锚索地层支护桩施工改进措施及监理重点

王二强（西安四方建设监理有限责任公司， 陕西 西安 710018）

0 引 言

随着我国经济的不断增长，人们对自己生活居住的环境提出了更高的要求。城市需要发展，但受到地理条件的限制，许多城市在向外延伸发展的过程中受到了一定的限制，只能对既有建筑物进行拆除重建。当前，我国城市建筑工程现代化正如火如荼地展开，既有老旧建筑物的拆除改建工程也在不断向前推进。先行拆除改建的工程，为了保证其施工安全及既有周边建筑的安全，在基坑土方开挖过程中会将锚索伸进周边建筑物地下地层中，而后改建的既有建筑物在施工过程中就会遇到之前周边建筑施工过程中伸入本项目施工范围内的锚索，不仅增加了施工难度，而且对施工效果产生了很大的影响。例如，在有锚索地层的既有建筑物改建过程中，支护桩施工会受到锚索的影响，存在一定的施工难度，同时会增加施工成本，影响施工进度。本文通过研究锚索地层支护桩施工中遇到的问题，给出了一些改进措施，同时列出了支护桩施工过程中应重点监理的工序和部位，并在项目现场进行了试验验证。

1 项目概况

本项目位于城市中心繁华商业街区，是将原有老旧的建筑商铺拆除，改建为地下 3 层、地上 9 层的商业综合体。项目土方开挖基坑的平面尺寸为 80 m×65 m，开挖深度为 17 m。项目北侧临近城市中心市政主干道，基坑北侧边缘距离市政主干道边缘 10 m，道路下方密集分布着各类城市地下管线，同时道路下正在进行地铁项目工程施工；东侧为已建成的 9 层酒店，该建筑工程基坑开挖深度为22 m，采用工字钢排桩＋预应力锚索支护方案，锚索长度为 25 m，距离基坑东侧边缘最近 8 m；南侧有居民小区道路，道路宽度为 8 m，道路南侧为已建成的 15 层居民住宅楼，距离基坑南侧边缘 15 m；西侧为已建成的 13 层商业综合体，基坑开挖深度为 15 m，锚索长度为 20 m，距离基坑西侧边缘最近 2 m。

本项目位置的常年地下水位为 12 m，受季节气候影响，水位浮动范围不超过 2 m，属赋存于第四系松散层中的孔隙潜水类型。项目地层自上而下依次为人工填土（杂填土 2 m、素填土 5 m）、黄土 11 m、古土壤 4 m、粉质黏土 10 m、中砂 6 m。基坑东侧、南侧和西侧支护桩采用Φ1.2 m×32 m，桩与桩之间的中心距离为 1.5 m；北侧支护桩采用 Φ1.2 m×29 m，桩与桩之间的中心距离为 1.5 m。

2 支护桩施工工艺流程

根据项目工程地质状况和设计图纸要求，结合现场实际情况，本项目支护桩选用旋挖钻成孔灌注桩作业。支护桩施工的工艺流程为：平整场地→放线定位→桩机就位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→复查成孔质量→下放导管→灌注混凝土→拔出导管→破除桩头→检查成桩质量施工工艺流程（见图1）。

图1 支护桩施工工艺流程图

3 锚索地层支护桩施工遇到的问题

本项目支护桩在施工工程中，由于地层中存在锚索，在试打第一根桩时遇到了一些问题，给项目施工造成了一定的困难，影响了工程的施工进度。

3.1 成孔过程中遇到的问题

本项目支护桩选用普通旋挖钻机施工，在试桩成孔过程中开挖至 8 m 左右遇到第一道锚索。在继续钻进的过程中，锚索将旋挖钻钻头的切削齿绞断，更换旋挖钻钻头后，继续进行钻孔作业，锚索将钻头底部整体绞断脱落，同时将旋挖钻钻头锅筒底部撕裂。

3.2 钢筋笼下放过程中遇到的问题

桩孔成孔验收合格后，吊放验收合格的钢筋笼。桩孔内被切断的锚索仍留在桩孔壁内，切断后，缠绕在锚索端头部位的钢丝变得松散。由于钢筋笼与桩孔壁的间隙比较小，钢筋笼在下放过程中被切断的锚索上松散的钢丝挂住，不能继续下放。

3.3 桩孔壁坍塌的问题

桩孔成孔时，桩孔周边地层受到扰动，孔壁上松散的土块会脱落掉入孔底。钢筋笼在下放过程中，会与切断后滞留在孔壁内的锚索产生拉扯现象，同时扰动锚索周边的土块并使其脱落。大量脱落掉入孔底的土块会影响成桩的质量和桩的有效长度。

4 解决方案

针对支护桩施工过程中遇到的锚索问题，一般的处理方法是将操作人员下放到孔内将锚索切割。该方法适用于干作业工况且孔径较大。本项目开挖深度较深，且常年水位较高，部分锚索位于水位之上，部分位于水位之下，因而不能选用一般的处理方法。结合现场实际情况，针对锚索地层支护桩施工过程中遇到的问题，给出了以下 2 种解决方案。

（1）冲击钻成孔支护桩。针对支护桩施工过程遇到的锚索问题，现场改变支护桩成孔作业施工方案，采用冲击钻成孔作业。该作业过程会产生大量的泥浆，成孔作业时间较长，对施工进度影响较大，施工成本相对较高。

（2）旋挖钻采用合金钻头成孔支护桩。针对普通旋挖钻在成孔过程中出现的断齿、脱底和损坏锅筒等问题，施工改用合金钻头进行钻孔作业，该钻头可以将锚索切断，顺利完成桩孔成孔作业。该作业过程成孔时间短，且不会产生大量泥浆，施工成本相对较低。

与此同时，增大桩径以减小施工难度，增加钻孔深度以保证成桩长度和成桩质量，并在施工现场对以上2种方案进行了试验验证。具体如下。

支护桩成孔完成后，冲击钻或者合金钻头旋挖钻在成孔过程中将桩孔内的锚索切断，但锚索仍留在桩孔壁内。设计的支护桩直径为 1.2 m，钢筋笼直径为 1.1 m。钢筋笼在桩孔内下放过程中，受到诸多因素的影响，如切断却仍留在桩孔壁内的锚索、钢筋笼的挠性弯曲、钢筋笼与桩孔壁之间过小的保护层厚度空间等，很容易出现卡滞现象，无法继续下放；钢筋笼在下放过程中会扰动桩孔壁，松动土块会掉落，部分位置可能出现塌孔，从而影响成桩长度。为此，要求设计单位进行验算分析，确认原因后下发变更通知单：将支护桩直径增大到1.3 m，钢筋笼直径减小到 1.05 m，解决了钢筋笼在下放过程中出现的卡滞问题；在施工过程中，增加钻孔深度（比设计要求加深 1 m～1.5 m）以保证成桩长度。

根据现场实际情况，对冲击钻成孔和旋挖钻成孔施工进行了对比分析。受现场场地的限制，冲击钻成孔过程中会产生大量泥浆；同时与旋挖钻相比，冲击钻成孔时间过长，不利于施工进度。因此，本项目选择了旋挖钻成孔施工支护桩方案。

5 锚索地层支护桩施工监理重点

监理在支护桩施工过程中应重点监控以下几点。

（1）复核桩位孔放线。支护桩开始钻孔施工之前，施工人员应根据施工图纸和测量控制网点，具体定出每根支护桩的中心位置并形成记录。监理应对施工单位支护桩放线点记录进行审查，与施工人员一起对原始点和各支护桩放线点进行复核，查看各点误差值是否在国家规范和设计允许的范围内，并做好复查记录。

（2）检查钢筋笼的焊接质量。支护桩使用的钢筋笼采用现场焊接方式。焊接前，监理应对进场的钢筋材料进行检查，并按照要求进行见证取样，送检合格后方可使用该批钢筋；应检查焊接人员的特种作业岗位证书，让焊接人员进行试焊，试焊合格后方可进行焊接作业。在检查钢筋笼现场焊接质量时，还应检查断面焊接搭接率是否符合国家规范要求，及时对焊接进行见证取样，送检合格后方可使用钢筋笼。

（3）成孔后和钢筋笼下放后分别对桩孔深度进行测量。支护桩旋挖钻钻孔成孔后，监理应对成孔质量进行检查，复测成孔深度，查看清孔和塌孔稳定后的孔深是否满足成桩要求（确保支护桩的有效长度）。钢筋笼下放后，监理还应对孔深进行一次复测，查看钢筋笼下放过程中对孔壁土层的扰动以及掉落土块后的孔深是否满足成桩要求。

（4）检查混凝土浇筑过程中浇筑速度和拔管速度。监理应对进场的混凝土进行坍落度测量，满足要求后方可准许施工单位使用；督促施工单位按要求制作相应的试块，对试块进行编号、养护和送检。支护桩混凝土浇筑应连续进行，在混凝土浇筑过程中，监理应全程进行旁站，查看支护桩混凝土浇筑。在控制混凝土初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，提高混凝土的灌注质量。要求施工单位严格控制拔管速度，禁止将导管拔出混凝土浇筑面。

6 结 语

科技发展推动城市现代化，大部分老旧建筑物因不适应新时代的发展要求而陆续被替代，对既有老旧建筑物进行拆除改建，将成为未来城市建筑行业的主要发展方向。先行改建工程的锚索施工可能会对后期改建工程造成一定的影响，包括增加后期改建工程的施工难度、施工工期和施工成本等。笔者深入分析了锚索地层支护桩施工中遇到的一些问题，提出了相应的改进措施和监理重点。现场试验表明，这些改进措施和监管要点对类似工程的施工具有一定的借鉴作用。