钢筋混凝土灌注桩与锚索复合支护技术的应用

张 红 飞

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046000)



钢筋混凝土灌注桩与锚索复合支护技术的应用

张 红 飞

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046000)

以具体工程为例，从土方开挖与基坑支护两方面，阐述了钢筋混凝土灌注桩与锚索复合支护的施工工艺，总结了施工中的注意事项及操作要点，经实践证明，采用该支护技术提高了基坑的稳定性。

灌注桩，锚索，基坑支护，土方开挖

1 工程概况

某剪力墙结构，总建筑面积27 315.33 m2，基底面积1 093.81 m2，建筑物层数为地下2层，地上23层，建筑高度为71.5 m。基础形式为钢筋混凝土筏板基础，地基处理采用C20水泥粉煤灰碎石(CFG)桩，基础挖深为8.35 m，基坑支护结构安全等级为二级，基坑侧壁安全等级为一级。

2 施工工艺

2.1 土方开挖

土方开挖采用机械大开挖施工，开挖出的土方全部外运。开挖分三次进行，第一次采用1台反铲挖掘机进行开挖，挖出的土方直接装车外运，挖到3.5 m左右，进行锚索钢梁加固、坑壁喷射混凝土施工，坑壁喷射混凝土接近尾声后进行第二次开挖，第二次再开挖7.75 m，第三次开挖桩间土，挖至坑底标高。

1)工艺流程。开挖坡度确定→机械设备的配置→合理选择开挖方法→开挖顺序→分层分段依次开挖→修边和清底。

2)开挖顺序及放坡系数。a.开挖顺序：从东北角开始向东南角挖，再从西北角向西南角挖。 首先从东北角土方开始进行清渣。混凝土支护桩和冠梁施工完后，开挖第一步3.5 m深，挖掘机回到第一步开挖起点按第一步顺行方向进行第二步开挖至7.75 m深，第三步开挖0.6 m深，开挖时不放坡，工作面0.8 m，施工人员同时做好边坡修整施工。待开挖至距槽底标高0.30 m时，由人工清槽至设计标高，出现超挖时，应用灰土进行回填处理。局部挖至桩顶后改用小挖机进行桩间土开挖，小挖机挖土余留30 cm，按图纸要求进行人工开挖，人工挖出的土连同桩间土由小挖机一并甩向挖机后方，再由大挖机二次挖掘装车运出场外。土方开挖时应注意成品保护。在挖土方过程中，应对控制桩妥善保护，并经常测量和检查是否移位。b.坡道的施工坡度1∶7，设置于基坑西南角。c.坡监测及安全防护措施：开挖过程中，要对边坡进行随时监测，发现问题及时采取相应措施。

2.2 基坑支护

1)Ⅰ段基坑支护，支护位置为基坑南边和基坑西边。

a.钢筋混凝土灌注桩采用SR200型旋挖机钻孔成孔，桩长14.5 m，桩径均为0.8 m，C30混凝土，桩中心间距1.6 m，桩顶标高为-1.35 m，内配钢筋，灌注桩嵌入冠梁100 mm，灌注桩超浇高度为0.5 m，桩头(桩顶0.5 m范围内)不设箍圈，桩施工完成后破除桩头混凝土施工冠梁。

b.冠梁：宽0.9 m，高0.6 m，沿支护桩顶采用C30混凝土周圈浇筑，内配16的钢筋。

c.支护桩间土加固喷射混凝土面层：喷射C20混凝土厚50 mm。

d.锚索：采用3φs15.2钢绞线(1860级)锚索一道，锚固体直径150 mm，入射角12°，水平间距1.6 m，锚索标高-3.35 m，锚索3φs15.2,总长为24 m，自由段长度6 m，锚固段长18 m，锚索抗拔承载力设计值380 kN，标准值300 kN，锁定值为270 kN。采用钻孔机钻孔直径150 mm，隔孔施工，注浆采用二次注浆工艺，锚固体设计强度25 MPa，张拉值取锁定值的1.1倍～1.15倍。

e.腰梁：腰梁采用22a双槽钢，腰梁与支护桩之间宜采用d12膨胀螺栓进行连接，可在桩间面层内预留1 m～1.5 m长的14钢筋，与腰梁电焊连接，双槽钢之间沿腰梁加固方向采用250 mm×200 mm×10 mm钢板连接板与槽钢双面焊接连接，在槽钢两侧设置连接板，连接板与槽钢必须满焊，水平间距800 mm。

2)Ⅱ段基坑边支护，支护位置为基坑东边和基坑北边。锚索总长为25.5 m，锚固段长18.5 m，其余内容同Ⅰ段基坑支护。

3)支护桩施工工艺流程。施工准备→测量定位→成孔→二次清孔→钢筋笼制作与安放→浇筑混凝土。

a.施工准备。平整、清理场地，材料进场，设备人员就位。统一规划泥浆池，开始施工。

b.测量定位。根据控制点按照施工图纸，测量出支护桩中心位置，并作出标记。

c.成孔。钻机就位后，先将钻机调平，使其垂直度控制在1%以内。采用泥浆护壁成孔。控制钻斗钻进和提升速度。在钻孔过程中，应控制好钻斗钻进速度，同时要求钻斗升降速度控制在0.75 m/s～0.80 m/s。处理塌孔严重问题。对塌孔现象比较严重的孔，采用5 mm厚钢板焊接5 m～8 m的护筒(按实际情况定)保护孔口塌孔，保证成孔的继续施工。

d.二次清孔。因本工程无地下水，清孔主要采用旋挖钻机。

e.钢筋笼制作与安放。钢筋笼采用现场制作，加工时主筋采用搭接焊。尽量减少钢筋接头，螺旋箍和主筋采用绑扎连接。钢筋笼安放时由人工配合吊车进行。

f.混凝土浇筑。检查成孔质量合格后应尽快浇筑混凝土。采用商品混凝土。浇筑时由导管向孔内输送混凝土，要求导管应埋入混凝土面下2 m～4 m。意外情况发生堵管或导管露出混凝土面，应提出导管清洗后重新插入混凝土面以下浇筑。混凝土浇筑高度应比设计桩顶标高高出至少0.5 m，用测深锤探测混凝土面保证桩高度，以免出现短头桩。

4)冠梁施工工艺流程。凿除桩头→整平桩顶、清洗调直桩顶钢筋→测量放线→绑扎冠梁钢筋→立模→浇筑混凝土→养护。

a.凿除桩头：在支护桩施工完毕7 d后，开挖冠梁施工作业面。支护桩桩头采用加有破碎锤的小型挖掘机进行破除，破除高度500 mm。随后由人工清理凿平桩头。b.整平桩顶、清洗调直桩顶钢筋：人工整平桩顶至冠梁底标高，调直桩顶钢筋。桩头清洗干净，保证桩体与冠梁的混凝土连接性能。c.测量放线：由测量员按照基坑支护图纸要求做好场地高程和定位测量放线工作保证冠梁标高和定位准确。d.绑扎冠梁钢筋：钢筋绑扎时应全数绑扎，不得跳绑、漏绑。局部地方采用电弧焊连接。e.立模：按照图纸尺寸安装模板，模板采用φ14 mm厚木胶合板，后背管采用钢管，后背方采用40 mm×90 mm方木加固。f.浇筑混凝土：混凝土浇筑时，应振捣密实。g.养护：混凝土浇筑完成12 h后拆模进行养护。采用的养护方法为覆盖塑料薄膜洒水，必须保证混凝土表面湿润，同时要求养护时间不少于7 d。

5)支护桩间土加固喷射混凝土面层工艺流程。基坑开挖→插入短钢筋钉→挂钢筋网片→喷射混凝土面层→养护。

a.基坑开挖：基坑要按设计要求分层开挖，严禁坑壁出现超挖和造成坑壁土体松动。b.插入短钢筋钉：支护桩间打入1 m～1.5 m长E14@1 600短钢筋钉。钢筋钉打入位置要符合实际要求。c.挂钢筋网片：在坑侧壁挂设横竖双向d6.5@200×200钢筋网片，网格允许偏差±10 mm。钢筋网片与短钢筋钉焊接连接。在桩体上设置膨胀螺栓锚入灌注桩间距1 600mm与钢筋网片焊接连接牢固。d.喷射混凝土面层：原材料：P.O32.5普通硅酸盐水泥、干净的中砂或粗砂、碎石、自来水。配合比：水泥与砂石重量比为1∶4.5；砂率45%～55%；水灰比0.4～0.45。混合料：搅拌机拌和时间不少于2 min，混合料宜随拌随用，存放时间不超过2 h。喷射前的准备工作：人工休整坡面的平整度允许偏差为±20 mm；喷射前在坑壁上设置18长为10 cm的短钢筋，用于控制混凝土面层厚度。喷射作业：分段分片依次进行，每一分段内自上而下喷射，厚度不应小于50 mm。喷射时喷头与作业面垂直，距离控制在0.6 m～1 m之间。e.养护：喷射混凝土终凝后2 h，由专人负责洒水养护，养护时间宜为3 d。

6)锚索支护施工工艺流程。钻孔→锚索组装及安放→注浆→腰梁制作→锚索张拉锁定→封锚成型。

a.钻孔：首先根据设计图纸要求，在施工作业面上定出孔位，做好标记，然后采用钻孔机钻孔，孔的直径为150 mm。钻孔深度要比锚索长度多0.5 m。b.锚索的组装及安放：组装：锚索采用3φs15.2钢绞线(1860级)，锚固体直径150 mm，入射角15°。锚索严格按照设计尺寸下料，每股长度误差不大于50 mm，按照设计要求量出自由段与锚固段长度并分别做出标记，自由段锚索满涂黄油，用支架、卡环，将3股锚索进行固定，穿d25 mm PVC塑料注浆管，自由段锚索外加d20 mm波纹塑管，并与自由段末端捆扎严实。安放：由3名工人根据成孔位置安放。c.注浆：采取常压和压力注浆两种方式，注浆全部采用纯水泥浆，水灰比控制在0.5～0.55。一次常压注浆：注浆管的出浆口插入距孔底300 mm～500 mm处，浆体自下而上连续灌注。注浆的水泥量应大于50 kg/m。二次压力注浆：待一次注浆体强度达到5 MPa后方可进行二次压力注浆；注浆管在锚固段末端1/2范围内设置注浆孔，孔间距500 mm，二次注浆压力不小于2.5 MPa，稳定压力不小于1.5 MPa，注浆用水泥量不小于80 kg/m；在注浆同时将导管匀速缓慢撤出，导管的出浆口应始终在孔中浆体表面以下。d.腰梁制作：腰梁采用22a双槽钢，腰梁与支护桩之间宜采用膨胀螺栓进行连接，可在桩间面层内预留短钢筋与腰梁连接，双槽钢之间采用缀板焊接连接。e.锚索张拉锁定：锚索张拉前，应对张拉设备进行标定。当锚固体强度大于15.0 MPa并达到设计强度的75%后方可进行张拉。取0.1～0.2轴向拉力设计值对锚索预张拉1次～2次，使杆体完全平直，各部位接触紧密。锚索预应力张拉时要求先张拉到设计值，再卸荷至1.1倍锁定值进行锁定。锚具的选择应为符合国家标准的标准构件。f.封锚成型：张拉锁定后从锚具量起，留出长5 cm～10 cm钢绞线，其余部分截去，需用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥浆注满锚垫板及锚头各部分空隙。

3 结语

该工程因开挖深度较深，项目经多方考察、论证，基坑支护采用钢筋混凝土灌注桩与锚索复合支护技术进行施工，成功解决了建筑物基坑的稳定性问题，确保了工程的安全和质量，又有良好的综合经济效益，值得推广。

On application of reinforced concrete bored piles and anchor-cable composite support

Zhang Hongfei

(ShanxiNo.3ArchitecturalEngineeringCompany,Changzhi046000,China)

Taking some projects as the examples, the paper illustrates the construction crafts of the reinforced concrete bored piles and anchor-cable composite support from the earthwork excavation and foundation pit support, and sums up the precautions and operation points in the construction, and proves by the practice that the support technique can improve the stability of the foundation pit.

bored pile, anchor-cable, foundation pit support, earthwork excavation

1009-6825(2016)20-0074-02

2016-05-06

张红飞(1976- )，男，工程师

TU473.14

A