高層建筑基坑樁錨基坑支護技術

劉冀勇

（菏澤澎泰建設集團有限公司，山東 菏澤 274100）

我國經濟快速發展，城市人口不斷增長，城市土地價格不斷上漲。主工作面也是因為地處市中心，面積有限，而主坑又深又大，一段時間的努力，以及主坑加固的施工技術要求越來越高，而錨固支架的保護已成為主坑加固設計的首選方案。樁的錨固支架由樁和預應力錨索組成，共同克服基坑外土體的下降，保證完整性，基坑的穩定性和安全性。

一、工程概況

（一）工程簡介

地下室，1#塔柱26層，建筑總高度110.40米；2#塔樓22層，總高度99.60米。1#、2#塔樓地上部分通過五層裙房連接，塔樓地板的一部分，通過五層裙房連接，形成一個雙塔結構體系；此外，還建造了四套70至90米高的公寓。工程范圍內，主坑東西長約二百七十米，南北寬約一百四十五米，挖深十五點三米，局部升降機等主坑挖深可達十九米，級別1的值。

（二）工程地質及水文地質概況

根據地勘報告可知，支護范圍內主要是雜填土、粉土、粉質粘土及粉砂；場地地下水位約地表下6.0m。

二、基坑支護方案

該工程支護方案如下：在上部5.4m深度范圍支護：為1∶1自然土坡，平臺寬度5m；或為1∶0.46坡度的土釘墻，土釘矩形布置，間距1.5m*1.5m；下部10.2m范圍支護：灌注樁加兩道或三道連續梁并用錨索錨固，灌注樁1、2樁徑為800mm，樁間距為1.5m；灌注樁3樁徑為900mm，樁間距為1.5m；連續梁截面為500mm*1000m；錨索采用4（5）s15.2鋼絞線，間距為1.5m或3.0m，入射角度15度。

（一）護壁樁施工

施工準備→鉆機進場通道及鉆機作業平臺處理→樁孔放線定位→泥漿池施工→泥漿制備（護壁樁鋼筋籠制作）→鉆機入場就位→鉆機開孔及鋼護筒安裝→注泥漿→繼續鉆進、排渣、成孔→清孔→吊放鋼筋籠→檢查塵渣厚度至達到要求→插入混凝土澆注導管→水下澆注混凝土→完成混凝土澆注后拔出導管→截樁頭→綁扎冠梁鋼筋骨架→澆注冠梁混凝土。

該項目的墻壁支撐樁通過旋轉孔鉆出。設備使用SWDM22山河智能旋挖鉆機。鉆孔時，添加了高質量高效的泥漿。在鉆孔過程中，隨著鉆機的攪拌，可能會在孔壁上形成泥漿，以確保將灌注樁形成孔。如果孔壁不塌陷，則有效地防止了由孔壁塌陷引起的土壤沉積。

（二）預應力錨索施工

錨索鉆孔直徑150mm，采用YXZ-70潛孔鉆機鉆進。開鉆前孔位和角度嚴格測量，實際孔位和設計孔位誤差控制在±5cm以內。鉆至設計深度后，采用高壓風清孔。

錨索安裝前，核對錨索編號與孔號是否一致。安裝時注漿管一并隨錨索放至孔底，隨后應向外拔出0.2m左右，確保注漿管暢通。

錨索注漿采用水泥砂漿，水灰比0.4～0.5，強度等級為M30，注漿壓力0.3～0.5MPa，確保砂漿灌注飽滿密實。

錨索張拉采用YCW150型千斤頂，預張拉采用YDC240Q型千斤頂，油泵采用ZB4-500型。張拉前將鋼絞線、腰梁清理干凈，再依次套入錨墊板、工作錨板、限位板。先對單根鋼絞線按一定次序進行預張拉，預張拉力控制在20kN（鎖定力的10%～15%）。預張拉完成后，將錨索張拉至設計值并鎖定。

三、基坑監測及其分析

為確保防護設施的穩定性和安全性，確保毗鄰掩體的建筑物的安全和正常使用，此外還對公路進行現場監測。這個控制分析只包括項目的一個階段。監測的主要內容有：支撐結構頂部水平位移、深部地面水平位移、周邊土體垂直位移，軸支承力。

監測和分析結果如下。

（一）支護結構頂部水平位移

隨著施工的繼續，防護設施頂部的水平位移也隨之增大，有變化的趨勢，前兩個月橫向移動緩慢，2月至6月，防護設施頂板移動最快，半年后，支承結構上部位移趨于減速，直至穩定，最大36.7毫米；由于空間影響，主隕石坑中心的位移高于主隕石坑的角；在整個施工階段，防護設施頂部水平位移超過45毫米。這表明了掩體防護方案的可靠性和合理性。

（二）深度質量水平位移

土壤的深度位移是通過安裝在墻外側的土中的斜孔來控制的，主要考慮了不同深度支承結構水平位移隨基坑開挖深度增加的變化。

埋深1米處出現土深水平位移最大值，最大值31.9毫米；深部土壤水平位移的變化首先減小，然后增大，然后減小趨勢，在7米深的埋藏位置，位移出現極點，在9-12米深的埋藏點，土體深度位移趨于穩定；在整個施工期間，土體深度位移不超過35毫米，表明基坑加固方案的可靠性和合理性。

（三）垂直移動地球周邊

隨著施工的繼續，地面周邊垂直位移也增大，變化趨勢大，前兩個月水平位移緩慢，從2月到8月，地球周長垂直移動速度增長最快，8個月后，支撐結構頂點移動速度趨于放緩至穩定，最大21.3mm；隨著南側道路的臨近和大型建筑物的修建，從南側看，地面周邊具有重要的垂直位移意義；在整個施工期間，地面周邊垂直位移大于25毫米報警值。這表明了掩體防護方案的可靠性和合理性。

（四）軸支承力

這種水平軸向控制，主要是控制在支撐結構中的水平支座中。

隨著施工的不斷進行，支撐結構支承軸的支承力得到加強，增長較快的趨勢發生變化，隨著建設的繼續，增速在穩定前有所放緩。第三個月，由于水管爆裂、土體滲流周長、發現后，雙方采取了有效措施，但同時支撐結構支承軸明顯增大，最后軸向力穩定；在整個施工期間，支承結構的支承功率為設計軸向力的60%，大于報警值。這表明了掩體防護方案的可靠性和合理性。

（五）支護結構選型

錨固結構工期短，施工成本低，不影響地下室建筑施工，適合當前施工。砂層錨索施工難度大，可能造成地下水和沙土流失，造成土體沉降，可通過采用預應力錨定鉆孔技術和套管鉆孔解決。如上所述，本項目設計了鉆孔樁+預應力錨索的錨固方案。

（六）預應力錨索設計

根據計算結構，工程采用單錨，由上下兩排組成。

錨索第一排（YM1），位于地表以下3.2米位置，設計軸向拉伸值40T，預應力聯鎖20T，采用?150錨孔設計，錨柱長度35m，自由段5m，錨定段30m，采用3×7?5鋼纜。

錨索二排（YM2）位于地下6.0M處，具有55T軸向拉伸、40T預應力聯鎖的設計意義，設計用于使用?150錨孔，錨柱長度35m，自由段5m，錨定段30m，使用5×7?5鋼電纜。

四、基坑施工控制

以確保外圍建筑物、道路及地下管道的安全，在施工過程中，應將控制權交給合格的第三方。

對于主監測項目，設置了以下控制值：支撐結構最大水平位移35mm，地球周圍沉積變形控制30mm分區。水平位移控制值為30mm，地面沉降控制值為25mm。在土方工程和地下構筑物施工過程中，各點監測數據均在設計許可范圍內，無異常。

五、結束語

根據對現場監測所得數據的分析和深海盆錨桿加固工程，得出以下結論。

（一）樁與錨索連接的錨固支架固定系統在深部工作面固定時能起到較為突出的圍護作用。這種結構運轉良好，施工方便，對環境危害較小。

（二）隨著施工開始，主坑開挖越深，支撐結構頂部水平位移越大開始緩慢，生長較快后，畢竟，趨勢已經穩定下來，但這種穩定在一定范圍內波動。支撐結構頂部的水平位移可能會受到與主坑相鄰的建筑物自身重量和地面反應器負載的影響。

（三）在1米深的挖土工程中，土層深度發生水平位移。深質量水平位移的趨勢是先減小后增大后減小。深7米處的水平地面位移可能會再次生長，并在極端點出現。

（四）隨著施工的繼續，主坑越挖越深，周邊土體垂直位移越大，趨勢變化，生長速度越快，趨勢最終會穩定下來，但這種穩定在一定范圍內波動?；又苓吅奢d對外圍土的垂直位移影響較大。

（五）在施工過程中，樁系錨索基本上能承受拉力，這種拉力也一直持續上升，暫時不會隨著坑的加深而穩定下來，但在一定程度上是搖擺不定的。基坑周圍的環境對錨索的拉伸有很大的影響。