試論灌注樁與預應力錨桿在超深基坑支護中的應用進展

張愛平 何鵬哲

摘要：灌注樁與預應力錨桿技術相結合的深基坑支護體系對于施工來說更為方便，可以有效地加快超深基坑工程的施工進度，并節省超深基坑施工過程中的施工成本。本文以某地的超深基坑施工項目為例，對灌注樁與預應力錨桿在超深基坑支護中的應用進行分析，并對現階段灌注樁與預應力錨桿在超深基坑支護中的研究現狀進行研究。

關鍵詞：灌注樁與預應力錨桿；超深基坑支護；應用進展

1工程概況以及深基坑圍護設計情況

1.1深基坑工程概況

該深基坑工程東西長226m，南北長185m，四周挖深為20.20—22.20m，主體結構為框架、簡體結構，深基坑的地板下設置有抗浮樁，場地地下水的滲透方式為空隙潛水，水位位置在自然地面8m以下，地下水的綜合滲透參數為100m/d。

1.2深基坑維護設計情況

在進行深基坑支護過程中，要先用～800@1200旋挖式鉆孔進行混凝土灌注樁，在圍護樁沿磚頭至坑底按不同的挖深剖面分別配置5—6道預應力錨桿，每道錨桿之間的水平間距控制在@1200，每根錨桿按照其受力程度分別配置2×7qb5、4×7qb5的低松弛、高強度的鋼絞線…。在進行深基坑維護時，需要運用混凝土壓頂梁以及采用鋼筋進行圍梁。圍護樁進行混凝土壓頂時采用B×h=900mm×500mm的混凝土圍梁，預應力錨桿的外露端由鋼槽組成，在進行深基坑混凝土澆筑后，應當運用換撐措施將預應力錨桿的鋼材進行回收拆除。深管井降水作為深基坑最重要的技術之一，施工單位應當根據深基坑工程周圍的地質環境以及各土層的滲透參數，在深基坑圍護樁的外圍建立起深管井降水。深基坑剖面結構示意圖如圖1所示。

2灌注樁與預應力錨桿在深基坑維護中的施工

2.1灌注樁施工工藝

在深基坑中運用灌注樁支護技術時，灌注樁應當采用跳打式施工，其護壁泥漿的比重應當控制在1.10—1.15，泥漿的原材料應當選擇高塑性黏土或者是膨潤土，孔口應設置1000的鋼護筒，鋼護筒的埋設深度不小于1.0m2J。鋼筋籠在安裝之后要對安裝殘渣進行清洗再放入導管，最后用混凝土進行澆筑，在澆筑過程中應連續施工，避免由于施工時間過長導致混凝土水分蒸發，造成整個深基坑支護建筑出現質量問題。在整個澆筑過程中，導管應當始終埋在混凝土面0.8m以上，混凝土樁頂的施工標高應高出設計標高0.5m，要保證灌注樁的完整性。

2.2預應力錨桿施工工藝

預應力錨桿支護技術是一種新型的支護結構，主要由支護層面、支擋結構、預應力錨桿以及排水系統四部分構成，如圖2所示。

預應力錨桿施工的工藝流程主要包括以下幾個方面：錨孔定位鉆孔、錨索制作安裝、錨桿注漿并養護、安裝腰梁、錨索張拉以及錨索頭固定。在上文中分析預應力錨桿之間的水平間距應根據受力大小確定錨索的組成部分，在錨索張拉之后應當用錨具將錨索固定在錨桿的鋼槽腰梁上。錨桿采用的是自成孔錨索，在鉆桿鉆進時注入水灰漿，其水灰比為1：1，水泥漿通過壓漿泵注入，對錨索和護壁鉆孔起到保護作用。在進行錨索制作時，應當按照設計圖紙的要求進行配置，錨索自由段需要用塑料布包裹兩層，已制作好的錨索通過固定支架固定在鉆孔的中心位置，在非自成孔的錨索安裝完畢之后將之拉近并進行重復注漿，使其硬化成為錨桿，重復注漿過程中泥水灰的比例仍舊為1：1，冬季施工還要在原有的配置材料中加入外摻劑作為防凍劑，避免由于氣溫過低導致混凝土材料出現凍結、離析的現象。

2.3深管井降水施工與基坑挖土

深基坑在前期準備工作做好之后就要開始深基坑挖土工程，深基坑挖土工程作為深基坑支護工程中最重要的基礎工序之一，其工程量是十分巨大的。根據我國建筑地基工程的相關標準，在進行基坑挖土工程時應當遵循“開槽支撐（錨桿）、先撐（錨桿）后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的原則。以本深基坑支護工程為例，將該深基坑的挖土工程分為三個階段。第一階段挖深為4.5～6m左右，分4層挖至圍護樁的壓頂圍梁底，每層挖深約1.5m左右，在最后一層的土挖完之后，施工人員需要立即鑿除灌注樁的樁頭及澆搗素混凝土墊層，并綁扎鋼筋、支模、澆搗混凝土，等到澆筑的混凝土強度達到預定標準的80%之后就可以進行第二階段的挖土工作。

第二階段的挖土工程的內容為對剩下的30cm進行人工修土，該階段一共分為6個步驟，每個步驟挖土大約2.5m厚，每一層挖好之后都要進行預應力錨桿與灌注樁之間的二次維護。二次維護應當采用噴射C20細石混凝土，其厚度大約是100厚，在混凝土之間還需要夾置雙向的鋼筋網，并在每一個樁柱間加入短錨桿。

第三階段就是運用人工修土及塔樓簡體下坑中坑開挖，在施工過程中應當遵循“五邊法”，即邊鑿樁頭、邊挖土、邊澆混凝土墊層、邊墊碎石和邊砌磚胎膜。

3灌注樁與預應力錨桿技術在深基坑支護中的研究現狀

灌注樁與預應力錨桿技術在我國深基坑支護中應用較為廣泛，國內外專家也對其進行了相應的研究。Bnaud在1998年通過對錨桿固定長度與錨桿承載能力之間的荷載分布圖得出了錨固長度與錨桿極限承載能力之間的相關關系。Barley在2000年通過將數值模型技術與現場錨固試驗之間的綜合運用，對錨桿的粘結應力分布特征進行比較系統、深入的研究，得出了錨桿錨固段粘結應力分布的嚴重不均勻性結論。在我國，戴自航在彈性抗滑樁實際受力與變形的基礎上，提出新的計算模式，運用新的計算模式與之前的計算模式相比較，樁身的彎矩顯著減小，從而使得抗滑樁的設計與計算更加合理。

灌注樁與預應力錨桿技術由于其自身優勢在深基坑支護中得到廣泛應用。與土釘支護技術相比較，樁錨支護技術具有控制土體變形能力的技術優勢；與水泥土墻技術相比，樁錨支護技術所使用的材料更為簡單，且對環境的污染、破壞較小，適用范圍也更為廣闊；與逆作法支護技術相比較，樁錨支護技術對施工技術的要求相對較低，且對設備的要求更低。

4結束語

超深基坑支護工程是一項施工工藝極為復雜的施工工程，在對基坑維護結構進行施工以后，整個深基坑的挖土施工的關鍵技術是深管井降水，只有確保深管井降水順利運行，才能確保對深基坑的維護安全，以此保證整個地下建筑的安全。

（作者單位：鎮江市丹徒區建筑工程質量檢測中心）