淺析加筋水泥土樁錨支護技術在深基坑支護中的應用

林思鋮

廈門滄海勘察設計有限公司（361007）

淺析加筋水泥土樁錨支護技術在深基坑支護中的應用

林思鋮

廈門滄海勘察設計有限公司（361007）

隨著社會發展和城市建筑用地的緊張，為充分利用地下空間，基坑工程隨之向更深更大發展的趨勢越來越明顯，加之近年來基坑安全事故頻發，因此基坑支護安全性越來越受到重視[1]。筆者某基坑支護工程實例，闡述了加筋水泥土樁+錨桿支護在實際工程中的應用，總結了基坑支護施工過程應如何信息化施工，希望能給同行參考借鑒。

水泥土樁；錨桿；基坑；監測

水泥土樁擋墻既解決了基坑四周土體的自立性，又能形成隔水帷幕。加筋水泥土樁+錨桿支護延伸了基坑支護深度,增強了基坑的穩定性和可靠性，應用于深基坑工程，其優越性得到充分發揮，不僅施工周期短，且保證了基坑及周邊環境的安全。

1 工程實例

1.1 工程概況

某深基坑工程位于福建某市道路交叉口，占地面積約1.2萬m2，由2棟31層主樓、3層裙樓及1層連體地下室組成，平面近似長方形，框架剪力墻結構，鉆孔灌注樁和預應力管樁基礎。場地較平坦，基坑深6.3m，北側約6m處為5層建筑（淺基礎），西北角約5.7m處為8層建筑（樁基礎），西側約3m處有2m高圍墻，圍墻外為空地，南側約10m處為槐蔭大道，東側約10m處為北京路，距基坑東、南側2～6m埋有通信光纜[2]。

1.2 地質條件

該擬建場地為地勢平坦，與基坑有關的地層分別為：①雜填土（Qml）：含軟塑狀黏土，夾磚渣碎石塊、植物根及生活垃圾，濕，松散～稍密，局部地段底部為軟塑黏性土，厚2.0～4.3m；②黏土（Q4al+pl）：軟～可塑,偶含礦物團塊及錳鐵質結核,厚1.9～6.5m；③粉質黏土（Q4al+pl）：可塑～硬塑，含礦物團塊及錳鐵質結核，厚1.3～7.0m；④中細砂（Q4al+pl）：飽和，稍密，偶夾少量粉砂及粉土，含云母，砂粒礦物主要成分為石英、長石，厚1.0～4.7m。土層參數見表1。

該場地地下水主要為砂層中微承壓水及上部填土中的孔隙潛水，其水量和水位受地表水及大氣降水影響，含水量較大，勘察鉆孔中該層穩定潛水水位約為1.2m，黏土和粉質黏土層為相對隔水層，砂層含微承壓水，穩定水位8.0～9.0m。

表1 各土層參數設計值

1.3 支護方案設計

根據該基坑地質情況及周圍環境狀況，基坑北側和西北角采用“坑頂放坡+水泥土樁（插鋼管）+錨桿”支護形式；西側采用“放坡+水泥土樁+錨桿”支護形式；東側和南側采用“放坡（坡腳插槽鋼）+錨桿”支護形式。坑底粉質黏土層是下部砂層中微承壓水的天然隔水層，基坑開挖過程中的上層滯水采用集水溝疏導。

1）土壓力計算：采用朗肯理論公式分層計算，采用水土合算的總應力法計算主、被動土壓力。2）穩定性驗算：采用經典的瑞典圓弧法，通過下式進行復合支護穩定性驗算。

式中：K為整體穩定安全系數；Ks、Ka、Kc、Kp分別為土、錨桿、水泥土和微型樁產生的抗滑力矩與土體下滑力矩比；ci、ji、li分別為第i個土條在滑弧面上的黏聚力（kPa）、內摩擦角（°）和弧長（m）；Wi為第i個土條重量，包括土體自重、作用在第i個土條上的地面加地下荷載（kN/m）；qi為第i個土條在滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角（°）；sax，j、spx，j為第j層錨桿和微型樁的水平間距（m）；Nu，j為第j層錨桿在穩定區（即滑弧外）的極限抗力（kN）；aj為第j層錨桿的傾角（°）；qj為第j層錨桿與滑弧面相交處，滑弧切線與水平面的夾角（°）；jj為第j層錨桿與滑弧面相交處土的內摩擦角（°）；fvc、fvp為水泥土和微型樁的抗剪強度設計值（kPa）；Ac、Ap為單位計算長度內水泥土樁和單根微型樁的截面積（m2）；ga、gc、gp為錨桿、水泥土樁和微型樁產生的抗滑力矩復合作用時的組合系數。一般情況，ga=0.4～0.6，gc=0.5～0.8，gp=0.1～0.5，錨桿、水泥土和微型樁與土體剛度比越大，取值越低。采用有限元計算出各剖面最小穩定系數，見表2。

表2 穩定性計算結果

1.4 信息化施工

1）施工流程。施工準備→測量放線→水泥土樁施工→監測點布置與監測→四周排水溝及硬化路面施工→水泥土樁養護期滿→第1層土方開挖→第1層噴混凝土施工→微型鋼管樁和壓頂板施工→第2層土方開挖和錨桿施工→第3層土方開挖和錨桿施工→保留0.3m厚土保護層，進行承臺開挖施工→清底至設計基坑深度→施工完畢。

2）樁頂放坡卸載。根據基坑周邊環境，合理利用周邊可用空間,從地面往下0～2.0m按1∶1放坡卸載,并在水泥土樁頂設置寬0.9m鋼筋混凝土壓頂板平臺。

3）水泥土樁擋墻。沿基坑邊設計2～3排f500水泥土樁，有效樁長8m，全程復攪,縱橫向樁距400mm，采用PSA32.5水泥，噴灰量55±5 kg/m。

4）微型鋼管樁。微型鋼管樁規格為f127、d4.5@800，L=8m，基坑開挖到-2.3m后在水泥土樁間采用勘察鉆機成孔f150,然后清孔直到返出清水，將加工好的f127鋼管放入孔中,將注漿管插到孔底,采用PO42.5R的水泥漿灌注,水灰比0.4～0.5，注漿壓力0.4～0.6mPa。

5）土方開挖。土方開挖至2m深時，發現雜填土層與下部黏土層間有1層厚0.5～1.0m的砂層（該層勘察報告中未提及）,通過走訪附近居民，場地原由一池塘填成，上層滯水比預想的豐富。為此將錨桿成孔工藝由洛陽鏟改為鉆機成孔，為防止錨孔坍塌，成孔后立即安裝錨桿并及時注漿，短錨桿（不大于6m）改為花管（由氣錘打入并注漿）。在基坑東側和南側支護段，下部黏性土在干燥環境下的穩定性較好,但在受上部滲水的侵蝕后強度急劇下降，穩定性極差,為克服砂層滲水對其下部坡面的影響，采用速凝的噴射混凝土對砂層部位進行封堵，并設置排水管進行疏導，此外在土方挖至4.5m深時，打入超前槽鋼，并將其與第三排錨桿頭焊接牢固，下部土方開挖后及時對坡面進行掛網噴混凝土封閉，將水對下部土層的侵蝕降至最低，充分利用土體自身強度自穩。

6）施工監測。本工程為長方形深基坑，基坑監測點取四邊及北側建筑，并在施工過程中做好施工監測。基坑開挖過程中，結合揭露地層和變形監測情況，及時調整支護施工方案，基坑自開挖到回填至±0.00歷時近8個月,基坑北側建筑未出現不均勻沉降，基坑東側和南側僅在距坑邊3～5m的人行道上出現了15～30mm裂縫，未影響通信光纜的正常使用。

2 結語

該項目施工中根據實際情況及時調整局部支護方案和施工工藝，不僅保證了基坑安全，且取得了良好的經濟效益和社會效益。基坑工程應采用動態設計、信息化施工，及時優化施工工藝，出現異常情況應馬上分析原因并采取有效的處理措施，確保工程安全。筆者認為深基坑支護工程必須根據每一工程項目的具體情況做出切實可行的施工設計，施工時要針對目前施工人員民工較多、技術素質較低的實際情況，加強技術指導，嚴格按設計施工，同時制訂應急預案，發生突發情況時及時處理，保證支護工程的順利完成。

[1]王瑞秋.深基坑支護的施工實踐[J].科教文匯(上旬刊).2011 (08).

[2]申小金.雙排樁支護結構在深基坑中的應用[J].科學之友. 2011(23).

[3]仝德豐.某高層商住樓基坑支護工程設計綜合研究[J].廣東土木與建筑.2011(09).