无腰梁锚索支护结构的施工

龚小东

中天西北建设投资集团有限公司 陕西 西安 710065

在深基坑施工中，传统锚拉支护结构需要设置多道腰梁，在无肥槽基坑施工中，受到场地条件及土方开挖施工质量的影响，支护结构腰梁占用地库外墙位置的情形时有发生，影响地库外墙施工。同时，腰梁施工需采用大量型钢，施工复杂且不经济。采用无腰梁锚索支护结构可有效解决基坑有限空间的施工难题，且施工便捷、节约工期、经济性好，能有效保障基坑安全，具有较好的应用价值[1]。

1 工程概况

拟建场地位于西安市繁华街区，基坑深度13.0 m、15.0 m，局部18.6 m（坑中坑）。基坑北侧为相邻项目基坑，基坑深度约15.1 m，与此次支护的基坑深度相当。基坑东侧为项目一期地下车库，车库埋深由南往北为5.0～5.9 m。基坑南侧红线外拟搭设临建。基坑西侧靠近市政道路。地面标高在379.95～380.88 m之间，场地较平坦，略有起伏。

2 工程地质水文条件

本场地基坑支护影响范围内土层依次为：①填土、②黄土状土（粉质黏土）、③黄土状土（粉质黏土）、④细砂（局部夹粉质黏土④1薄层或透镜体）、⑤中粗砂、⑥粉质黏土（局部夹粉土薄层或透镜体）、⑦中砂。

地下水稳定水位埋深为14.50～15.70 m，相应的水位标高为364.45～365.88 m，为地表潜水。

3 基坑支护设计方案

土层计算参数见表1。

表1 土层计算参数

设计荷载：基坑顶部2 m范围内严禁堆载，2 m范围外限载15 kPa；相邻小区道路荷载按25 kPa考虑，主干道及施工道路荷载按照35 kPa考虑，相邻建筑物荷载每层按15 kPa考虑。基坑侧壁安全等级按一级设计，基坑侧壁重要性系数为1.1。

根据场地条件，采用分段支护措施，如表2所示。

表2 支护结构分段设计概况

支护结构平面如图1所示，支护结构剖面如图2所示。

图1 支护结构平面

图2 支护结构剖面

因场地条件所限，该基坑采用无肥槽施工，支护桩采用钻孔灌注桩，桩径700 mm，采用无腰梁锚索锁定支护桩[2]。锚索锁定与锚头构造如图3所示。

4 主要施工工艺及措施

4.1 支护桩及锚索施工

1）先进行支护桩施工，支护桩强度达到设计要求后进行土方开挖，土方开挖至锚索以下0.5 m处进行锚索施工，锚索采用旋喷自带钢绞线施工工艺，张拉锚索时桩身强度需达到15 MPa以上。

图3 锚索锁定与锚头构造

2）支护桩及锚索施工顺序为：支护桩施工→冠梁部位开挖→冠梁施工→第1层土方开挖→第1层锚索施工→第1层双向支座安装、锁定→第2层土方开挖→第2层锚索施工→第2层双向支座安装、锁定→土方开挖→依次循环直至挖至坑底设计标高。

3）首次锁定时，对锁定于同一双向支座的钢绞线应对称锁定；单根钢绞线锁定力按其强度值的0.6倍施加。二次锁定时，对安装在相邻2个双向支座上与同一根锚索的钢绞线进行对称锁定，锁定值取锚索轴向拉力标准值的0.85倍（图4）。

图4 双向支座（无腰梁）锁定

4.2 土钉墙施工

1）土方开挖应与土钉施工紧密配合分段分层进行，超挖深度不得大于0.5 m。

2）土钉可采用机械成孔，土钉孔采用32.5R水泥浆灌注，水灰比0.5，重力注浆。

3）面板采用厚80 mm的C20喷射混凝土，并根据图纸要求设置排水孔。

4）土钉墙施工工序为：土方开挖→边坡修整→土钉、锚杆成孔→土钉钢筋制作及安放→孔内注浆→补浆→面层钢筋网铺设→设置排水孔→面层喷射混凝土→洒水养护。

4.3 排、泄水措施

基坑上口设置不少于1.0 m水平护顶，坑壁设置排水孔。

5 基坑变形监测

5.1 监测要求及监测点布置

1）对基坑边坡坡顶及降水影响范围内建筑物进行变形监测。主要监测内容为：基坑坡顶水平位移观测，坡顶地面、相邻建筑物沉降观测。

2）沿基坑四周坡顶设置水平位移观测点，相邻观测点间距不大于20 m。基坑周边共设置位移监测点23个。

3）土方开挖期间每周观测2次，支护施工完毕后至基坑回填期间每周至少观测1次，位移速度快、位移量大时增加监测频次。

4）基坑坡顶水平位移控制值30 mm，预警值25 mm。基坑顶部沉降控制值20 mm，预警值为累计沉降值达15 mm、变形速度超过2 mm/d或建筑物整体倾斜速度连续3 d大于0.000 1H（H为建筑高度）。

5.2 监测结果分析

基坑历时11个月，采用DINI03型天宝电子水准仪，OS-602G型拓普康全站仪进行持续观测，共观测41期（次）。

根据基坑监测数据，该项目在施工期间，基坑各边冠梁上观测点的最大水平位移为21.47 mm，基坑边坡坡顶的最大沉降量为7.39 mm，基坑各边冠梁上的观测点水平位移累积量及沉降量均小于报警值，未发生异常位移情况，基坑边坡在观测期间处于安全状态。基坑东侧建筑物沉降量较小（最大沉降量3.89 mm，平均沉降量2.64 mm），且该建筑物差异沉降量不大，处于稳定状态。

6 结语

经监测，基坑最大水平位移为21.47 mm，基坑变形符合设计要求。实践表明，采用无腰梁锚索支护结构进行基坑支护，可确保变形可控，能够满足施工需要。无腰梁锚索支护结构取消了多道型钢腰梁，简化了施工工艺，缩短了工期，经济效果显著。在基坑狭小空间施工中，无腰梁锚索支护结构是一种新型支护形式，可在类似工程中借鉴使用。