桩锚支护技术在某深基坑工程中的应用

桩锚支护技术在某深基坑工程中的应用

1工程概况

珠江新城高尚住宅项目深基坑支护工程项目位于珠江新城海安路以南，猎德涌以西，金穗路以北，建设面积约174630 m2，基坑深10.80 m。该工程东面紧靠猎德涌，搅拌桩距涌道水面约2.7 m；工程场区地质惜况复杂，地貌为洪冲积平台，改造整平后地下水位埋深为1.30 m。基坑施工场区范围内地质软弱，含水量高，抗剪强度低，其土层分布自上而下依次为：

1）杂填土：土质不均匀，承载力低，工程性质差。

2）淤泥、淤泥质土：以流塑为主，承载力低，具有高压缩性、触变性等特点。

3）中粗砂：以松散为主，呈透镜体状分布，为主要含水层，埋藏浅，承载力低。

4）粉质粘土、粘土：以可塑为主，为冲洪积成因，分布不均匀，承载力低。

5）全风化粉砂岩：岩体风化剧烈，呈坚硬土状，有一定承载力。

6）强风化粉砂岩：岩石组织结构已大部分破坏，岩体多风化成碎屑状、块状或坚硬土状，裂隙发育，层厚变化大，岩体差异风化显著。

2技术方案的选择

该深基坑工程项目施工场地狭小，基坑底边线距建筑红线仅2.5 m，路面下铺有Ф1 m的压力排污管，排污管与桩水平距离仅3.0 m左右，故对道路路面的沉降变形要求相对较高。根据现场该深基坑施工条件与周围环境条件，结合岩土体的力学参数，对各种基坑支护形式进行了分析和比较，综合考虑经济技术指标，确定支护方案主要采用桩锚支护技术，在必要地段采用地面拉锚结构进行局部加强。

在基坑周围采用钻孔灌注桩作为深基坑围护结构，桩顶设置相应的锁口梁，在桩身约2/3高度位置设置相应的预应力锚索。通过综合调整桩身直径、配筋率、桩身嵌固深度及桩间距等技术参数来确保桩身的抗弯性能，保证基坑稳定；通过调整预应力锚索的强度、数量与间隔距离来确保锚杆的抗拔性能，以有效平衡并传递作用在桩身结构上的水土压力及地面附加荷载；在局部位置设置相应的地面拉锚系统，以有效控制桩身位移，确保周边建筑结构及道路的安全。该桩锚支护体系结构立面示意图如图1所示。

3桩锚支护技术关键工艺分析

采用桩锚支护技术进行深基坑工程的施工，其施工工艺主要包括有挖土、钻孔、钢筋笼预制安装、桩身混凝土浇筑、锁口梁结构施工、劲性桩施工、锚索安装、锚杆水泥浆施工、预应力张拉施工等主要工序。

在锚杆施工过程中，需要特别注意的是：有接近地下水位施工时，应预先在水位以下埋设孔径为φ100PVC排水管，横、纵向间距均设置为3.0 m，并嵌入坑壁至少0.1 m深处；锚索砂浆强度达到30 MPa以上时，才能开始预应力张拉施工，最大张拉荷载应设定为设计荷载的0.95～1.0倍，并稳定维持3～5 min，再退至最大荷载值的0.55～0.60倍锁定。

锚杆施工质量的优劣是影响深基坑桩锚支护结构成败的关键因素。现场施工技术人员应在充分了解工程现场地质条件和技术方案施工要求的基础上，选择高效的施工手段、机械设备、建筑材料等，并应提前制定与工程实际紧密结合的施工进度计划、安全施工措施、事故应急预案等。实际施工中，应先进行定位钻孔，锚索安装、高压注浆施工、水泥浆养护、拉拔试验、张拉施工、封锚施工等工序，其中钻孔、高压注浆和预应力张拉是需要特别注重的工艺环节。

1）钻孔：根据该深基坑项目锚孔钻孔施工场地周边岩土性状，选用90型号的加转式冲孔钻机，钻头套管外径168 mm，通过泥浆水循环排渣成孔。要求钻孔施工过程中，应结合孔道周边岩土特性实时调整钻进速度和泥浆水稠度，定时检查机架运转状况，锚孔钻进方位的精度，确保孔道平直顺畅，防止坍孔、堵孔、斜孔等现象发生。

2）注浆：锚孔注浆采用纯水泥浆，方案设计水灰比为0.35～0.45，实际采用0.40；方案设计稳定注浆压为0.5 MPa，实际最大注浆压力调整到0.6 MPa。注浆前，先对钢铰线拉杆预先进行表面防护油脂的清洗操作，以有效加强灌注水泥浆体与拉杆之间的握裹力；注浆前还必须采用循环清水进行清孔；注浆时，注浆管道也应提前用清水冲洗干净，并置于固定在拉杆下部的支撑导环上，注浆过程中保持注浆管水泥浆出口始终低于孔中水泥浆液面，确保锚孔内的水和空气充分排出；锚孔注浆必须一次性连续进行，中间不得中断，待孔口以稳定速度溢出正常浓度的水泥浆液，再维持正常注浆1 min～2 min才可安装注浆塞，再一边稳压补浆一边逐步分段拔管出孔。

3）张拉：锚索预应力张拉施工将使锚杆逐步进入正常受力工作状态，既是直接检验锚索安装和注浆施工及浆体养护的质量，也是使整个深基坑桩锚支护结构体系得以形成受力整体的关键工序。

尽管在预应力张拉施工前会根据锚杆设计承载力要求进行极限抗拔试验，但全部锚杆竣工验收前，即待锚杆结构内的水泥浆体已达到完全固化状态后，还必须按相应的设计要求和规范规定，以及具体的锚杆施工质量检验标准，对该锚杆结构进行抽样张拉试验[3]检测，其检测操作方法与前期进行的极限抗拔试验操

作方法基本类同，但试验张拉荷载应设定为设计荷载的1.2倍，并确保张拉荷载应一次性均匀连续加荷到位，同时测定锚杆内锚索和水泥浆体结构的实际应变量，对质量不合格的锚杆结构应采取有效的加强加固措施，确保整个桩锚结构的安全稳定。

4结束语

1）在对比分析选择深基坑的开挖支护技术方案前，一定要结合具体准确的场地地质资料，综合考虑深基坑周围相邻建筑和道路等对基坑施工的影响及制约和限制，尤其是场地地下水位的高低，地下管线对周边土体的变形要求，以及周边道路运输荷载的分布及场地周围堆土荷载的分布情况；同时对场地岩土技术参数的取值要切合实际地质，并应参考周边类似深基坑工程支护设计的成功经验。

2）在整个深基坑开挖施工过程中，必须对基坑四周侧壁及相邻建筑结构及道路路面等进行位移监测，并及时分析出相应的变化规律，一旦发现某项监测指标有量值的突变或变形累积值超过警戒值时，应及时查明、分析清楚现场实际情况，确保施工安全。

3）该深基坑工程已于2006年整体完工，经过若干个地下水干湿循环的周期阶段后，经过采用不同技术的检测方法对其检测，确定该桩锚支护结构体系的质量满足设计要求和规范规定，达到了预期的施工质量控制目标，工程质量良好。

参考文献

[1]JGJ120-99建筑基坑支护设计规程[S].

[2]GB 50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].

[3]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.