桩锚联合支护体系在深基坑工程的应用_建筑施工

桩锚联合支护体系在深基坑工程的应用
吴晓林
摘 要：结合某深基坑工程，笔者介绍了桩锚联合支护体系在工程的实际应用，并详细介绍了施工工艺以及质量控制要点。工程实践证明，施工效果良好，经济效益显著。
关键词：深基坑、桩锚联合支护、施工质量

Application of Pile-anchor Combined Support System in Deep Excavation Engineering
Abstract: based on a deep excavation construction, the author introduces the pile-anchor combined support system of practical application in engineering, and introduces in detail the construction technology and quality control points. Engineering practice shows that the construction effect is good, and the economic benefit is remarkable.
Keywords: deep excavation pile-anchor combined support construction quality

1工程概况
某高层建筑，地下室四层，地上42层，总建筑面积79548平方米。本工程东西长约86米，南北长约56米。基坑开挖深度为14.8米，基坑东侧边线离路边线约为9米；西侧为一供电房，离基坑边线约为10m；基坑南侧边线距离路边线约为7m；北侧离已经建成的某大厦（18层）约为15米，距离较近的是一9层建筑，距离约为11米。
各土(岩)层：(1)人工填土层；(2-1)淤泥、淤泥质土层；(2-2)中粗砂层；(3)粉质粘土层；(4-1)强风化泥质粉砂岩层；(4-2)中风化泥质粉砂岩层；(4-3)中风化泥质粉砂岩层。
勘察期间，测得地下水水位埋深1.00～1.70m。
根据安全、科学、经济、合理的原则，综合分析后最终决定，本工程采用钻孔桩加两道锚杆（局部采用两道内撑）相结合的支护体系(见图1)。

2 施工工艺及施工质量控制
2.1 前期准备
在围护结构施工前，应查明场地范围内的地下管线的位置、埋深、管线材质以及基础形式，并汇同业主、监理、设计及有关管线权属部门共同协商、研究地下管线的迁改、加固和悬吊方案，保证管线的安全和正常使用。由于紧邻本基坑南面为居民楼，在基坑开挖前必须摸清其基础形式，采取必要的加固措施予以保护，防止基坑开挖造成已有建筑物损坏。
2.2预应力锚索施工
1）钻孔结构：钻孔按设计要求以Φ150mm口径钻至终孔，钻孔角度、孔深按设计要求。
2）腰梁施工施工方法参照压顶冠梁进行。
3）锚索钻孔应满足下列要求:锚孔水平、垂直方向孔距误差不大于50mm钻孔角度允许偏差为3º；锚孔深不小于设计深度。
2.3 锚索制安（回收式锚杆另按有关要求）
钢绞线使用前应除油污，除锈，并严格按设计尺寸下料。钢绞线应平直排列，沿杆体轴线方向每隔1.5m设置一个隔离对中架，杆体的保护层不小于2.0cm，钢绞线(包括注浆管)应捆扎牢固。杆体自由段用塑料管包裹，与锚固段相交处的塑料管口密封并用铅丝绑紧。锚索安放时应保证对中支架的位置，以确保锚索体在孔内居中，并要保证杆体安装至孔底位置。
2.4 注浆
注浆材料采用32.5R普通硅酸盐水泥，结石体要求具有良好的抗裂能力。注浆采用二次注浆工艺，第一次自孔底上行进行注浆，注浆压力为0.5MPa；第二次注浆须等第一次注浆浆液初凝后终凝前进行，注浆压力为1.5MPa。浆液硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆。注浆量不得小于计算量，其充盈系数不小于1.1。
2.5 张拉与锁定
压顶圈梁与腰梁强度达到设计强度在85%后方可进行锚索张拉。对于锚索张拉时，台座的承压面应平整并与锚索轴线方向垂直。锚索张拉前，应该对张拉设备进行标定。注浆后14天，锚固体强度大于15MPa时，方可进行张拉。锚索张拉应按顺序进行，并应考虑相邻锚索的影响。锚索在张拉之前，应取10%～20%的设计荷载对锚索先行张拉一次，使各部位接触紧固，杆体完全平直，保证张拉数据准确。考虑地层松驰、徐变等影响，在锁定过程中张拉荷载一般都有回缩，故应张拉至1.1～1.2 Nt(设计锁定荷载)，以保证锚索的预应力满足设计要求。
关于预应力支锚式排桩支护的施工其余注意事项可参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）及《岩土锚杆（索）技术规范》（CECS22：2005）。
2.6 做好防渗处理
基坑开挖施工前，基坑四周地面必须硬化，防止地表水渗入基坑，特别是不得在基坑边设置厕所、冲凉房等易漏水设施。基坑开挖过程及地下室施工期间应做好基坑内外的排水工作，基坑外侧宜设置截水沟，基坑内侧可根据基坑渗水情况，采取沿基坑侧设置排水盲沟，集水井等排水措施。如在雨季施工必须准备足够的抽水设备，基坑严禁泡水。
2.7 钻孔灌注桩施工
1）成孔
成孔时，孔口宜采用钢板护筒，护筒中心与桩中心偏差不得大于50mm，护筒埋设深度不少于1.5m。浇注砼前，孔底500mm以内的泥浆比重应少于1.25，含砂率≤8%，粘度≤28S。应保证桩的垂直度，其垂直度偏差不大于1%。
2）钢筋笼的制作与安装
纵向主筋接头采用单面焊，其焊接长度为35d，但同一截面内纵筋接头面积不得超过50%；分段制作的钢筋笼，其接头应采用焊接。箍筋采用螺旋式，加强筋与纵筋采用逐点点焊，箍筋与纵筋为隔点点焊。钢筋笼外侧应采用有效措施，以保证桩的保护层厚度和钢筋笼位置对中。
3）混凝土浇灌
混凝土须具有良好的和易性，坍落度为180～220mm，水泥用量不少于360kg/m3。混凝土中含砂率为40～45%，选用中粗砂，碎石的最大粒径不大于40mm。灌注第一斗混凝土时，导管下端离孔底宜控制在300mm左右，且第一斗混凝用量应使投入后进入长度达80cm以上，在以后的灌注过程中，导管埋深不宜少于2m。保证混凝土浇注时的连续性。
2.8 桩顶冠梁施工
钻孔灌注桩施工完毕后，凿出桩头浮浆至设计桩顶标高；安装冠梁钢筋，支模，浇筑混凝土；冠梁施工必须按中华人民共和国国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》进行。
3 加强监测
围护结构的设计和施工应遵循“动态设计与信息化施工”的原则。本场地地理位置复杂，地表及地下有保护的建筑物、地下管线及地铁区间隧道盾构井，同时地质条件又较差，在施工边程中，必须建立严格的监测网，对施工全过程的基坑安全及周边环境进行严密监测。关键位置、工况应加密测点布置，加大监测频率，及时作好监测结果的综合分析和风险预测，并将结果提供给业主、施工单位、监理单位、设计单位，根据监测反馈信息、地层岩性的变化及施工条件，及时调整设计和施工，以确保基坑、周围建筑和管线的安全，具体监测项目、频率及要求等见设计图纸。
4 总结
实践证明，本工程采用桩-锚支护方案施工，没有出现任何工程质量事故和安全事故，证明了该方案设计模式是结构安全的，此外直接节省工程造价800多万元，取得了良好的社会经济效益。

参考文献：
[1]《建筑基坑支护工程规程》（DBJ/T15-20-97）
[2]左秉旭,李兆斌.排桩锚杆联合支护结构在深基坑工程中的应用[J]. 中国地质灾害与防治学报,2008(3).
[3] Srinivas Mandavili, Patnaik I.M. On an exact population model of genetically gorithm [J]. information sciences, 2003, 9: 37-67.