预应力锚索与钻孔咬合桩结合在深基坑支护中的应用

■谭力良

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司 广东深圳 518172）

预应力锚索与钻孔咬合桩结合在深基坑支护中的应用

■谭力良

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司 广东深圳 518172）

预应力锚索与钻孔咬合桩结合的桩锚支护形式既能有效解决强透水层复杂地质条件的深基坑工程，又能保证支护体系的稳定性要求。通过工程案例论述预应力锚索与钻孔咬合桩结合的深基坑支护形式选型、技术要点，为其在深基坑支护工程应用提供经验。

预应力锚索 钻孔咬合桩深基坑支护

1 工程概况

拟建场地位于深圳市罗湖区，建筑物高度约100m，基坑周长约570m，开挖面积约18000m2，场地基坑开挖深度为14.5m。基坑等级根据基坑的规模、地质条件、周边建筑物情况及破坏后果，参考深圳地区标准规范，基坑支护安全等级定为一级。

2 场地周边环境及地质条件

2.1 工程地质地质条件复杂

从地表下依次为素填土层（厚0.6～3.4m）、有机质土层（厚0.4～3.0m）、冲洪积粘土层 （厚1.0～4.9m）、含卵石砾砂层 （厚0.20～2.50m）、残积粘土层（层厚1.70～15.00m）及全风化～强风化混合岩。基坑影响范围内填土层、有机质土层及卵石砾砂层层对基坑安全极为不利。地层中卵石砾砂层的具有较强的透水性，为保证基坑安全及周边建（构）筑物的安全，有效的止水帷幕必不可少。

2.2 基坑周边环境复杂

基坑西南侧为市政道路，车流量均较大。东侧为4～7层建筑物（中间间隔一条水泥路），其基础形式为沉管灌注桩，北侧为1～2层建筑物（中间间隔一条简易水泥路），基础形式不详。基坑东南西侧市政道路上均分布有各种地下管线，管线情况非常复杂，对基坑变形控制要求较高。

3 基坑支护形式选型

场地基坑开挖时基本无放坡空间，只能垂直开挖。基坑开挖深度14.5m，周边环境复杂，对基坑变形控制要求较高。故在本场地内采用的支护方法主要有内支撑法、双排桩和桩锚法。由于基坑开挖面积大，纵向跨度最小190m、横向跨度最小100m，若采用内支撑，支撑长度较大，大大削弱支撑的刚度，不利于控制基坑变形。且采用内支撑形式对后续桩基础施工及土方开挖都有较大影响，会大大加长施工工期。而双排桩支护形式由于基坑较深，所需支护桩长度较大，大大增加了工程造价，且双排桩结构对于控制基坑水平位移效果不是很理想。因此，无论从安全性方面，还是从工期及经济性方面综合考虑采用“排桩+锚索”的支护形式，既安全又经济，且对后续施工无影响。

针对本场地的地质特点，支护桩可供选择的有咬合桩、地下连续墙、旋挖桩（桩间旋喷）。从支护和止水的施工可行性方面来说，三种桩型都是可行的。但咬合桩和地下连续墙相比旋挖桩（桩间旋喷）而言，明显成本偏高，而且施工工期较长，因此，在达到相同工程效果的前提下，成本相对较低的旋挖桩（桩间旋喷止水）是支护桩的首先。

综上所述，基坑具体的支护形式采用“排桩+锚索”的支护，排桩采用直径D1200旋挖桩 （桩间采用D1200三管高压旋喷桩止水），桩间距2.0m，为控制基坑变形，布设3排预应力锚索。

4 基坑止水方案选型

根据场地的土层情况，水泥搅拌桩施工穿透含卵石砾砂层及下部的残积土层较困难，且水泥搅拌桩在基坑下部易产生 “开叉”现象，止水效果不好，因此，排除了水泥搅拌。根据支护桩的桩型，咬合桩和桩间旋喷止水帷幕都是可行的，但咬合桩成本较高，且施工工期较长，因此，选用桩间旋喷止水帷幕，为确保旋喷效果，采用三管高压旋喷桩作桩间止水帷幕。

5 关键施工工艺的技术要求

5.1 钻孔桩施工技术要求

（1）旋挖桩施工除应保证设计的桩长、桩径、混凝土强度等级外，施工允许偏差应符合规范要求。

（2）旋挖桩施工不得相邻两桩同时成孔，只有待相邻桩浇注混凝土达到50%强度后方可成孔施工。

（3）成孔机械就位平整稳固，采用泥浆护壁法施工时，钻孔前应埋设桩顶护筒。护筒直径比钻头直径大150mm，埋入土中深度根据土质确定，护筒中心与桩位中心的允许偏差为50mm。

（4）浇注混凝土应连续施工，应严格按照浇注水下混凝土的有关规定施工。

5.2 三管高压旋喷桩施工技术要求

（1）三管旋喷，三管法使用的水压力宜大于32MPa，水泥采用P. 0.42.5R普通硅酸盐水泥，水泥浆液流的压力宜大于1MPa，气流压力宜取0.7MPa，提升速度可取0.1～0.2m/min。孔位偏差<100mm，垂直度偏差<1%。

（2）当喷射注浆管贯入土中时，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。提升喷射管时，由下而上喷射注浆，喷射管分别提升的搭接长度不得小于100mm，喷嘴提升速度10cm/min。

（3）高压喷射注浆完毕，应迅速拔出喷射管，为防止浆液凝固收缩影响桩顶标高，必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。

（4）旋喷桩施工时，为把对周边建筑物的影响降至最低，应隔孔施工，同时加强对周边建筑物监测。

5.3 预应力锚索施工技术要求

（1）锚索钢绞线采用强度为1860MPa的低松弛高强钢绞线，预应力锚索下料长度允许误差为50mm，进孔前除去油污、除锈并进行防腐处理。

（2）预应力锚索成孔宜采用套管跟管钻进工艺。锚索成孔直径不小于150mm，倾角20°，孔位允许偏差为水平方向100mm，垂直方向50mm，预应力锚索钻孔倾斜度允许偏差为3%。

（3）锚索注浆液采用水泥净浆，水泥采用P.O.42.5R普硅水泥，水灰比0.45～0.50，加适量早强剂，设计强度不小于M30。

（4）锚索注浆采用二次高压注浆工艺：第一次注浆在套管内自孔底向外注浆，边注浆边拔套管，至孔口冒浓浆后完成；第二次注浆为高压注浆，利用预留注浆管，待第一次注浆体初凝之后，进行压力注浆，二次注浆时间应根据注浆工艺通过试验确定。

（5）锚固体强度达到设计强度80%后方可进行张拉锁定。每根锚索均应按设计拉力的1.1倍进行预张拉，锚索设计轴向拉力值及锁定值详见图纸。张拉按相关规范要求进行。

6 结论

根据基坑监测报告显示，基坑变形在施工期间是正常稳定的，本基坑的支护设计和施工是安全合理的。针对基坑平面较大且周边区域狭窄，采用预应力锚索与钻孔桩结合的基坑支护形式，既能满足基坑安全稳定要求，又能节省造价。

[1]刘国彬，王卫东.基坑工程手册 [M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]李军豪.钻孔咬合桩施工工艺及常见问题处理 [J].建筑技术开发，2012（3）.

U443.15+4[文献码]B

1000-405X（2015）-11-390-1