摘要：桩锚支护是将护坡桩与土层锚杆相结合的一种支护方法，在一些施工场地狭窄、环境复杂的大型深基坑工程中得到广泛的应用。本文结合工程实例，对长螺旋压灌混凝土灌注桩和预应力锚索相结合的桩锚支护结构基坑围护体系施工技术进行了介绍，并对施工过程中所遇的难点提出处理措施，为深基坑工程的设计和施工提供重要参考。
关键词：深基坑；桩锚支护体系；长螺旋；预应力锚索；处理措施
桩锚支护作为一种支护方法，是利用土层锚杆与周围土体间的摩擦阻力来抵抗桩后土压力并维持着整个支护结构的稳定性。这种支护体系主要由围护桩、土层锚杆、腰梁和锁口梁4部分组成，在基坑地下水位较高的地方，支护桩后还有防渗堵漏的水泥土墙等，它们之间相互联系，相互影响，相互作用，形成一个有机整体。尤其适用于复杂施工场地及对工期要求严格的基坑工程。而由于受力合理，支护结构的造价较低，因此在基坑支护中得到了广泛的应用。本文就对深基坑桩锚支护体系的施工技术进行实例分析。
1 工程概况
某住宅建筑项目由地上2栋13层住宅楼和地下2层停车场构成，占地面积为29562m2，总建筑面积为57363m2，地下车库面积为24697m2；本工程基坑分为两部分，一个凹型深基坑和一个方形独立浅基坑，凹型深基坑开挖深度为11.35m、11.65m，基坑面积为17077m2，方形独立浅基坑开挖深度为6.8m，基坑面积为2600m2。
根据设计图纸，本工程支护结构为桩锚支护结构，支护桩采用长螺旋钻孔灌注桩，桩径600mm和800mm，桩间距为1.2m和1.3m，桩边距离基础筏板1.2m，根据基坑深度，6.8m基坑设计桩长为9.8m，设置一层锚索；11.35m基坑设计桩长为12.45m，设置三层锚索；11.65m基坑设计桩长为12.75m，设置3层锚索，一桩一锚，间距1.2m和1.3m，桩间土喷射细石混凝土进行二次支护，内置钢板网，钢板网规格14#@25×25，混凝土强度等级为C20。预应力锚索成孔直径为150mm，采用抗拉强度设计fpyk=1860MPa高强度低松弛钢绞线7Ф5，钢绞线的公称直径为15.2mm，锚孔注浆材料为纯水泥浆，水灰比为0.6～0.8，注浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，注浆体强度为M20。支护桩横向设置2根20b槽钢作为腰梁。
2 施工难点及处理措施
（1）该工程体量大，工期要求紧。因本工程为住宅、商业综合体，属于老百姓拆迁安置房，所以政府要求尽快投入使用，对工期要求紧。但本工程基坑周长560m，预应力锚索数量为450根。因此在施工中确保灌注桩和预应力锚索施工质量是重点。
（2）基坑旁边有永久性建筑物，图纸缺失，基础形式不明确，对基坑变形非常敏感，必须确保基坑变形小。
（3）本工程地处市中心，四周紧邻老旧房屋、商业城、军用光缆、自来水等公用设施，对基坑沉降、变形反应灵敏，鉴于此类地质和环境情况，必须做好基坑支护施工。
（4）地质勘探点布设在建筑物位置上，未进行外扩，外围锚索施工地质情况不明确，只能依据相近的勘探点进行基坑支护设计。
3 主要施工方法
3.1 长螺旋钻孔灌注桩施工
3.1.1 工艺流程
平整场地→轴线放线定位→桩点位放样→组装设备→安放钢护筒→钻孔机就位→钻至设计深度停止钻进→边提升钻杆边用混凝土泵经由内腔向孔内泵注超流态混凝土→提出钻杆放入钢筋笼→成桩→桩顶保护措施。
3.1.2 主要技术措施和要点
超流态混凝土压灌：螺旋钻钻至设计标高后，先停顿10～20S，然后再缓慢提升钻具，开动砼泵向孔内压灌砼，一边压灌混凝土一边提钻，并始终保证管内有一定高度的砼。提钻压混凝土泵送施工时，要严格控制钻杆提升速度，正常情况下，每分钟提升钻头控制在3.5m以内，确保提钻速度与混凝土浇注速度相协调。提钻杆前，要求钻杆内的混凝土高度高出地面。混凝土灌注高度宜高出桩顶标高0.5m左右。
钢筋笼的安放：利用钻机自备吊钩将钢筋笼吊起插入孔中，先用人工下放钢筋笼，最后采用振捣器放在钢筋笼上口进行振捣下放，振捣器为圆形，在振捣器下部设置3个或者5个圆形套管，用于将钢筋套住进行振捣，施工过程中用水准仪确定标高。钢筋笼应连续沉入混凝土中，如在下放过程中遇下沉阻力过大，要及时拔出钢筋笼，重新下放，保证钢筋笼的保护层厚度。
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3.2 预应力锚索施工
3.2.1 工艺流程
测量、定位→钻机就位→角度调整→接钻杆→成孔施工→拆除钻杆→安装锚索→拆除套管→压力注浆→养护→桩间土喷护→施工锚索腰梁→张拉→锚头锁定。
3.2.2 主要技术措施和要点
锚索成孔施工：在混凝土灌注桩及冠梁施工完成后7天，混凝土强度达到70%进行第一层土方开挖，主要为第一层锚索提供施工作业面，土方开挖采用岛式开挖，沿基坑周圈挖出一条6m宽的工作面，挖完后采用挖机进行钻机操作面平整，保证钻机定位准确。钻机就位对中，调准入射角度为35°，钻孔过程中要达到“准、平、稳”要求；进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆；钻进深度要求比设计深度增大0.5m～1.0m，供无法返出的残渣沉积，以确保锚索深度达到设计要求。
锚索注浆：锚索安装完，并经验收合格后，立即进行注浆，注浆分为两次注浆，具体内容如下：（1）第一次注浆。根据设计图纸要求将锚索放入孔底，为利于出浆，注浆管管口距孔底100mm～150mm。注浆材料的水灰比为0.6～0.8的纯水泥浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆。注浆时，注浆管随浆体的注入缓慢匀速拔出。等孔内的泥浆和杂质均溢出孔口，并有与注浆液类似浆液冒出，即完成第1次注浆。（2）第二次注浆。在第一次注浆结束后2小时进行第二次注浆，注浆应严格按照操作规程执行，保证浆体注满。待注浆锚固段强度达到15MPa后方可进行张拉。
桩间土喷护：根据设计图纸要求，在钢板网挂设后方可进行桩间土喷射混凝土，混凝土采用现场搅拌，强度要求为C20，水泥和砂石的重量比为1：4，水泥采用32.5级矿渣硅酸盐水泥，砂细度模数宜大于2.5，含泥量控制在5%～7%，石子粒径不宜大于15mm，否则喷射机械很难喷射完成。喷射作业待钢板网固定完成后进行，应分段分级依次进行，喷射应自上而下，从里到外，逐次增厚，总喷射厚度为50mm。
腰梁制作及张拉锚索：腰梁采用2根20b热轧槽钢进行组拼。在锚索注浆施工完后，养护15天后（水泥强度达到75%以上），方可进行锚索张拉锁定作业，张拉施工须满足下列要求：①张拉前保证垫板、锚具与锚索轴线方向垂直，同时保证千斤顶中轴线应与锚索轴线重合；②安装前应对千斤顶和压力表进行标定，并检查高压油泵的工作情况、油管的畅通情况；③张拉必须按照一定程序进行，锚索张拉顺序应考虑对临近锚索的相互影响，正式张拉前对锚索进行预张拉2次，张拉力为设计荷载的0.1～0.2倍，以保证锚索各部位接触紧密、平直，消除隐蔽变形量。张拉荷载分级逐步施加，当伸长量无变化，且油泵上压力表指针无返回现象，方可卸载到设计锁定荷载，进行锁定作业。
4 施工中所遇难点及处理措施
4.1 灌注桩钢筋笼不满足设计要求
本工程支护桩结构采用长螺旋压灌混凝土灌注桩，在施工过程中，由于该回迁安置房基础复杂，自然地面下4m以内均为杂填土，钢筋混凝土、砖基础、预制管桩等，造成桩成完孔后钢筋笼下放达不到设计要求。经设计变更，在钢筋笼未达到设计图纸要求的桩两侧进行加强处理，在该桩侧面增设1根20b槽钢，并在两侧各增设3根锚索。当锚索成孔遇压力时，钻杆难以钻进时，采用钻杆带套管施工。
4.2 局部灌注桩未施工
由于老房基础为预制管桩，基础埋设较深，地下水位较高，无法将基础全部排除，在施工过程中，部分桩位落在原有基础上，导致6根灌注桩无法施工，未施工的桩与已施工完的桩隔一跳一。经设计单位验算变更，在未施工桩的桩位上采用2根20b槽钢合抱焊接成方桩，并增加2层预应力锚索，依靠锚索的锚固力，增强支护结构稳定性。
4.3 电梯井、集水坑处支护桩不满足要求
在支护设计阶段工程设计图纸未设计，未能明确部分靠近基坑边的楼栋集水坑和电梯井位置，在施工电梯井和集水坑时，由于该部位深度较深，该部位开挖后出现流砂和部分桩未达设计标高，该部位原设计支护结构不能满足现场施工要求。经设计单位验收，采用钢管桩进行加固处理，根据集水坑和电梯井深度，钢管桩采用6m长，间距500mm，钢管采用159×6型号，从集水坑和电梯井开挖两侧各外伸2m，钢管桩施工采用螺杆空气压缩机和SL500B钻采机配合施工。钢管桩施工完成后，采用钢筋混凝土进行浇筑，让钢管连成整体，并起到挡水效果。
5 结语
综上所述，采用桩锚支护结构，使得基坑支护方便可靠，是保证基坑周边环境安全有效的措施之一。在基坑支护施工过程中，对其施工专业分包进行严格管理，现场质量监督到位，成功完成了全部支护桩和预应力锚索的施工内容，再经专业基坑监测单位每天的监测数据反馈，可见基坑及周边建筑物的各项变形均满足设计要求，因此基坑支护结构整体是安全可靠的，满足施工需求。
参考文献：
[1] 黄鸿华；刘宏昌.深基坑桩锚复合支护工程施工技术分析[J].科技传播.2011（15）
[2] 晏航宇；周琪；刘波.深基坑桩锚支护实例及监测分析[J].工程建设.2014（05）
[3] 韩杰.桩锚支护体系在深基坑支护中的设计与应用探讨[J].施工技术.2012（S2）
论文作者:莫均明
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/12
标签：基坑论文; 钻杆论文; 注浆论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 预应力论文; 工程论文; 《基层建设》2016年13期论文;