樁錨式深基坑支護(hù)技術(shù)在房屋建筑施工中的應(yīng)用

劉磊

摘要：近年來，在國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的推動作用之下，我國的城市建設(shè)規(guī)模愈來愈大，一座座高樓拔地而起，建筑基坑正在向更深、更大的方向不斷發(fā)展，而另一方面，由于城市用地的日趨緊張，基坑周邊多數(shù)存在既有建構(gòu)筑物、市政道路等，周邊環(huán)境條件對基坑變形要求較為嚴(yán)格，對深基坑項目的支護(hù)作業(yè)，提出了非常高的標(biāo)準(zhǔn)。怎樣選取技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)、并且安全的支護(hù)方式，顯得尤為重要，更會影響項目總體的作業(yè)成效。因此，本文結(jié)合項目實例，詳細(xì)闡述樁錨支護(hù)技術(shù)在深基坑支護(hù)工程中的運用，以供同類工程參考。

關(guān)鍵詞：深基坑項目? 預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)

1 工程概況

北京市海淀區(qū)西三旗萬象匯項目位于北京市海淀區(qū)西三旗，東至西三旗科技園六號路，施工內(nèi)容包括土方、基坑支護(hù)、止水排水施工，基坑開挖深度19.7m。

1.1地質(zhì)水文地質(zhì)條件

依據(jù)相關(guān)的勘測資料與勘測的深度，將最大區(qū)域內(nèi)（最深50.00m）的地層，按地層沉積年代劃分為填土層與一般的第四紀(jì)沖洪積層部分。依據(jù)地層的巖性特點及沉積新老關(guān)系，從上而下劃分為10個大層，包括如下幾層。

①雜填土部分，①1粘質(zhì)的粉土、素填土部分;②粘質(zhì)的粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;②1重粉質(zhì)的粘土，以及粘土部分;②2粉質(zhì)的黏土部分;③重粉質(zhì)的粘土，以及粉質(zhì)的粘土部分;③1粘質(zhì)的粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;③2黏土部分;④細(xì)砂部分;④1粉質(zhì)的粘土部分;④2粘質(zhì)的粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;④3重粉質(zhì)的粘土，以及粘土部分;⑤重粉質(zhì)的粘土，以及黏土部分;⑤1粉質(zhì)的粘土部分;⑤2粘質(zhì)的粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;⑥重粉質(zhì)的粘土，以及粘土部分;⑥1粉質(zhì)的粘土部分;⑥2粘質(zhì)粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;⑥3細(xì)砂部分;⑦細(xì)中砂部分;⑦1圓礫部分;⑦2粉質(zhì)的粘土，以及重粉質(zhì)的粘土部分;⑦3粘土層;⑦4粘質(zhì)的粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;⑧重粉質(zhì)的粘土，以及黏土部分;⑧1粘質(zhì)粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;⑧2粉質(zhì)的粘土部分;⑧3粉細(xì)砂部分;⑨重粉質(zhì)的粘土，以及粘土部分;⑨1粘質(zhì)粉土，以及砂質(zhì)的粉土部分;⑨2粉質(zhì)的粘土部分;⑩細(xì)砂部分;⑩1粘質(zhì)粉土，以及粉質(zhì)的粘土部分;⑩2重粉質(zhì)的粘土，以及粘土部分。

本場地存在兩層地下水。

潛水：初見水位埋深13.50～15.50m，標(biāo)高27.22～29.56m，穩(wěn)定的水位，其深度在12.80～14.90m，高度為27.82～30.25m，大部分在于④細(xì)砂部分。

承壓水：最初的水位，其深度在于20.00～26.50m，高度為16.23～22.70m，穩(wěn)定水位埋深18.50～23.70m，標(biāo)高18.99～24.20m，大部分在于⑦細(xì)砂部分、⑦1圓礫部分及⑦4黏質(zhì)的粉土，砂質(zhì)粉土部分。依據(jù)本次勘察成果，作業(yè)區(qū)域以北的方向，是⑥2黏質(zhì)粉土，以及砂質(zhì)粉土部分，⑥3細(xì)砂部分有水分含量，且與該承壓水存在一定的水力聯(lián)系。

1.2 基坑支護(hù)設(shè)計

考慮到工程的位置，首先確保基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全，變形可控，不能影響周邊設(shè)施的正常使用，經(jīng)過比對多個作業(yè)方案的內(nèi)容，確定基坑項目的支護(hù)方式使用：樁聯(lián)合預(yù)應(yīng)力錨索的方式，地下水控制采用管井降水[1]。設(shè)計理論依據(jù)主要采用JGJ120-2012的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計計算參數(shù)詳見表1。

2 支護(hù)結(jié)構(gòu)施工

2.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工

2.1.1 施工前的準(zhǔn)備工作

（1）開挖工作面。土方開挖至錨桿標(biāo)高下500mm。護(hù)坡樁部位需放線，清理孔口，疏通套管。

（2）鉆機就位調(diào)整角度。鉆機位置選定后，調(diào)整其機身的偏差，采用量角器設(shè)備，核實鉆桿的角度。因為錨桿在穿越土層時，會夾在砂層，所以需要使用水沖套管的方式，跟進(jìn)鉆孔作業(yè)。

（3）套管準(zhǔn)備。應(yīng)先開啟水泵設(shè)備，進(jìn)行注水鉆進(jìn)作業(yè)，參考作業(yè)地質(zhì)情況，管控鉆進(jìn)的速度，連接外套管部位，需要停止供水作業(yè)，將絲扣位置的泥沙處理好，涂抹黃油，確保套管的連接和原有的套管位置沒有偏差[2]。

（4）鉆孔施工。如圖1所示，在鉆進(jìn)環(huán)節(jié)中，需要關(guān)注其作業(yè)速度、作業(yè)的壓力，以及鉆桿是否保持平穩(wěn)，孔深鉆入至大于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的0.3～0.5m處。將管中的泥沙沖洗干凈，溢出清水即可，之后拿出內(nèi)鉆桿裝置。如果鉆桿碰到障礙物，需要立即終止作業(yè)，調(diào)查原因之后再繼續(xù)作業(yè)。

（5）放鋼索。在錨索的設(shè)置布局期間，必須多次監(jiān)測錨索的質(zhì)量，布局完畢后，整個構(gòu)件不能遭受撞擊，也不可以將較重的材料吊掛在上面。錨索錨固段選取二次注漿手段，時間至少7d，自然固化期間不能遭受外界影響。在安裝期間，必須保證錨桿表面與鋼絞線角度呈垂直狀態(tài)。

（6）注漿，拔外套管。將鉆桿拔出之后，將注漿管放進(jìn)外套管的底，實施水泥漿的灌注作業(yè)。同時拔出注漿管與外套的管，每拔好3～4根的外套管，進(jìn)行一次補漿的作業(yè)，直到孔口已經(jīng)注滿，水泥漿溢出即可。直到漿體符合初凝之后，拿出最后的套管。在拔出外套管時，必須確保拔管器的油缸和外套管是同心的，假如出現(xiàn)其他狀況，需要在液壓缸的前方，使用方木墊平，讓油缸卡進(jìn)下一部分的套管，確保卡穩(wěn)之后，逐漸開絲扣。全部的錨桿都要實施二次的壓力注漿作業(yè)，每一根錨桿，都需要留好實施二次注漿的管子，放入錨桿的底部，大概5m處，注漿管的連接處，需要確保注漿的壓力，實施二次注漿作業(yè)的壓力，不能小于1.5MPa，二次注漿的水泥用量，每根不能低于200kg，二次注漿的管子，在實施一次注漿之后，需要相隔12h之后才可以實施，二次注漿的漿液比例，需要和一次注漿的比例相同，依據(jù)作業(yè)實施的情況，水灰比是0.6～0.7[3]。

（8）上腰梁。腰梁的作業(yè)實施過程是：去除腰梁的護(hù)壁部分→搭設(shè)支架→安裝工字鋼→工字鋼焊接（安放300×300×30承壓板，承壓板外置錨具，承壓裝置、錨孔的軸線需要確保垂直程度）→錨桿的張拉作業(yè)（張拉完后立即安裝鋼板及螺帽，并鎖定完畢）。腰梁與護(hù)壁之間須緊密相連，不得在腰梁和護(hù)壁之間留空隙，確保錨桿和樁體更好地共同作用。

（9）錨桿預(yù)應(yīng)力張拉與鎖定。如圖2所示，當(dāng)錨桿孔滲水時，應(yīng)先用膨脹水泥封堵，以防滲漏水流入基坑，影響土方施工。在錨固體的強度符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的70%后，能夠?qū)嵤╊A(yù)應(yīng)力的張拉作業(yè)。張拉作業(yè)實施前，需要先去除露在護(hù)坡樁，其帽梁位置的注漿管。張拉之前，取設(shè)計的軸向力0.1倍，針對錨桿實施預(yù)張拉作業(yè)，調(diào)整錨具的受力程度，然后再實施作業(yè)。鋼絞線進(jìn)行張拉作業(yè)時，需要分層3～4次地張拉，直到設(shè)計的荷載程度，回縮鎖定為設(shè)計的80%，停滯10min，如果預(yù)應(yīng)力不出現(xiàn)減小，再使用夾片進(jìn)行鎖緊。

2.2 護(hù)坡樁施工技術(shù)

（1）測量放線。根據(jù)護(hù)坡樁的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)圖紙，確定樁位和標(biāo)高的位置。

（2）鉆機安裝就位。首先，地耐能力不能低于100kPa，履盤的防治區(qū)域必須平整，坡度不能超過30°，防止由于場地的不平，出現(xiàn)功率的損耗，或者傾斜移動。

（3）拴樁。核實好樁位之后，使用兩根為互相垂直的線，相交在樁點位置，定好十字的位置，標(biāo)識好。

（4）埋設(shè)護(hù)筒。使用鉆機設(shè)備，實施開孔、鉆進(jìn)，鉆到設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)之后，實施護(hù)筒的埋設(shè)作業(yè)，護(hù)筒的材料需要使用大于10mm的厚鋼板，護(hù)筒的直徑需要大于孔徑大約200mm，護(hù)筒長度需要依據(jù)地層的狀況而定，護(hù)筒的頂部位置，需要超出地面大概200mm，四周使用粘土材料，進(jìn)行填埋，夯實作業(yè)。

（5）泥漿制作。使用現(xiàn)場的泥漿攪拌設(shè)備，需要先加入水，測算好體積之后，一邊拌制，一邊填入膨潤土材料，純堿需要以溶液的形式，慢慢在拌制的環(huán)節(jié)加入，拌制的時間需要長于3min，同時，還需要加入增粘降失的水劑、重晶的石粉，用來增加泥漿的重[4]。

（7）旋挖鉆機成孔。鉆頭首先著地，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，逐漸鉆入。借鉆具設(shè)備的鉆頭自重，以及加壓的油缸重量，當(dāng)成鉆進(jìn)的壓力，每次鉆進(jìn)的量，需要參考深度儀表設(shè)備，根據(jù)相關(guān)說明的鉆入速度、鉆壓扭矩，當(dāng)做參考。鉆斗的內(nèi)部裝滿了砂土之后，需要提升起來，并且關(guān)注地下水位的狀況，實施泥漿的灌注。為保證孔壁的安全，需要觀察表土的松散程度，孔口下部，需要放入合適的護(hù)筒裝置，穩(wěn)定泥漿的損耗及孔深的量，需要隨時向孔中補泥漿物料，保持孔內(nèi)的壓力。

（8）清孔。由于旋挖鉆用的泥漿不會循環(huán)，在確保泥漿標(biāo)準(zhǔn)之后，需要把孔底的沉渣處理干凈，通常使用雙層的底撈砂鉆斗裝置，不進(jìn)尺的狀況下，回轉(zhuǎn)鉆斗裝置，讓沉渣最大限度地進(jìn)入斗中，再反轉(zhuǎn)，封閉好斗門。

（9）鋼筋籠制作與吊放。實施主筋的配筋環(huán)節(jié)，需要符合各斷面的接頭數(shù)量，不大于主筋整體的50%，進(jìn)行錯開式的焊制、斷面的間距需要大于1m;鋼筋籠使用吊車進(jìn)行裝置，確保其整體平穩(wěn)，被吊離地面之后，需要在起吊的鋼絲繩，其吊車鉤上，實施滑運，并控制好這個過程，滿足平直的起吊，逐漸變?yōu)榇怪钡钠鸬醴绞健?/p>

（10）水下砼灌注。參考樁徑的數(shù)據(jù)、樁長的數(shù)據(jù)及混凝土灌注數(shù)據(jù)，選取合適的導(dǎo)灰管裝置與運輸機械，混凝土制備好，導(dǎo)管需要裝置密實，保障其密封性。使用20t的汽車，吊起導(dǎo)管，放入孔中，需要保持位置在中間，導(dǎo)管下的口，距離孔底大概0.5m，把隔水閥使用8#的鐵絲，懸掛于導(dǎo)管內(nèi)的水面上方。

第一次混凝土實施灌注之前，需要在導(dǎo)管與漏斗里，放好隔水塞裝置，之后放進(jìn)第一批混凝土。確認(rèn)數(shù)量足夠之后，才能夠剪斷其鐵絲，利用混凝土的重量，排出導(dǎo)管中的水，讓隔水塞停滯于孔底位置。第一次混凝土實施灌入之后，需要不間斷的灌入，不可以中途停頓。灌注的階段需要使用測錘設(shè)備，探測混凝土的深度，不能低于2.0m。探測的次數(shù)通常不能低于使用的導(dǎo)管數(shù)量，同時需要在提升導(dǎo)管之前，控測好管內(nèi)的高[5]。

實施灌注的階段，導(dǎo)管中的混凝土如果出現(xiàn)不滿，并且有空氣，之后的混凝土需要慢慢灌入至導(dǎo)管，不能把將全部的混凝土一同自上面，倒入管中，防止出現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)的高壓氣囊。

在混凝土的上層，會有與混凝土接觸的浮漿，需要及時清理，所以混凝土的高度需要大于300～500mm，并于在混凝土硬化之后檢測強度數(shù)值。

混凝土灌注結(jié)束時，因為導(dǎo)管中的砼樁，其高度會降低，壓力也會減小，而導(dǎo)管外的泥漿及含渣土的稠度和重量會遞增，發(fā)生混凝土難以上升的時候，應(yīng)該在孔中加進(jìn)水，進(jìn)行稀釋，還可以把沉淀物清除，旨在后續(xù)的灌注作業(yè)能夠順利實施。

3 基坑監(jiān)測

3.1監(jiān)測目的

（1）把監(jiān)測的參數(shù)和預(yù)估的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，能夠判斷前期作業(yè)實施工序及作業(yè)的數(shù)據(jù)是否有誤，并監(jiān)控下一環(huán)節(jié)的作業(yè)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息化的作業(yè)。

（2）作業(yè)實施區(qū)域的監(jiān)測成果，是作業(yè)的實際反饋，能夠確保作業(yè)環(huán)節(jié)的安全，利于隨時進(jìn)行改善的措施。

3.2 監(jiān)測點布置

在基坑的四周，設(shè)置好一些位置移動的監(jiān)測點，基坑作業(yè)實施環(huán)節(jié)需要按期對支護(hù)的部分，其位移的狀況實施觀測工作，實施反饋相關(guān)的數(shù)據(jù)。

警報的取值：水平位置移動為30mm，或者0.3%·H，并且變化的速度不大于3mm/d;縱向的位置移動為20mm，或者之0.2%·H，并且變化的速度不大于2mm/d。

3.3 監(jiān)測結(jié)果

（1）支護(hù)的部分，其變形數(shù)據(jù)大多是出現(xiàn)在基坑的開挖作業(yè)環(huán)節(jié)，大概占總形變數(shù)據(jù)的95%。總體在實施開挖到基坑底部之后，其位移逐漸穩(wěn)定。

（3）受到樁頂?shù)墓诹杭把旱膭偠鹊母蓴_，基坑的支護(hù)部分變形，其最大的位置通常發(fā)生在基坑的邊緣及中段的位置[6]。

（4）錨索裝置施加了部分的預(yù)應(yīng)效果，能夠把控支護(hù)部分的變形問題。

4 結(jié)語

目前，本工程早已順利結(jié)束，項目已順利交工，并投入使用，基坑工程施工未對周邊道路、建筑物等設(shè)施產(chǎn)生任何影響。通過本工程的實施，筆者總結(jié)出以下幾點經(jīng)驗，以供同類型項目參考。

（1）基坑項目位置在鬧市，對于變形的要求十分嚴(yán)格，根據(jù)地區(qū)地層條件特點，使用樁聯(lián)合預(yù)應(yīng)力錨索的支護(hù)方，是相對合適的，并且其工藝操作便捷。

（2）依據(jù)作業(yè)實施現(xiàn)場的監(jiān)測書記，該支護(hù)部分的變形，大多發(fā)生于基坑的開挖環(huán)節(jié)，所以，需要管控其變形，需要在開挖作業(yè)環(huán)節(jié)，使用合理的措施，如把控開挖作業(yè)的高、降低開挖之后，壁面的暴露、錨索以及施加的預(yù)應(yīng)效果。

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