河北中核岩土工程有限责任公司 河北省石家庄 050000
摘要：近十来年国家建设迅速发展，空间狭小的问题愈加突出，基坑工程受到了人们前所未有的重视。基坑目前呈现出开挖深、规模大、环境复杂和控制要求高的特点。旋喷锚索+支护桩作为一种联合支护形式得到了广泛的应用，具有控制变形小、运用灵活、施工方便等特点。本文结合某核电泵房深基坑实际工程情况，通过基坑监测数据验证了旋喷锚索在软基中的应用达到了良好效果，有效的发挥了锚固力，限制了基坑的开挖变形。
关键词：桩锚支护；旋喷锚索；基坑监测
软土地基深大基坑支护施工中，旋喷锚索+支护桩联合支护被广泛应用。桩锚支护共同组成一个受力体系，共同抵御基坑周边土体的变形，这种有效的组合使各自的性能得到了较好的发挥，此种支护结构具有经济合理、安全可靠、质量稳定等特点。
1 原理及特点
1.1旋喷锚索的原理
旋喷锚索采用高压流体在锚孔底部按照设计长度对土体进行喷射切割扩孔并灌注水泥浆或水泥砂浆，形成直径较大的圆柱状注浆体的锚索，将受拉杆件的一端固定于土体中，另一端与工程结构物相联接，以承受由于土压力、水压力或其他外力施加于结构物的推力或上举力，从而利用土体的内在抗力维持结构物的稳定。
1.2桩锚结构的特点
桩锚结构是通过给后方土体施加一个应力，提高后方土体的稳定性，此结构大幅度的减小桩身的内力，能明显提高土体的抗倾覆、抗滑移能力以及抗变形能力，减小土体的侧向变形，增强整体稳定。该支护形式施工工艺成熟，质量易于保证；与开挖工作可并行施工，能提供较宽敞的工作空间，便于地下结构施工。
2施工工艺流程
2.1支护桩施工工艺流程
桩位放样→埋设护筒→桩机就位→桩机试运转，泥浆制备→成孔作业→清孔→钢筋笼制作，下放钢筋笼→二次清孔→灌注混凝土。
2.2旋喷锚索施工工艺流程
测量定位（钢绞线制作）→自由端成孔→锚固段水切成孔→锚固段喷浆回升→下放钢绞线→孔底灌浆→养护（制作腰梁）→张拉锁定。
3 工程实例
3.1工程概况
某核电泵房基坑支护范围南北长约130m，东西宽约123m，深约32m。泵房地段基岩埋深变化大，北部最深达到56m，南部基坑底部（-21m）局部地段可见到基岩，南北方向高差达 35m。基坑支护和防渗工程安全及应急处理等级为一级。
3.2地质及水文情况
根据勘察资料，该项目施工范围内地层及岩性描述如下：
（1）人工填土：粒径大小不均的块石回填，局部粘性土和砂砾充填，层厚12～14m。
（2）海相沉积层
粘土：该层土含水量变化不同，为粘土与淤泥质粘土互层，土质较均匀。层厚2.90～14.00m。
粉质粘土：层厚1.00～10.10m；在基坑范围内广泛分布。
含粘性土中砂：层厚0.70～4.40m，呈透镜体分布。
（3）冲海积层
粘土：该层在基坑范围内大部分地段存在。层厚1.80～10.00m。
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粉质粘土：该层主要在基坑范围内中部基岩埋深较大的地段存在。层厚3.60～24.40m。
（4）坡、残积层
含砾粉质粘土：该层在基坑范围内大部分地段存在，厚薄变化较大，一般随下伏基岩面而变化，层厚0.80～17.00m。
（5）基岩：勘察区揭露地层岩性主要为英安流纹质熔结凝灰岩、凝灰质砂岩、安山玄武岩。英安流纹质熔结凝灰岩为本场地的主要岩性。其余两种分布在基坑范围内的西部和东北部。
勘察区域地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水，地下水稳定水位标高为+0.63～+2.08m。靠近海边钻孔水位随海水涨落潮产生波动，波动幅度2.68～0.1m，向南逐渐衰减。
3．3 深基坑设计方案
基坑范围内分布有达13～17m的软塑淤泥质土和粉质粘土层，压缩性高，物理力学指标差，为基坑支护和开挖带来了很大困难，该基坑具有开挖面积大、深度大、水位高、回填层和软土层厚等特点给基坑开挖带来了很大的风险，结合地区经验，综合考虑安全性、施工方便性等因素，该基坑选用了外围冲孔灌注桩止水帷幕，基坑周边放坡+桩锚+重力挡墙，基坑内为桩锚结构的支护方案。止水帷幕防止外部水源向基坑内渗透；坡顶放坡卸载、分级开挖卸载等手段，减少了作用在支护桩上的主动土压力。该支护形式施工工艺成熟，质量易于保证，安全性能好；与开挖工作可并行施工，能提供较宽敞的工作空间，便于地下结构施工。
由于基坑周边部分存在深厚的软塑—可塑状软土层，侧摩阻力小，只有通过增加锚固段长度、增大锚固段直径，提高锚固体与土体之间的摩擦力，来满足抗拔力的要求，因此在此区域采用了旋喷扩大头锚索。
3．4 施工工艺参数
3.4.1支护桩规格及工艺参数
该工程选用了桩径1000mm，混凝土强度C30的支护桩。桩长控制标准为进入中风化基岩2m或最大桩长38m。
3.4.2旋喷锚索工艺参数
现场螺旋钻头采用了￠170mm；套管选用外径￠146mm，内径￠130mm规格；喷嘴直径选用￠2.6mm；水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，喷浆过程水灰比为0.8，注浆为0.5。转速、提速、压力等各项参数按照设计参数执行。
3.4.3旋喷锚索主要施工设备机具
XP-20型履带式锚杆钻机；XPB-90D型高压注浆泵；G90SDY型空压机；YCW650型穿心千斤顶；BYT500型锚头挤压机；壁厚8mm￠146mm型钢套管；￠170mm型螺旋钻头。
3.5桩锚结构方案实施的效果
该基坑周边设置了15个深层水平位移监测点，18个地表沉降观测点，33个锚力计检测点。基坑坡顶土体水平位移监测点最大位移量累计值为65.3mm，地表沉降最大累计值为36.5mm，日最大变化速率值均小于3mm/d，支护桩深层水平位移沿桩身全长布置检测，最大位移量均发生在桩体中部，最大累计值为44.6mm，监测数据显示，最大水平位移在基坑开挖完成后趋于稳定。锚力计监测锚索应力变化稳定，均在设计值70%～110%范围内。
本工程采用的旋喷锚索桩锚支护结构，整体稳定，有效的保证了基坑的安全及对周边环境安全的影响，达到了基坑内干作业的条件，确保了后续工程的顺利进行。
4结语
旋喷锚索通过扩孔工艺增大了锚固体直径，提高了锚固体与土体之间的接触面积，进而增大了锚索与土体之间的摩擦力，提高了锚索的抗拔力。支护桩作为刚性支挡结构，具有易控制水平变形的优点，同时能够起到抗深层滑动的作用。旋喷锚索+支护桩支护体系在软基深基坑施工中得到了很好的应用，控制了深基坑的变形，实现了基坑安全稳定的目的，类似工程可以借鉴参考。
参考文献：
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[2] JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》
[3] GB50497--2009《建筑基坑工程监测技术规范》
[3] JGJ/T282-2012《高压喷射扩大头锚杆技术规程》
[4] 中国土木工程学会土力学及岩土工程分会 深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社.2012
论文作者:陈立璞
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第23期
论文发表时间:2018/2/26
标签：基坑论文; 锚固论文; 基岩论文; 粘土论文; 范围内论文; 结构论文; 工程论文; 《建筑科技》2017年第23期论文;