淺談鋼管樁和預應力錨索在建筑工程施工中的應用

中城建設有限責任公司，福建 福州 350000

1 工程概述及支護選型

銀川豐登安置房C 區工程項目由5 棟18/-1 層住宅，即34#至36#樓、39#、40#樓；19 棟6 層住宅，即37#、38#、41#至50#、52#至54#、57#、60#至62#樓；4 棟2 層商網，即3#、4#、6#、8#商網；1 棟2 層會所二；1 個1 層地下車庫二組成；共計30 個分項項目工程。

本工程項目工程地質和水文情況如下：

（1）素填土層Q4ml：黃褐～青灰色、稍濕，松散～稍密，以粉細砂為主，均勻性一般，分布連續，上部可見少量植物根系，為超過十年的老填土。場區普遍分布，厚度1.50～2.00m，平均1.55m。

（2）-1 層粉砂質黏土Q4al：黃褐色，以可塑狀態為主。搖震無反應，稍有光澤，干強度中等-高，韌性中等-高，該層呈透鏡體狀態分布，厚度0.0～0.7m，平均0.7m，層底埋深3.3m，平均3.3m。

（3）粉細砂Q4al：層粉細砂Q4al，黃褐色～青灰色，中密-密實，濕-飽和狀態，其礦物成分主要為長石、石英、云母片等。該層以細砂為主，粉砂主要分布在上部，密實度在水平方向上較均勻，在垂直方向上隨深度的增加呈現增大的趨勢。在勘探深度內為穿透，據區域資料該層土為巨厚層狀。

場區地下水屬孔隙潛水類型，實測穩定水位埋深-0.35～3.5m 之間，地下水位動態主要受氣象水文音速影響，呈季節性變化。地下水補給周邊溝渠側向徑流滲透補給為主，大氣補給降水次之，其動態類型屬黃河側補蒸發-徑流型。水位年變化幅度為0.5～1.0m。

擬建地庫與部分位于地庫區域內的單體建筑外墻間距僅為4m，主樓處于地庫中間，考慮到工期及施工難度等綜合影響，地庫與主樓開挖高度相差3.8m，決定采用鋼管樁加預應力錨索進行基坑支護。

2 鋼管樁及預應力錨索施工方案

綜合考慮本工程項目工程地質和水文地質條件，鋼管樁加預應力錨索基坑支護等級定為一級。

鋼管排樁選用焊接管，壁厚5mm。鋼管樁焊接材料的型號和質量應符合設計要求。鋼管樁所用焊條、焊絲和焊劑應存放在干燥處，焊前要求進行烘培，并按規定使用。為減少變形和內應力，管節對口焊接時應對稱施焊。焊接完成后，對所有焊縫進行外觀檢查，焊縫金屬應緊密，焊道應均勻，焊縫金屬與母材的過渡應平順，不得有裂縫，未熔合，未焊透，焊瘤和燒穿等缺陷。鋼管樁樁徑219mm。樁間距0.85mm，樁長6m，樁頂標高-4.00m。

設一排預應力錨索，分別為L12000（Lf=5.0m）@1700 預應力錨索，一排L7000（Lf=5.0m）@1700 鎖定錨桿（見圖1）。鉆孔施工前，探明施工范圍內地下管線的情況與具體位置，避免破壞地下管線，根據控制點和施工圖精確測放錨索孔位及腰梁位置，鉆孔時應進行試鉆，隨時調整鉆機，保證孔位傾角準確。安裝鉆桿時，應從頭開始，逐節往下安裝，動力頭安裝前，應先拆下滑輪組，將鋼絲繩穿繞好，鋼絲繩應按說明書規定的要求配置，安裝后，電源的頻率與控制箱內頻率轉換開關的指針應相同，下錨桿時，錨索將注漿管頂置在錨體中部跟隨錨索一起下入孔底。錨索采用的鋼絞線必須進行表面除污、除銹［1］。自由段受力筋應進行表面除污、除銹后包裹塑料布。一次注漿管宜與錨索一起放入鉆孔，注漿管內端據孔底宜為500～1000mm。二次高壓注漿管的出漿孔和端頭應密封，保證一次注漿時漿液不進入二次高壓注漿管內。

一次注漿采用水泥砂漿，壓力0.4～0.6MPa，待第一次注漿初凝后進行二次高壓劈裂注漿，采用水泥漿，壓力為2.5～5.0MPa，穩壓兩分鐘。二次注漿時間可根據注漿工藝試驗確定或一次注漿錨固體強度達到5MPa 后進行，當錨固體的強度大于20MPa，方可進行錨索張拉鎖定作業。排樁樁間采用內掛Φ6.5@250 雙向鋼筋網，面層噴射100mm 厚C20 厚混凝土。錨索采用1×15.2 鋼絞線（見圖2）。

圖1 鋼管排樁支護立面圖

圖2 鋼管排樁支護剖面圖

鋼管樁采用機械振動式打樁，其原理是將機械產生的垂直震動傳給樁體，使樁周圍的土體因震動產生結構變化，降低了強度或產生了液化，樁周圍阻力減少，利于樁的貫入（見圖2）。

鋼管樁工藝流程；場地平整-鋼管樁樁位放線-打樁及灌注-錨索施工-樁間掛網噴射砼。

錨索施工工藝流程：定位放樣-鉆機就位-接錨索-校正孔位-調整角度-鉆孔至設計深度-清孔提鉆孔-插入錨索-壓力注漿-腰梁安裝-焊錨具-張拉-鎖定。

3 施工控制要點

3.1 鋼管樁施工控制要點

（1）樁位置的定位放樣必須準確。

（2）加強原材料，半成品的進場管理。

（3）樁機定位調平，保證樁機的平整度和樁機的垂直度。

（4）樁頂標高的控制及樁長度準確。

（5）鋼管樁內填充13mm 碎石，注入1：1 水泥漿。

（6）鋼管樁內留置距底部500mm 處，間距為1000mm 的10#排漿孔。

（7）土方開挖前，做好監測方案。

3.2 錨索施工控制要點

（1）鉆孔定位位置準確，錨索采用錨索采用1Φ15.2鋼絞線，錨桿鋼筋采用HRB400 級鋼筋，直徑為Φ18，錨桿鉆孔直徑為130/120mm，水平面夾角為10°。

（2）嚴格按鉆孔角度和孔深施工。

（3）鎖定力為錨索設計承載力的70%后方可進行鎖定，承載力達到100%后方可進行張拉。

（4）注漿材料采用1：1水泥漿，P.O42.5R水泥，水灰比為0.5，強度等級不低于M10，可加入適量早強劑，水泥漿拌合均勻，隨拌隨用，注漿時分多次注漿，第一次低壓注漿，等水排出后再提高注漿壓力，注漿壓力不得低于2.0MPa。

（5）腰梁、墊塊與鋼管樁之間要求面接觸，不允許點接觸。

4 結語

綜上所述，鋼管樁加預應力錨索針對施工受限垂直開挖具有施工方便，投資小，安全穩定性強，對縮短工期，減少施工成本方面有很好的使用借鑒。