基于某工程項目大基坑開挖的錨桿支護研究

鄧志勇

(浙江工商職業技術學院，浙江寧波 315012)

1 寧波某縣金融中心工程概況

該金融中心工程項目位于寧波某縣西邊CBD中心，東至前進路，南至江岸路，西至海寧北路，北至某居民住宅小區。金融中心工程項目總用地面積13 800 m2，總建筑面積83 690 m2，建筑總高度100 m，地上 23層，地下2層［1］。

2 寧波某縣金融中心工程基坑情況

2．1 基坑內基本情況

寧波某縣金融中心工程±0．000標高相當于黃海水平面高程23．900 m，室內地面與室外地坪高度之差為0．15 m，地下室底板標高為－9．55 m，底板厚20 cm，底板下設100 mm厚C15混凝土墊層?；映书L方形，長108．5 m，寬120 m，面積比較大，在施工中屬于大基坑。

2．2 基坑周邊情況

本項目基坑北面為正在規劃中的桃園南路，桃園南路的外側是某居民住宅小區，基坑東面靠前進路，基坑南面靠江岸路，基坑西面靠海寧北路，基坑邊布滿很多污水管線、自來水管線、雨水管線，管線外側是一條外環路，外側布滿電線管線。根據本基坑開挖深度及周邊環境特點，按浙江省標準DB33/T 1008-2000建筑基坑工程技術規程相關規定，本基坑工程安全等級屬一級基坑。

2．3 基坑地質條件

2．3．1 基坑所在場地土層情況

根據浙江省工程勘察研究院2010年2月該工程巖土工程勘察報告(詳勘)，本工程地震基本烈度小于6度，建筑場地類別為Ⅱ類?；铀趫龅赝翆咏Y構分為6層，具體情況見表1。

2．3．2 地下水情況

在基坑開挖影響范圍內，場地地下水主要為淺層孔隙潛水，地下水位受氣候和環境影響明顯;除表層為素填土，滲透性好富水性強外，其余均為滲透性弱的粘性土層。經過勘察，基坑場地地下水水位埋深為0．6 m～1．0 m。

3 基坑支護施工方案設計原則

本基坑支護施工方案，既要保證安全，又要技術經濟，可以按以下原則編制:

1)在基坑土方開挖施工中，確保基坑內基礎和基坑外土體的安全;2)保證基坑支護結構強度、剛度和穩定性，確保支護結構在地下室施工時安全沒有問題;3)在確保基坑內基礎和基坑外土體的安全前提下，應盡量使施工方便，從而控制和降低基坑支護工程成本［2］。

表1 場地各地層簡況

4 基坑支護施工方案的提出

本工程位于城市市區，由于基坑周邊靠近的地方有在建樓盤及地下管網、道路，基坑支護結構的水平位移對這些物體的影響很大，因此，本項目基坑的施工很復雜，面臨一定的困難。為了安全施工，需要進行基坑支護。本著安全可靠經濟合理的原則，經過認真計算和多方案比較，選用的施工方案是:在基坑周邊先用間距7 m排樁進行擋土，再用土層錨桿進行支護。樁錨支護結構利用樁及預應力錨桿變形小的特點有效控制基坑邊坡支護結構的水平位移，減少了對四周臨近建筑物及市政設施的影響，保證基坑周圍民房及市政設施的安全使用和寧靜文明的施工環境［3］。

4．1 繪制基坑支護施工平面布置圖

根據以上本工程項目基坑的特點，本工程采用排樁進行擋土，再用土層錨桿進行支護，其結構平面布置如圖1所示。

由圖1可以看出，沿著基坑的四周有錨桿，這些錨桿的間距為1 m，都分布在基坑外邊，環繞基坑的邊沿有過梁橫向支撐土體，每隔7 m有排樁豎向支撐土體?；永锩娴幕A是樁基礎，土方開挖被分成11個區域。土方開挖時基坑出土的地方有三個，兩個分布在基坑的西邊，一個分布在基坑的東邊。

圖1 基坑支護平面布置圖

4．2 繪制土層錨桿的支撐構造詳圖

從基坑支護及開挖平面布置圖上可以看出，沿著基坑壁，有四種類型的斷面圖，即1—1斷面圖、2—2斷面圖、3—3斷面圖、4—4斷面圖，這里以土層錨桿支護4—4斷面圖為代表，具體見圖2。它描述了錨桿支護土層豎向狀況、錨桿分布的位置、錨桿選用的材料、排樁豎向狀況。

圖2 4—4土層錨桿支撐構造詳圖

在4—4斷面圖里，排樁要埋入地下18．4 m，錨桿有三層，標高分別是 －1．70 m，－3．40 m，－5．10 m。基坑內地面標高是－9．55 m，下面是承臺及承臺墊層。

5 土層錨桿支護的施工方法

5．1 施工過程

土層錨桿支護按照施工過程，可以分為錨桿放樣、鉆孔清孔、錨索的制作與安裝、壓力灌漿、錨索張拉與鎖定幾個步驟。

5．1．1 錨桿放樣

錨桿分成三排，第一排錨桿鉆孔孔徑中心在自然地坪下1．70 m(－1．70 m)，每個孔間距1．00 m，錨桿長度 22 m，傾角 10°;第二排錨桿鉆孔孔徑中心在自然地坪下3．40 m(－3．40m)，每個孔間距1．00 m，錨桿長度15 m，傾角10°;第三排錨桿鉆孔孔徑中心在自然地坪下5．10 m(－5．10 m)，每個孔間距1．00 m，錨桿長度15 m，傾角10°。

5．1．2 鉆孔清孔

本基坑采用了錨桿支護，錨桿直接用錨管無法打進，需先用旋轉式鉆孔機鉆出直徑為150 mm的孔洞，孔洞間距1 000 mm，錨桿按10°打入，成孔至設計深度后需對錨管內進行注漿。

5．1．3 錨索的制作與安裝

1)錨桿下料長度=錨桿設計長度+1．1 m。

2)用Φ22鋼筋作為錨桿，其自由端部分應該涂滿黃油，并且套一個塑料管，兩端牢牢地綁好。

3)錨索在工廠完成加工，經過檢驗合格后運輸至孔口。入孔前注漿管和錨桿平行并在一起，接著將錨索和注漿管同步送入孔內，直到孔口外端剩下1．1 m。如果出現錨索插入孔內困難，不要用力繼續插入，而應該拔出鉆管，清除鉆孔內土，重新開始。

5．1．4 壓力灌漿

安裝錨桿后，采用注漿機對孔洞進行注漿，壓力不小于0．5 MPa，灌漿管距孔底0．2 m，注漿開始穩壓數分鐘，待注滿水泥漿及端部注滿砂漿后，逐漸向外拔注漿管，直至拔至孔口，確認漿液注滿錨孔，以水泥袋子等堵塞孔口，并用濕粘土封堵孔口。

5．1．5 錨索張拉與鎖定

1)張拉前應好好處理GL表面錨索孔口使其平整，規避應力集中問題。

2)張拉的過程中，錨固端的彎矩強度應該達到15 N/mm2。3)張拉時，錨索的頭部的地方不放置鎖片，張拉力應該達到設計值后卸載至零，再在錨索的頭部的地方放置鎖片。

4)張拉的過程中，按照設計要求進行張拉力分級及觀測時間操作。

5)考慮到本項目中錨桿水平間距只有1 m，在張拉的過程中，互相有影響，因此本工程項目采用“跳張法”的張拉順序進行張拉。

5．2 施工過程中注意問題

1)在錨桿支護施工期間，不得在基坑頂面堆載，以免施工期間邊坡坍塌，施工完成后，支護區應避免重車沿基坑邊行駛，堆載重控制在15 kN/m2。

2)錨桿支護應分層施工，分層深度滿足修整后的裸露邊坡在完成支護時間內(即及時錨桿插入和噴射混凝土作業)保持自立穩定。

3)分層支護，分層開挖，在完成上層錨桿與噴射混凝土作業及3 d～4 d的混凝土保養齡期以前，不得進行下一層深度的開挖。

4)土釘成孔前，按設計尺寸定出孔位并作出標記和編號，孔位的允許偏差不能過大，鉆孔的傾角誤差不大于3°。

5)作為錨桿的鋼筋搭接長度不小于200 mm，如為焊接則不小于鋼筋直徑的10倍。

6)噴射混凝土終凝后2 h，連續養護至達到混凝土設計強度［4］。

6 錨桿支護施工時基坑及周邊道路變形監測及應急措施

基于本基坑的特點，監測是指導基坑錨桿施工的重點?；邮┕ぶ校瑧M行全過程的監測，信息化的施工。

6．1 監測內容

1)圍護沿深度的水平位移情況監測;

2)基坑周邊道路下沉監測。

監測報警值:土體水平位移警戒值為45 mm，日水平位移增量不得連續3 d大于3 mm/d。

6．2 監測要求

開挖前，應對周圍環境作一次全面檢查，特別是基坑周邊上鄰近建、構筑物、道路?；铀闹軚|南西北各個方位均設一個監測孔，由寧波市勘測設計研究院負責監測土體水平位移情況。監測頻率根據基坑施工進度調整，一般每天觀測一次，如遇位移、沉降及其變化速率較大時，應增加觀測次數。在基坑周邊每條馬路上設置4個沉降觀測點，每一個觀測點間距為15 m，由本項目施工員每天觀測2次(早晚各一次)。并每周將土體位移情況數據匯總，整理成書面報告。每天的監測結果及時提交施工、監理，異常情況及時與甲方、設計、監理聯系。

6．3 應急措施

施工現場應預備一些草包、鋼管、鋼筋等應急材料，必要時備壓力注漿和噴射混凝土設備。挖土接近坑底出現險情時，應回填土方以便保留基坑四周的土方，待設計采取措施加固后，再繼續施工。若在基坑錨桿支護施工中發現地下水滲入基坑底或基坑壁，應立即進行補漏處理，及時采用注漿或快硬水泥修補。若坑底位移過大可填壓草包或分段開挖澆筑混凝土擋墻。

7 總結

對于基坑工程施工，在寧波地區一般采用排樁+內支撐支護結構形式，本工程項目從基坑實際情況出發，采用了土層錨桿支護。通過該工程實踐證明，該支護方法安全可靠，但是施工起來比較麻煩，成本費用相對來說要高一些，在基坑面積很大的情況下，才會采用該支護方法［3］。

［1］鄧志勇．基于高水位的大基坑人工抗拔樁施工研究［J］．建筑科技與經濟，2011(5):65-67．

［2］王衛東，吳江斌，許 亮，等．疏排人工挖孔樁在深基坑的使用［J］．巖土工程報，2007(9):26．

［3］公寶興，孫 振．鋼管樁與土釘墻聯合支護設計研究［J］．國防交通工程與技術，2005(1):39-40．

［4］姚愛國，湯鳳林，SmithI．M．基坑支護結構設計方法討論［J］．工業建筑，2001(2):65-67．

［5］羅江波．地鐵車站深大基坑工程開挖施工研究［J］．山西建筑，2012，38(11):70-71．