深基坑錨桿支護應用研究

黃鑫峰（北京建材地質工程有限公司，北京100000）

基坑圍堰或邊坡支護為建筑基底施工提供了良好的環境。基坑邊坡的支護形式多樣，應根據基坑土層地質條件，在保證支護安全的前提下，采用高效的支護體系。

1 案例概況

本工程案例位于北京大興區，工程地塊地面絕對標高40.65m，基坑南北寬約151m，東西長約246m，自然地面相對標高為0.35m，基坑開挖深度為14.72m～18.97m。基坑場地北側距規劃北路最近距離為7m，距離北側燕保高米店公租房約37.87m，距離東側廣茂大街最近處約9.2m，距離南側金星路約32m，距離西側金輔路最近約19m。基坑施工前還必須了解地下管線的走向情況，根據業主資料和挖樣洞調查，基坑西北側有污水和電力管線，電力管線距離基坑最近，距離約2.5m，埋深約1.5m；東北側有電信井、有線電視、雨污水管、電力管線等，距離基坑最近處約4.5m，埋深約1.5m。

按照基坑工程施工深度范圍自上而下的順序對各土層的基本特征綜述如下：表層為一般厚約1.30m～5.40m的人工堆積之黏質粉土素填土、砂質粉土層，人工堆積層以下為新近沉積的黏質粉土、粉質黏土層。其下為第四紀沉積的黏質粉土、粉質黏土層，最下層為卵石、圓礫層，深度在10m以上。土層的強度、滲透率等指標均會影響施工，這些指標或多或少與地下水水位有關。高地下水水位，基坑必須采用隔水圍堰工藝。經勘測，基坑地段的土質含水率低，地下水穩定水位標高為14.75m～15.57m(埋深25.60m～26.40m)，類型為潛水。這一水位深度持平或低于基坑開挖深度。因此，基坑邊坡支護結構設計中可以忽略地下水影響。

2 工程案例基坑支護工藝

2.1 主要工藝方案

根據土層特點和開挖深度要求，按照基坑一級安全等級標準，基坑主要采用懸臂護坡樁和錨桿結合工藝，部分工段采用土釘墻+懸臂護坡樁+錨桿組合工藝。懸臂護坡樁是不需要內支撐的樁基結構，多采用灌注樁，適用于基坑土質較好、地下水水位較低區域。本案例中采用鋼筋籠灌注樁，樁徑800mm，有效樁長15m～25m，保證插入基坑底5m以上深度。樁間距1.5m，樁身配筋主筋16Φ22。護坡樁基礎上，設置3道或4道錨桿。錨桿可以將基坑外土層與護坡樁連接在一起，形成穩固體，抵消外壁土層對護坡樁的壓力、增強土層穩固性。本案例采用的錨索長度范圍在15m～30m之間，錨索深度在4m～16m范圍。

在基坑西南和南側坡段，考慮到物料進場以及成本因素，設計采用土釘墻+護坡樁+錨桿組合工藝施工。土釘墻高3.7m，放坡系數1：0.3,土釘采用Φ20的鋼筋。孔深2m，孔徑100mm，土釘間距1.0m～1.5m。其下為800mm的護坡樁，護坡樁設置三道錨索，錨索長度在20m左右。如圖1所示。

圖1 土釘墻+護坡樁+錨索示意圖

2.2 具體施工要點

2.2.1 護坡樁施工

選定上述方案后，先開展護坡樁施工。護坡樁護筒選用比樁孔直徑大200mm的鋼護筒，護筒用厚度為8mm～16mm的鋼板卷制，其下口應坐落在穩固地層。護筒頂部高出地面200mm左右，周圍用黏土夯實。埋好護筒后應復驗樁位，復驗合格后開鉆。鉆孔按照常規方案施工，鉆孔深度依據設計方案而定。鋼筋籠下放時，需要保證標高。下放鋼筋籠后，灌注C25商品混凝土。整個護坡樁施工分成兩個施工階段，第一個施工階段為基坑東側、北側護坡樁施工，同時開挖基坑南、西側護坡樁樁頂以上4m的土方；第二個施工階段為基坑南、西側護坡樁。第一階段配置4臺150型旋挖鉆機，平均每臺鉆機每天施工5根護坡樁，共施工252根支護樁。護坡樁施工完成后，進行連梁施工，將護坡樁連接成為一個整體受力體系。連梁斷面尺寸為900mm×600mm，主筋采用Φ20（16）。

2.2.2 錨桿施工

錨桿可以將懸臂樁與附近土層緊密穩固在一起，其施工較簡單，穩定土層效果好，是高效的支護工藝。錨桿施工前，先開挖部分基坑。土方開挖必須配合基坑支護結構的施工，當護坡樁達到設計強度75%后方可開始進行土方開挖。基坑土方開挖與基坑支護工序應密切配合，嚴禁超挖，每挖一層、一段，應及時進行支護。挖土至錨桿標高下0.5m時進行錨桿施工，錨桿張拉鎖定后方可繼續開挖。錨桿施工穿插在土方施工中，施工和養護的時間較長，土方開挖首先要為錨桿施工創造出工作面，在施工錨桿的過程中進行非臨近支護邊坡部分的基坑開挖，基坑開挖按錨桿步距分層開挖，厚度不大于4m。

本案例中的錨桿為多層錨桿方案，豎向間距為4m。錨桿開孔既有樁間也有樁上，設置方案為一樁一錨加一個樁間間隔一個錨桿。樁上鉆孔時，需要避免錨桿鉆孔碰到樁主筋。錨桿垂直方向傾角在15°～25°范圍，傾角大，可以讓錨桿底部深入到穩定性更高的下層土層中。錨孔施工采用螺旋錨桿鉆機成孔工藝和跟管鉆機成孔工藝，錨桿注漿采用微壓注漿。錨桿張拉用液壓油泵和張拉千斤頂張拉至設計預應力后鎖定。錨桿施工開始后，要加強錨桿拉力、基坑周邊建（構）筑物、道路沉降、基坑頂冠梁的水平位移等數據檢查，防止基坑施工事故。錨桿配置4臺錨桿鉆機，平均每臺鉆機每天施工9根，對于下層需要在巖層上鉆孔的錨桿，可以依據鉆孔難度，調整任務量。

2.2.3 土釘墻施工

土釘墻利用放坡降低邊坡垂直方向的土層壓力，通過增加土釘和噴射水泥來保證土層穩定性。土釘墻施工不需要復雜設備，成本低，適宜于土層質量好，地下水水位低的基坑施工。本案土釘墻高3.7m，放坡系數1：0.3。土釘墻土釘施工隨土方開挖進行，采用人工或機械成孔。孔內安放拉桿后采用微壓灌注水泥漿，掛鋼筋網后噴射混凝土面層。其施工流程主要為基坑開挖、洛陽鏟或鉆機開孔、下主鋼筋、網片編織和綁扎、焊接加強筋、注入水泥漿、噴射護坡混凝土和噴水養護。

土釘墻施工時分段分層進行土方開挖，每段長度20m～30m，每層挖土深度與土釘垂直間距相匹配。土釘傾角15°左右，土釘長度2m。土釘鋼筋拉桿體在長度方向每隔1.5m加一組Φ 6.5鋼筋托架，呈三角形分布，保證土釘鋼筋居于孔中心，編織后焊接。土釘注漿采用素水泥漿，水泥采用P.O42.5，注漿水灰比0.5。掛網時，鋼筋網之間搭接300mm，網片與坡面之間保證30mm距離，加強筋壓在鋼筋網上，與土釘鋼筋焊接牢固，并加專用土釘連接接頭。

2.2.4 樁間施工本案例護坡樁間距為1.5m，樁直徑0.8m，因此，兩樁邊沿有0.7m的間距。為防止樁間土滑落，需要增施樁間土護壁。護壁采用掛網噴射混凝土工藝。工藝流程為修整工作面、編網、噴射混凝土和養護。網片采用鋼板網，搭接長度不少于300mm，噴射混凝土強度為C20，厚度為5cm。為防止掛網脫落，先將樁間土清除至樁內皮線外10cm以上，鋼板網中間釘入φ6＠1200“U”型鋼筋彎鉤，彎鉤單面長度100mm，兩側用錨入護坡樁的φ16鋼筋固定（上下間距1000mm）。由于第三步錨桿以下樁間土為砂卵石層，“U”型彎鉤無法釘入自然土層（卵石、砂層）或“U”型彎鉤不能起有效作用時，在樁間編制鋼筋網片，樁間土中插入長1m的φ16土釘，同時將φ16橫向鋼筋間距適當縮小，防止砂卵石從樁間塌落。最后噴射50mm厚的碎石混凝土，標號為C20。有地下水的部位，插入塑料管將地下水引入坑底集水溝排出槽外。

3 結語

護坡樁加錨桿施工對于低地下水水位的基坑十分合適，錨桿施工較內支撐或止水帷幕造價低。本工程主要采用護坡樁+錨桿工藝，部分工段采用土釘墻+錨桿+護坡樁工藝，工程施工效率高，可滿足高等級質量安全要求，具有實用參考意義。