鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力錨桿組合在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

張吉林

摘要：通過工程實(shí)例，闡述鉆孔灌注樁結(jié)合錨桿在基坑邊坡綜合支護(hù)中的應(yīng)用，具有穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性，施工可行性、施工環(huán)保等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：基坑；鉆孔灌注樁；錨桿；邊坡支護(hù)

隨著國家的城鎮(zhèn)化進(jìn)程，大量人員進(jìn)城工作居住，城市土地資源越來越少，構(gòu)建筑物建設(shè)必然向空中和地下發(fā)展，高層建筑的基坑（地下室）、依山建筑相當(dāng)普遍，建設(shè)中必然涉及邊坡穩(wěn)定及支護(hù)問題，當(dāng)然需要考慮采用何種邊坡支護(hù)形式，才具穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性，施工可行性、施工環(huán)保等特點(diǎn)。本文結(jié)合工程實(shí)例，闡述旋挖法鉆孔灌注樁結(jié)合錨桿在基坑邊坡綜合支護(hù)中的應(yīng)用。

1.工程概況

擬建的某人民醫(yī)院住院大樓位于某縣城北書畫公園南側(cè)，即北環(huán)公路與市政道路交界處，設(shè)計(jì)樓高17層，設(shè)置一層地下室，基坑邊自然地面標(biāo)高為86.00m～94.00m，基坑面積約2810.71㎡，基坑周長約171.00m，基坑底面（含基礎(chǔ)深度）高程81.50m，基坑實(shí)際開挖深度4.50m～12.50m。基坑支護(hù)地段為南側(cè)和東側(cè)，形狀為“L”字形。依《廣東省建筑基坑支護(hù)工程技術(shù)規(guī)程》（DBJ/T15-20-97）規(guī)程，基坑安全等級為二級，為保證道路、圍墻、管線和地下室安全，需進(jìn)行基坑支護(hù)。

1.1工程地質(zhì)條件

場地地層主要由第四系人工填土、殘積的砂質(zhì)粘性土、全～中風(fēng)化花崗巖組成，其中砂質(zhì)粘性土以松散為主，層頂埋深95.89m～101.44m，層厚4.70m～7.90m，平均6.51m。全風(fēng)化花崗巖呈土柱狀，層頂埋深88.19m～96.43m，厚度10.60m～17.30m，平均13.69m。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖呈半巖半土狀，層頂埋深73.89m～85.53m，厚度15.70m～30.50m，平均22.10m。中風(fēng)化花崗巖以塊狀、碎塊狀為主，層頂埋深47.59m～65.44m，層厚1.60m～5.60m，平均3.37m，鉆孔未揭穿。

1.2水文地質(zhì)條件

場地內(nèi)地下水上層主要是賦存殘坡積砂層中，全風(fēng)化花崗巖為強(qiáng)透水層，下部強(qiáng)風(fēng)化基巖透水性中等。地下水動(dòng)態(tài)受氣候季節(jié)影響較明顯，并受大氣降雨補(bǔ)給，排泄條件較差。鉆孔地下穩(wěn)定水位埋深標(biāo)高由1.30m～19.50m，平均6.61m，動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定。

1.3基坑周邊環(huán)境

場地周邊環(huán)境：場地西、北面為中心廣場，地下室與其連接，不需支護(hù)，東北面為擬建醫(yī)技樓，距基坑邊線約8.00m～15.00m；南面為山坡地，前期已進(jìn)行邊坡加固支護(hù)，總體周邊環(huán)境較復(fù)雜。

根據(jù)上面的分析，基坑安全等級為二級，詳見基坑邊線平面圖（圖1）。

1.4.土層力學(xué)參數(shù)

根據(jù)場地鉆探資料和設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，各土層力學(xué)計(jì)算參數(shù)見表1。

2.基坑邊坡支護(hù)

2.1設(shè)計(jì)方案比選

（1）地下連續(xù)墻：雖然剛度大，止水效果好，適用地質(zhì)條件差和復(fù)雜及大深度基坑，但是造價(jià)高，施工要求專用設(shè)備。

（2）土釘墻：雖具施工簡便、見效快、工期短、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，但要求圍巖土質(zhì)好，土釘支護(hù)僅穩(wěn)定局部土體，抗滑力有限。

（3）灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨桿：具剛度及錨固力。樁施工無振動(dòng)、無噪音、無擠土，對周圍環(huán)境影響小，墻身強(qiáng)度高，剛度大，支護(hù)穩(wěn)定性好，變形小；預(yù)應(yīng)力錨桿，錨固力、抗滑力較強(qiáng)，二者配合使錨固體系保持穩(wěn)定，造價(jià)合理。

綜上，根據(jù)場地工程地質(zhì)條件和基坑周邊環(huán)境情況，從安全、經(jīng)濟(jì)、可行、施工環(huán)保出發(fā)，該基坑工程支護(hù)采用鉆孔灌注樁+錨桿的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行支護(hù)。

2.2工藝原理

鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力錨桿通過圍梁形成二元擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，該支護(hù)體系通過整體剛度來控制基坑變形。一方面通過鉆孔灌注樁進(jìn)行擋土，另一方面，通過預(yù)應(yīng)力錨桿將支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的力傳遞給穩(wěn)定地層，通過對錨桿施加張拉應(yīng)力，有利于錨固體與土體之間的摩擦力、拉桿與錨固體的握裹力以及錨桿體強(qiáng)度的共同作用，使錨固體系保持穩(wěn)定。

2.3基坑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)場地地層結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境，設(shè)計(jì)時(shí)將基坑周邊劃分為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)共四個(gè)區(qū)段進(jìn)行計(jì)算，依計(jì)算結(jié)果，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)如下：

A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)均采用鉆孔灌注樁+錨索進(jìn)行支護(hù)，鉆孔灌注樁沿基坑邊線設(shè)置，樁徑為800，樁長14.00m～24.00m，樁中心距為1000mm，采用旋挖法跳鉆施工。

錨桿施工，孔徑150，傾角30°，設(shè)3根高強(qiáng)低松弛鋼絞線，注水泥漿。第一排錨索長度為20.00m，自由段5m、錨固段15m，位置位于樁項(xiàng)冠梁處；C區(qū)、D區(qū)加設(shè)一道腰梁，C區(qū)位于88.00m處，D區(qū)位于85.50m處，腰梁與錨索連接，錨索長度為35.00m，自由段5m、錨固段30m。腰梁尺寸為600x400mm，C25混凝土。樁間墻掛網(wǎng)噴砼。樁頂放坡一級，坡高9.00m～15.00m，坡度60°～65°，采用錨桿掛網(wǎng)噴砼，已支護(hù)。詳見樁錨支護(hù)示意圖（圖2）。

3.排水要求

（1）本工程在基坑頂和基坑底設(shè)置排水溝，基坑底每隔一定間距（約25.00m～30.00m）設(shè)置集水井。

（2）灌注樁頂?shù)呐潘疁峡梢耘c施工場地的地表排水合并設(shè)置，并且要求對基坑護(hù)頂外的坡面或地面進(jìn)行硬化處理，以防止雨水滲入到土體中。

4.施工工藝、要求

本工程分為灌注樁及錨索兩個(gè)施工階段，在施工錨桿前先施工灌注樁。

4.1工藝流程

4.1.1鉆孔灌注樁施工工藝流程

施工準(zhǔn)備一放線定位一護(hù)筒埋設(shè)一樁機(jī)就位一鉆進(jìn)、護(hù)壁、清孔一吊放鋼筋籠一灌注水下混凝土一成樁。

4.1.2錨索施工工藝流程

施工準(zhǔn)備一測量定位一鉆孔一錨索制安一注漿一張拉鎖定一封錨。

4.2施工技術(shù)要求

（1）采用全站儀測量放線定出鉆孔灌注樁樁位及每排錨孔的軸線及孔位。

（2）施工前，做工藝性試驗(yàn)，以確定各項(xiàng)目施工技術(shù)參數(shù)，包括：鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、混凝土的配合比、外摻劑的配方、水泥漿水灰比、注漿泵的壓力、張拉參數(shù)等。

（3）施工時(shí)，先施工鉆孔灌注樁，待灌注樁達(dá)到一定強(qiáng)度進(jìn)行土方開挖，開挖時(shí)分段分級，再進(jìn)行錨索的施工。

（4）錨索施工前定出孔位并作標(biāo)記編號，孔位的偏差不大于50mm；錨索施工的傾角誤差不大于±2°；注漿孔附近的面層混凝土應(yīng)具有抵抗注漿引起的壓力擴(kuò)散作用。同時(shí)，注漿時(shí)應(yīng)防止壓力過大而影響到周邊環(huán)境。

（5）基坑邊坡設(shè)置10個(gè)沉降、位移觀測點(diǎn)，基坑外2m～5m范圍內(nèi)沿周邊設(shè)置地下水觀測點(diǎn)6眼，定期不定期觀測，及時(shí)掌握邊坡的沉降和位移量及地下水變化，指導(dǎo)基坑的支護(hù)及開挖工作。

5.結(jié)語

（1）本工程在施工及竣工后，根據(jù)監(jiān)測單位的監(jiān)測，支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移及沉降均符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）鉆孔灌注樁結(jié)合錨桿組合的基坑邊坡支護(hù)具安全可靠、設(shè)計(jì)理論先進(jìn)、施工技術(shù)容易掌握、支護(hù)及時(shí)、施工環(huán)保等特點(diǎn)，與其他支護(hù)方式比較具有工期較短，造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)點(diǎn)，是一種值得推廣的基坑邊坡支護(hù)技術(shù)。