桩-锚复合支护技术在深基坑工程中的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 桩一锚复合支护技术在深基坑工程中的应用　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｓｈｏｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｉｃｋｅｔ－Ａｎｃｈｏｒ　ｉｎ　Ｄｅｅｐ—ＴｕｎｎｅＩ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　徐沪ＸＵ　Ｈｕ　摘　要：本文结合工程实例和工程地质状况，详细　长方形深基坑。本工程现场北面高、南面低，　３　深基坑支护设计方案（图　阐述了深基坑工程中水泥土搅拌桩止水，超前钢　地下室基坑开挖深度为９．５５～１　３　３５ｍ。据该　管桩，喷锚网混凝土复合支护设计方案和施工技　场地周边的情况，考虑到安全、经济的因素，　１～图４）　术工艺，并对基坑施工监测方法进行了探讨。　设计采用“搅拌桩加预应力锚索加喷锚网”方　３．１搅拌桩　沿基坑周边在基坑外侧（距地下室边线　关键词：桩一锚复合支护：钢管桩：深基坑；监测　案，并采用超前管桩控制周边变形。　２．２工程地质状况　１．２ｍ）布置单排搅拌桩，０５００搅拌桩，桩距　中图分类号：ＴＵ７５３．８　根据钻探揭露，场区地层主要由杂填　３５Ｏｍｍ。　文献标识码：Ｂ　土、残积层及白垩系沉积岩组成，各岩土层　３．２超前钢管桩　文章编号：１　００８—０４２２（２００８）０８—０１　９９—０３　工程性质如下：　在基坑垂直开挖段采用钢管桩进行超　杂填土层（填土）：杂色，稍经压实，湿；　前支护，超前微型桩用钻机成０１５Ｏ的孔，　１　前言　由砂土、碎砖块等组成，层厚Ｏ．９Ｏ～２　３０ｍ。　成孔垂直偏差不大干１％，成孔间距为　水泥土搅拌桩止水、超前钢管桩、喷锚　残积层：主要为风化残积而成的粉质粘土，　１２００／１０００／８００。在相应孔内设０　１　１４　Ｘ　３的　网混凝土加固支护结合是一种复合的支护方　根据其软硬度可分为两层；①粉质粘土：红　钢管，钢管桩孔内灌注Ｍ２５的水泥砂浆，注　式。水泥土搅拌桩止水是通过相邻水泥土桩　褐色，可塑，粘性较好，层厚３．８Ｏ～８．２０ｍ。　浆压力为Ｏ．５～１．ＯＭＰａ。二次补浆，用水泥　搭接而成，超前钢管桩是通过对水泥土搅拌　②粉质粘土：红褐色，硬塑，局部坚硬状，粘　砂浆收缩部分填满。　桩的补强，增加其支护的强度及抗剪强度，两　性差至一般。层厚５．５Ｏ～１２．１Ｏｍ。　３．３锚杆（锚索）及锚喷网　者结合作为超前支护的一种措施，解决基坑　白垩系沉积岩：根据其风化程度可分为　锚杆采用ＨＲＢ３３５钢筋，成孔直径　四周土体的自立性，形成隔水帷幕。在深基坑　三个风化带：①强风化岩带：红褐色；岩性主　１３Ｏｍｍ：锚索采用２　Ｘ　７０５的钢绞线，锚索　中应用，其优越性得到充分发挥，不仅施工周　要为砾岩，局部为泥岩或粉砂岩，岩石风化　成孔直径为１　５Ｏｍｍ；成孔灌注Ｍ２５水泥　期短，而且保证基坑及周边建筑安全。　强烈，手可捏碎，层厚Ｏ　５Ｏ～５．３０ｍ。②中风　浆，注浆体强度不低于２０ＭＰａ，注浆压力为　化岩带：红褐色，主要为砾岩、粉砂岩、岩芯　Ｏ．５～１．ＯＭＰａ。腰梁Ｃ２５混凝土浇筑，面设　２　工程概况及工程地质状况　呈柱状、碎块状，层厚Ｏ．７Ｏ～５．７Ｏｍ。③微风　钢垫板２００Ｘ　２００Ｘ２０。　２．１工程概况　化岩带：红褐色，岩性主要为砾岩、粉砂岩，　钢筋网采用０８＠２００　Ｘ２００，加强钢筋　湖南湘潭市某建筑三面临路，一面靠近　层厚２．Ｏ６～４．５４ｍ。　采用０２Ｏ。钢筋网０８钢筋采用绑扎连接，　建筑物，场地狭窄；占地面积为１２００ｍｚ，地下　场地内含水层主要为第四系孔隙水及　加强钢筋及加强段与锚杆的连接采用焊接，　室２层，地上２３层，钢筋混凝土框架结构，建　深层基岩裂隙水，稳定地下水位为４．３Ｏ～　挂网喷射砼厚为１ＯＯｍｍ，砼强度为Ｃ２０。各　筑面积共２５３００ｍ　，地下室为３０　Ｘ　４０ｍ的　９．５０ｍ，含水量较小。　剖面做法见表１：　表１　作者简介：徐沪（１９６８一），男，上海人，湖南省湘潭市建设工程质量监督站工程师，从事建筑工程质量监督检测工作。　１９９　维普资讯 http://www.cqvip.com ４基坑支护施工　４．１施工流程　施工准备一测量放线一搅拌桩一超前钢管桩一土方开挖、土钉锚杆、锚索　４．２深层搅拌桩施工　本工程搅拌桩施工采用两搅两喷。　４ｌ　２＿１搅拌桩施工顺序　放线一施工机械就位一桩杆的垂直度一配制水泥浆一预拌下沉至设计　深度并喷浆提升一重复喷浆搅拌下沉一再搅拌喷浆提升至孔口一完成移机　４．２．２搅拌桩施工参数　施工前，做工艺试桩，确定各项目施工技术参数，灰浆的水灰比、外加剂　图１　基坑支护剖面图　图２　单排搅拌桩加钢管桩大样　＾＿　／巾３曩２００×２００　ＩＪ，Ｉ＇Ｔ－　堡　塑：　。：　２ｘ审２０　．　强ｊｇｉ与锚杆焊・　墨＃　・　・ｒ？　．　．ｆ‘－ｒ霸；．～露　《　　置生：牮舌　一－’　Ｅ　望蕉苤垡　－。　：：　喷射混凝土　　．／　一　图３　锚杆与喷层混凝土连接示意图　Ｖ　，／　，　■１桩长及闻距详见制面圈　Ｈ　：芷　Ⅱ－，Ｖ…　…’　’　耍　搅拌桩　，‘　１‘ｎ　铜铤桓２００　ｘ　２００　ｘ　２ｃ　ｊｒ　ｇ　一　●，　—　　’｜　量　＼　量羹ＹＬ　用￣２５混凝土浇灌　压顷ｊＩ与＾喷屡搭接耍苗毛　图４腰梁ＹＬ与搅拌桩连接示意图　掺量的配方、搅拌机的转速和提升速度、灰浆泵的压力，输浆量等。水泥浆的　水灰比为１：２，施工时宜用流量泵控制输浆速度，注浆泵出口压力应保持在　０．５～０。６ＭＰａ，输浆速度应保持常量。搅拌桩机架安装应水平，导向塔的垂　直偏差不得超过１％。　４．２－３浆液制作　选用木钙作为分散早强剂，掺入量经试验而定，暂定为水泥用量的１％，　并注意不同批次、牌号的水泥不得混合堆放和混用。制浆时，应按每条桩的需　要，一次配足浆液，以保证桩掺合比的稳定性和充分浆量。禁止在搅拌桩机用　浆过程时，直接向浆池中添加水泥和清水。在制桩过程中，不应停止搅拌浆液。　４＿２＿４施工方法　桩机对中、整平。桩机机架安装应水平，导向塔垂直偏差不得超过１％，　桩位偏差不得大于５Ｏｍｍ，桩径偏差不得大于４％。密切观察已配制的浆液　是否足够，禁止在制桩过程中上料。地表以下１　ｍ深度范围内，必须用慢速钻　进。制桩完毕后，观察浆池内是否有剩余的浆液，如剩余的浆液过多，须重新　沉钻喷浆搅拌。喷射到达桩顶设计标高，停止提升，搅拌数秒，保证桩头均匀　密实。桩与桩搭接时间间隔不应大于２４ｈ，如果间隔太长，搭接质量无保证　时，采用局部补桩或注浆措施。　４－２＿６桩的搭接技术　搅拌桩搭接包括桩间搭接和接桩搭接。时间搭接是构成整体支护的各　个桩体在不同方向的径向连结；接桩搭接是施工中因故障中断制桩，对桩体　本身的连接。接桩要求：上次制桩完毕到下次施工的最大间歇时间为：砂层　８ｈ，砂土层１２ｈ，粘土层２４ｈ。如大于时，按以下两种情况处理：①因工序必须　超时，在被搭接的桩施工完毕后的３～８ｈ，搭接桩位用清水钻清，除去搭接接　桩位上的固结料，便于搭接桩的施工；②因其他故障时，紧贴搭接桩的边缘　施工搭接桩，搭接桩施工完工的３～８ｈ以内，在两桩的桩心距中间部位，以　ＣＤ２５０的刮刀钻头钻一个／Ｊ＼ＴＬ，用０．６水灰比的水泥自下向上注浆至桩顶，　使之胶结连接。　４３超前钢管桩施工　成孔一插入钢管一压力注浆。钻至设计深度后，清理孔内残渣，做好清孔　工作。将加工ＣＤ１１４钢管移至已成孔的孔位中，并把钢管放至设计深度。微型　钢管桩施工的关键工序是封堵口和压力灌浆，一定要按设计要求严格控制注　浆压力和注浆量。钢管桩孔内灌注Ｍ２５的水泥砂浆，注浆压力约为０．５～　１．０ＭＰａ。封堵孔口用注浆布袋，并严格保证质量封死孔口。用注浆管插入微　型钢管桩孔底部，连接注浆泵，准备注浆。并确保其压力注浆符合质量要求。　４－４锚杆或锚索施工　锚杆、预应力锚索施ＴＩＮ序：土方开挖、锚杆及喷锚网施工流程：土方开　挖一初喷砼一造孔一锚杆制作及安装一注浆一铺设钢筋网一焊接加强筋一　喷射砼一腰梁施工一张拉施工一养护。　维普资讯 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４．４．１锚杆（土锚杆）施工　喷锚施工自上而下分层边开挖边施工，　水平方向的施工执行分段跳挖的原则。第一　的７０％后，才进行张拉和施工下一层。　４．５挂钢筋网喷射混凝土　开挖修正边坡一喷射第一层５０ｍｍ厚　混凝土一安设锚杆（包括钻孔、插筋、注浆　等）一绑扎、固定钢筋网、留搭接筋、设置加　强筋一喷射第二层５０ｍｍ厚混凝土一腰梁　施工一张拉锚索一挖第二层土方，重复施工　至基底标高一设置坡项、底排水。　喷射作业紧跟开挖工作面时，混凝土终　凝到下一循环作业时间不得小于３ｈ。等锚杆　５．３沉降监测　基准高程控制点必须设在非沉降影响区，并　在沿基坑周边每２０ｍ各布置一个沉降观测　次开挖至第一排锚杆位置以下５Ｏｃｍ外，其　余开挖深度与锚杆垂直间距相同，不得超　点，形成一个高程控制观测网，对周边环境进　行沉降监测。采用水准仪按水准测量方法施　测，用中丝读数进行闭合观测。土方开挖过程　中，每天应对各测点进行１～２次的沉降观　测，观测应在标志稳定的情况下才能进行。　５．４裂缝监测　挖，并及时做好喷锚网混凝土施工，待其混　凝土强度大于设计等级７０％时才进行下一　层开挖。锚杆的施工顺序：钻孔一锚杆杆件　的组装与安放一注浆。　４＿４．１．１钻孔：施工前先喷一层混凝土。　施工过程应密切监测场外地面有否出现　根据设计定出孔位。钻机就位平稳，导杆、钻　机立轴与锚杆倾角一致，并在同一轴线上。　施工时，掌握合理钻进参数、速度，防止埋　钻、卡钻等孔内事故。钻孔深度比设计长　０．５～１．０ｍ。成孔后，用清水把孔底沉渣冲洗　干净，直至也口返回清水为止。　４．４．１　Ｉ２土锚杆安装：锚杆钢筋应顺直，　没有生锈现象。孔深允许偏差４－５０ｍｍ，孔　位４－１００ｍｍｉ成孔倾角偏差４－３度；锚杆钻　孔的孔径误差不大于４－１０ｍｍ。　４４．１．３注浆：注浆前，清除孔中的泥浆　至清水流出。浆液搅拌均匀，随搅随用，浆液　应在初凝前用完。采用砂浆泵将浆液经压浆　泵输送至孔底，待孔口溢出浆液或排气管停　止排气时，可停止注浆。注水泥浆时，注浆压　力为０　５～１．０ＭＰａ，边灌注边拔出注浆管。　注浆时应随时控制注浆管，待浆液溢出孔口　时全部拔出。　４．４Ｉ２预应力锚索施工　４Ｉ４．２．１制作与安装：锚索采用２　Ｘ　７中５　的钢绞线，应除锈除污，自由段钢绞线抹黄　油。锚固架线环与紧箍环每个１　ｍ间隔设置，　保证钢绞线顺直。安装锚杆杆体时，应防止　杆体扭曲、压弯，注浆管随锚杆一起放入孔　内，管端距孔底为５０～１００ｍｍ，杆体放入角　度与钻孔倾斜角保持一致，安好后杆体应处　于钻孔中心。　４＿４＿２　２锚索张拉试验内容：验证锚墩尺　寸和腰梁截面尺寸，锚索极限锚固力试验。　４．４　２．３施工方法：钻孔一安装锚索前用　０　３ＭＰａ清水及高压空气将孔内清洗至清水　流出一注浆一锚杆的张拉锁定。当锚固体及　腰梁龄期达到要求时，进行锚杆张拉，张拉应　按对称位置跳格张拉，按设计要求定出上、下　层锚杆锁定力。张拉锁守过程，千斤顶油压泵　加卸载应平稳均匀进行，禁止骤然猛降而损　坏锚固力。待砂浆及压顶梁砼达到设计强度　施工完成后，安装钢筋网ｉ喷射混凝土时，喷　裂缝，若发现裂缝，应严格监测其发展变化，　头与喷面应垂直，并保持６００～１Ｏ００ｍｍ的　并及时用水泥浆封闭裂缝以防地面水渗入。　距离。喷射时控制好水灰比０＿４～０．５，并保　５．５水位监测　持混凝土表面平整、湿润光泽，无干斑及滑　在基坑底和基坑面设监测点，每天进行　移流淌现象。砼厚度为１００ｍｍ，分两层进行　水位监测。　基坑变形观测，一是监测地面下沉值，　喷射，每层５０ｍｍ。钢筋网在喷射第一层混　二是监测水平位移值，现场监控测量对喷锚　凝土后铺设，支护面上下段的钢筋网搭接长　网支护技术尤为重要，掌握边坡的稳定安全　度为３００ｍｍ，加强筋采用焊接，锚杆与加强　程度，提供准确数据信息，以便设计和施工　筋焊接牢固。钢筋网与土层锚杆装置要连接　方案的改良，达到设计和施工最优化，确保　牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动。分层喷　深基坑支护的稳定可靠性。共观测２８次，四　射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后　个角点的最大位移分别为７ｍｍ、６ｍｍ、　进行。喷射作业时分段进行，同一段内赜射　５ｍｍ、９ｍｍ，基坑复合支护结构稳定安全可　顺序应自下而上进行。　靠，基坑未发生涌水和坑底隆起等现象，深　４．６腰梁施工　基坑附近道路未发现裂缝现象，说明该支护　腰梁施工顺序：安装腰梁模板一安装腰　方案的设计及施工符合质量安全要求，达到　梁钢筋一腰梁砼浇筑一腰梁养护一拆除腰　有关标准。　梁模板。　第二次喷射混凝土施工完进行腰梁施　６　结语　工，腰梁混凝土浇筑前要凿清喷射砼表面并　综上所述，本工程深基坑支护，采用水　冲洗干净。腰梁浇筑前要将模板及砼面淋水　泥土搅拌桩加超前钢管桩补强、喷锚网混凝　湿润，混凝土振捣应密实，储水养护，待砼浇　土加固结合支护。该技术根据开挖深度的不　筑完７ｄ后才拆模。　同及基坑四周环境建筑物不同，采取不同的　水泥土搅拌桩、钢管加强桩、锚杆及锚索、喷　５　基坑监测　射混凝土钢丝网、腰梁等相结合的联合支　本工程为长方形深基坑，基坑监测点取　护，施工技术成熟，施工周期短、经济可靠，　四个角点，并在施工过程中做好施工监测。　并能保证基坑及周边建筑的安全，在深基坑　５．１检测项目　的支护设计及施工得到广泛应用。　主要有土体侧向位移，基坑顶面和沉降　量和水平位移，Ｉ临近建筑物沉降、倾斜，周边　参考文献：　道路沉降和位移，地面沉降，地下水位。　…黄武，李勋晖．基坑支护结构土压力与抗力研究　５．２位移监测　【Ｊ】．山西建筑，２００７，３３．　基；隹点须设于变形区以外的稳定地点，　【２】建筑地基与基础设计规范．（ＧＢ５０Ｏ７—２００１）　【Ｓ】．北京：中国建筑工业出版社，２００１　观测点沿基坑周边布置，采用经纬仪观测法　【３】锚杆喷射混凝土支护技术规范．（ＧＢ５００８６　测角度，钢尺测量距离的方法进行支护结构　２００１）北京：中国建筑工业出版社，２００１．　的顶部总位移监测。基坑开挖过程中每天观　【４】基坑土钉支护技术规程（ＣＥＣＳ９６１　９７）北京：中　测一次，测定其垂直偏移量。　国建筑工业出版社．　，　２０１