φ57壁厚5.0mm的鋼管對開剖開后幫焊連接。錨管僅在錨管底部1/3錨管長度段開設注漿孔。

通過對預應力錨管相關參數的調整，施工完畢后進行預應力錨管抗拔力檢測，預應力錨管抗拔力均滿足設計要求。且在施工過程中及基坑使用過程中基坑的變形沉降以及周邊建筑物的沉降等均滿足設計及規范要求。

6 結束語

復合土釘墻能合理利用土體承載力，將土體作為支護結構不可分割的部分，具有結構輕，柔性大，適用范圍廣、造價低、工期短、施工簡便、安全可靠等特點，支護能力強，可根據不同工程需要作超前支護，并兼備支護、截水、控制變形等效果。在實際工程中，組成復合土釘墻的各項技術可根據工程需要進行靈活的有機結合，形式多樣，復合土釘墻是一項技術先進、施工簡便、經濟合理、綜合性能突出的基坑支護技術。在復合土釘墻中采用預應力錨管替代預應力錨索具有造價低、施工方便、對于砂層較厚基坑采用預應力錨管對基坑的安全性有利等特點。相對于預應力錨索，預應力錨管承載力較低，遇土質較硬地層難以打入增加施工難度。對于基坑支護要求預應力錨管承載力稍高時，可考慮采用袖閥管注漿來提高預應力錨管的承載力，以滿足支護計算的需求。

綜上所述，對于預應力錨管的使用應結合基坑開挖地層、深度以及基坑周邊環境等因素綜合考慮。基坑開挖深度較淺，土質條件不太差的、砂層較厚的、周邊環境較簡單的復合土釘墻支護方式的基坑考慮采用預應力錨管替代預應力錨索，可以取得顯著的經濟效益。

［1］劉國彬，王衛東.基坑工程手冊（第二版）.2009.

［2］龔曉南.深基坑工程設計施工手冊.1998.

［3］熊智彪.建筑基坑支護.2008.

［4］《深圳地區建筑深基坑支護技術規范》（SJG05-96）.

TU753

A

2095-2066（2016）30-0101-02

2016-9-16

楊旭東（1983-），男，工程師，本科，主要從事巖土工程等工作。

謝名洋（1983-），男，工程師，碩士，主要從事巖土工程等工作。