高层建筑深基坑锚索—双排桩支护施工技术

王成铖

（北京市远达国际工程管理咨询有限公司，北京 100089）

0 引言

深基坑施工是高层建筑工程施工中一个重要项目，由于在基坑开挖施工过程中会对岩土层造成一定的破坏，打破原有的力学平衡，在不采取任何措施的情况下，很容易发生坍塌事故，对承建方来说会造成严重的经济损失。为了保证高层建筑深基坑施工过程中地层的稳定性与施工安全性，通常情况下会采取一些支护措施，对高层建筑深基坑地层进行加固，提高深基坑周围岩土层的稳定性。现代高层建筑工程中深基坑具有开挖深度大，周边地质条件比较复杂的特点，对深基坑支护施工的要求越来越高。

锚索—双排桩支护结构在高层建筑深基坑施工项目中比较常见，是一种刚性支护结构。由于这种支护结构横向刚度比较大，在施工过程中容易受到外界因素影响。虽然锚索—双排桩支护效果比较好，但是现有的施工技术还不够成熟，在实际工程中往往达不到预期的支护效果，不仅锚索—双排桩位移变形比较大，而且深基坑周围地层沉降量也比较大，基坑的稳定性与安全性没有得到有效的保障。现行的支护施工技术还存在较大的优化空间，为此提出高层建筑深基坑锚索—双排桩支护施工技术。

1 工程概况

以某高层建筑工程为工程背景，该高层建筑工程为商业楼建筑，建筑数量为3 栋，建筑总占地面积为1 526.24 m2，楼层数量为8 层，总建筑面积为7 895.45 m2，其中包括地上6 层和地下停车场2 层，属于商业、办公一体化大型楼盘。该工程主要施工内容包括地上施工与地下施工，用于修建地下停车场的深基坑开挖深度为15.62 m，深基坑边线周长为614.23 m，该工程为软土地基，施工环境比较复杂，考虑到深基坑开挖施工中的安全性与稳定性，对深基坑采取锚索—双排桩支护施工。

2 深基坑锚索—双排桩支护施工

2.1 施工准备

为了保证锚索—双排桩支护施工质量，首先，做好设备和材料的施工准备，主要包括HFAR-A7F7 钻机、FAH-ASF 混凝土搅拌机，施工材料主要为钢筋、水泥、碎石料，根据相关规范对所有材料设备进行检验，合格后方可进场使用。其次，将施工现场进行清理，将场内垃圾、障碍物等清理干净，保持施工现场整洁。

2.2 深基坑钻孔注浆成桩

根据该工程实际情况，此次采用边开挖边支护方式开展锚索—双排桩支护施工。该工程深基坑开挖分为3 层，在开挖施工之前对深基坑地层进行钻孔注浆施工，生成排桩；每完成第一层开挖施工后，对双排桩进行预应力锚索锚固一次，直至深基坑开挖施工完成。具体施工技术如下：

（1）对施工现场进行测量，主要包括深基坑高程、深度等。根据测量数据对双排桩钻孔进行布设。桩孔深度为15.15 m，桩孔直径为1.15 m。梅花状对双排桩布设，横向两个排桩间距为5.5 m，纵向两个排桩间距为7.5 m。在钻孔过程中将钻杆与深基坑地表呈15.55°夹角，转速为1500 r/min，不宜过快或过慢。转速过快容易出现塌孔现象，转速过慢会影响到施工效果。采用跳桩施工法，两钻孔间隔不小于7.5 m。并且在钻孔施工过程中要严格控制孔斜，误差不能超过1.5°，如果超出该限值，则需要通过提杆立即调整钻孔角度。

（2）钻孔施工完成之后，将水、水泥、细集料、添加剂按照1∶3∶3∶1 的比例制备水泥砂浆。将水泥和粗细集料投放到搅拌机中，对材料进行干拌，使混合料材料分布均匀，将砂率控制在52%左右。随后向搅拌机中加入水，对混合料进行湿拌20 min。最后在混合料中加入添加剂，增加水泥砂浆的力学性能。将制备好的水泥砂浆喷灌到桩孔内，在灌浆过程中为了避免出现溢浆现象，要将灌浆压力严格控制在2.45 MPa 左右。注浆完成后对钻孔进行封孔处理，至此完成深基坑钻孔注浆成桩施工。

2.3 预应力锚索锚固

为了进一步提升深基坑岩土支护加固效果，对深基坑双排桩之间的岩层进行锚锁支护。将穿过滑面进入中风化岩石的2.5 m 设定为锚索锚固段，对锚固段进行钻孔注浆。锚孔直径为0.45 m，深度为4.5 m，相邻两个锚孔间距为3.5 m。采用高压空气对锚孔内石屑清理干净，每个2.5 m 布设一个定位装置，确保锚索居中。将水泥砂浆由压浆管将其送到锚孔底，注浆压力严格控制在0.45 MPa 左右。当锚孔内水泥砂浆强度超过95%时，对锚索进行张拉，预应力锚索张拉顺序需要严格按照编排顺序。为了保证锚索对双排桩之间岩土锚固的效果，在使用张拉设备对锚索张拉之前，取设计张拉荷载35%～40%对锚索进行预拉，预拉次数为1～2 次。预拉的作用是将锚索的各个部位紧密接触，将锚索的钢绞线完全拉直。对锚索进行正式张拉，第1 次正式张拉为4 级张拉，第2 次锚索张拉为3 级张拉。每次锚索张拉时间应超过20 min 且小于30 min，每次张拉的拉力要不断增加，拉力递增梯度为锚索预应力设计值的1/3。当张拉力达到锚索预应力设计值时，同时不能超过设计值的10%。令锚索张拉力恒载15 min，恒载期间内如果锚索没有发生变化，对锚索进行锁定，并使用C45混凝土进行封锚处理，以此完成深基坑锚索—双排桩支护施工。

3 施工效果检验

为了验证深基坑锚索—双排桩支护施工技术方案的可行性与可靠性，对施工效果进行现场实测检验。首先对双排桩位移进行检测，深基坑邻边为货物运输车辆通行道路，道路一侧边线位于双排桩顶上，货车在道路上来回行驶会对双排桩产生动态荷载，动态荷载直接作用在深基坑锚索—双排桩上，在动态荷载影响下锚索—双排桩会产生动态时空效应，影响高层建筑深基坑的稳定性与安全性，因此将其作为测试环境。随机选择8 个锚索—双排桩作为测试对象，使用KHDA-2511 水平仪对锚索—双排桩桩顶初始空间位置进行测量。每个测点测量3 次，取3 次平均值作为实测结果，根据测量数据确定锚索—双排桩水平方向位移与垂直方向位移。考虑测试过程中锚索—双排桩最不利工况下，要求桩水平方向最大位移不能超过11.5 mm，垂直方向最大位移不能超过12.5 mm，将其作为深基坑锚索—双排桩稳定性检验标准，本次双排桩位移实测数据见表1。

表1 锚索—双排桩位移实测结果 mm

从表1 可以看出，在货车行驶产生的动态荷载作用下，锚索—双排桩水平方向最大位移仅为2.03 mm，垂直方向最大位移为1.25 mm，符合规范要求，说明在锚索—双排桩支护下高层建筑深基坑稳定性良好。为了进一步验证本次提出施工技术方案的适用性，对高层建筑深基坑周围地层移动进行检测，在距离深基坑0～10 m 范围内，每隔2 m 布设一个沉降观测点，在基坑开挖施工过程中，使用IHFA-4F45 水准仪观测深基坑周围地层沉降值，相关规范规定高层建筑深基坑周围地层沉降值不得超过10.5 mm，否则将视为支护施工无效。根据测试数据，绘制深基坑周围地层沉降量曲线如图1 所示。

图1 深基坑地层沉降量曲线

从图1 可以看出，地层沉降量随着距深基坑距离的增加而不断增长，距深基坑12 m 地层沉降量仅为6.03 mm，远远小于最大沉降量限值，符合规范要求。因此说明，在锚索—双排桩支护施工下，高层建筑深基坑地层具有良好的稳定性，本次采取的施工技术具有良好的支护效果。

4 结束语

支护施工作为高层建筑深基坑施工过程中必不可少的一个施工环节，此次结合相关文献资料以及实际工程案例，提出了一套深基坑锚索—双排桩支护施工技术方案。通过现场实测验证了该方案的可行性与可靠性，为深基坑锚索—双排桩支护施工提供了技术支撑，也为实际工程提供了参考依据，有效保证了高层建筑深基坑的稳定性与安全性。由于本次提出的施工技术仅针对个别工程，具有一定的针对性，在实际应用中还需结合实际情况作出改变和调整，以此保证施工质量。