丁希華

摘 要：樁錨支護(hù)技術(shù)使用范圍和深度越來越廣泛，在深基坑開挖和維護(hù)階段要更加關(guān)注樁錨支護(hù)技術(shù)的利用。本文結(jié)合一個具體的工程實(shí)例分析了樁錨支護(hù)技術(shù)在深基坑施工階段的施工工序以及質(zhì)量控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：技術(shù)；分析；控制

隨著我國經(jīng)濟(jì)以及工程建設(shè)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)深基坑出現(xiàn)頻率越來越多，排樁等支護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足工程發(fā)展的需要，這是由于當(dāng)基坑土體承載力較為薄弱并隨著基坑深度不斷增加時，單純利用排樁樁身自重和嵌固深度以被動土壓力來平衡樁體所受的主動土壓力、地面荷載等的支護(hù)效果并不能夠達(dá)到理想效果，容易在樁頂產(chǎn)生比較大的側(cè)向位移，嚴(yán)重時會使整個結(jié)構(gòu)破壞，出現(xiàn)質(zhì)量以及安全隱患。針對于以上情況，樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)可以解決此類問題，因?yàn)樗哂袆偠却?、形變小、擋土效果好、止水效果明顯且具有較好的適應(yīng)性。

下面結(jié)合一個具體的工程實(shí)例分析下樁錨支護(hù)技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用與控制。

1 工程實(shí)例分析

在某市繁華路段十字路口處有一個辦公樓項(xiàng)目，項(xiàng)目規(guī)劃建筑總面積約為67萬平米，共25層，高度達(dá)到了108米主體辦公樓以及三層最高17m的中庭、會議室、餐廳、檔案館、應(yīng)急調(diào)度中心、健身房等配套裙房項(xiàng)目組成。本辦公樓有兩層地下室，與主樓地下室連接成了一個整體，地下第一層以及第二層高度分別為6m以及4.6m，基礎(chǔ)埋深為13m至14m，在開挖過程中發(fā)現(xiàn)主要開挖土壤為雜填土、粘土、粉質(zhì)粘土以及砂卵石。結(jié)合巖土工程勘察報告以及結(jié)合規(guī)范、地方經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該場地工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，基礎(chǔ)開挖與支護(hù)施工難度很大。另外，考慮到場地所處的環(huán)境，地下以及附近供水管網(wǎng)、排污溝、光纜電線等管線密布，與市政管線基坑距離較近，所以本工程開挖與市政基坑相互作用也比較復(fù)雜和敏感，尤其基坑西北側(cè)與東北側(cè)情況更加復(fù)雜。經(jīng)過分析，本工程基坑支護(hù)方式為樁+錨桿組合方式為最佳實(shí)施方案。

2 樁錨桿支護(hù)的工作原理分析

由于深基坑周圍土壓力、地下水壓力以及基坑周圍建筑物對基坑造成的側(cè)向壓力，深基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的排樁會向深基坑內(nèi)側(cè)傾斜以及相對位移，排樁在嵌固范圍內(nèi)的土體會抵抗主動土壓力，另外錨桿也會抵抗樁體位移而形成的主動土壓力，所以樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)可以承受土體帶來的主、被動土壓力。錨桿的錨固力通過非錨固段傳到錨固段，當(dāng)錨固段錨桿受力后，首先通過錨桿與周邊水泥砂漿之間的粘結(jié)力傳到錨固體中，然后通過錨固體與周圍土體的摩擦力傳到土體深處，經(jīng)過實(shí)踐分析發(fā)現(xiàn)，單根錨桿的承載力除錨桿必須具有足夠的截面積以承受極限拉力外，主要受兩個因素控制：一個是錨固段的膠結(jié)材料同孔壁的粘結(jié)力，另一個是膠結(jié)材料同鋼絲或者鋼絞線的握裹力。

3 本支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容簡介

3.1 人工挖孔樁

樁徑為1m，樁間距為3m，樁身長度為18.5m，嵌固深度設(shè)定為6.0m，樁身所用到混凝土級別為C25混凝土。

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索

預(yù)應(yīng)力錨索水平間距為3m，在每根支護(hù)樁上都要設(shè)置一道預(yù)應(yīng)力錨索。采用70型鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)成孔，水泥砂漿灌注，待砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的75%時可以進(jìn)行張拉作業(yè)。

3.3 掛網(wǎng)噴射混凝土

掛網(wǎng)噴射混凝土可以有效維護(hù)樁間土體，采用C20細(xì)石混凝土噴射，厚度80mm，加強(qiáng)筋采用Φ14@2000*2000，鋼筋網(wǎng)片采用的是Φ10@250*250。每層每樁間設(shè)置一根排水管，排水管采用@25PVC管，每根長度為300mm。

4 土方開挖階段分析

根據(jù)施工整體部署，本工程土方開挖分為三次開挖，第一層開挖從自然地面0.000處開始開挖至標(biāo)高-2.000m處，然后第二層土方開挖從-2.000m處開挖至標(biāo)高AD段的-6.500m、DA段的-6.000處，第三層土方開挖從標(biāo)高AD段-6.500m、DA段的-6.000處挖至基礎(chǔ)坑底。本工程開挖嚴(yán)格按照開挖工藝施工，需要分層分段開挖，開挖深度要控制合理范圍內(nèi)，一般控制在2m范圍內(nèi)，另外根據(jù)總體開挖部署，本工程分為了7個層次進(jìn)行土方開挖。土方主要利用的是機(jī)械進(jìn)行挖運(yùn)，人工清理不易清理的位置，利用自卸車運(yùn)送土體至場外。根據(jù)土體情況以及施工部署，本工程選用了cat325液壓挖掘機(jī)4臺，其中兩臺進(jìn)行土體開挖作業(yè)，另外兩臺輔助進(jìn)行場地內(nèi)的土體轉(zhuǎn)運(yùn)以及翻運(yùn)作業(yè)。土體開挖、運(yùn)至場外的工程量每天不會少于3900立方。

5 人工挖孔樁施工作業(yè)分析

首先利用全站儀進(jìn)行樁孔位置定位，然后采用人工開挖成孔作業(yè)，挖出的土體利用裝筐作業(yè)運(yùn)至樁外。在孔口第一段設(shè)置鎖口，每往下開挖1.0m，就需要利用C25混凝土進(jìn)行護(hù)壁作業(yè)，可以保證施工時土體側(cè)向壓力對孔徑的侵害。拆模后繼續(xù)往下開挖作業(yè)，同時還要配合護(hù)壁作業(yè)，為了維護(hù)上下壁之間的有效連接，在樁內(nèi)安裝了鋼筋籠，鋼筋籠質(zhì)量要經(jīng)過專門的經(jīng)驗(yàn)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量要符合相關(guān)規(guī)定。針對于樁身混凝土澆筑，在澆筑前要對里面的殘渣進(jìn)行清理，另外孔徑內(nèi)也不能有殘余積水，否則應(yīng)該進(jìn)行合理清潔作業(yè)。在澆筑混凝土階段要及時做好試塊留置工作，做好混凝土坍落度測試作業(yè)，此環(huán)節(jié)混凝土坍落度可以控制在8至10cm范圍內(nèi)，且必須利用漏斗以及串筒對混凝土進(jìn)行灌注，不準(zhǔn)在孔口直接卸料，影響混凝土離析并對混凝土庫壁以及鋼筋籠造成不必要的沖擊。為了保證混凝土構(gòu)件的整體效果，混凝土澆筑時一定要分層連續(xù)澆筑，混凝土每一層厚度不能高于1.5m，混凝土振搗要利用混凝土振搗棒，在第一層振搗密實(shí)后，才可以進(jìn)行第二道混凝土振搗作業(yè)。在混凝土澆筑后，12h內(nèi)要對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，養(yǎng)護(hù)作業(yè)可以通過灑水、覆蓋紗布方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

6 冠梁施工作業(yè)分析

冠梁施工作業(yè)也等到護(hù)壁灌注結(jié)束并通過檢查之后才可以施工作業(yè)。在本工程中，冠梁尺寸達(dá)到了1000mm*600mm，其主筋為12Φ25，寬度方向上下各設(shè)置4根，在高度方向上設(shè)置了2根，其箍筋為Φ10@200，混凝土保護(hù)層厚度為35mm，混凝土級別為C25。地槽按照在設(shè)計寬度多加20cm進(jìn)行測試，然后及時用灰線做出標(biāo)記，經(jīng)人工開挖至冠梁設(shè)計標(biāo)高位置。鑿除樁頭位置松散混凝土并及時清理，對地槽基底進(jìn)行找平。地梁鋼筋在地槽內(nèi)綁扎成形后，需要及時布設(shè)鋼筋，另外為了保證結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度，可以設(shè)置混凝土墊塊。冠梁與支護(hù)樁頂間咬合100mm。然后可以支模作業(yè)，在本工程中模板與冠梁鋼筋主筋之間間距控制在35mm左右，模板外觀要滿足設(shè)計以及施工要求。經(jīng)檢查后，可以澆筑混凝土，振搗棒振搗密實(shí)，并壓平防止混凝土收縮，同時還要加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

7 錨索施工工藝分析

在本工程中錨索材料采用的是5束15.2鋼絞線，錨桿成孔孔徑要符合設(shè)計要求，長度控制在19mm至22mm范圍內(nèi)。錨索水平間距控制在3m，設(shè)計張力預(yù)應(yīng)力為100kN，張拉完畢后要及時向孔內(nèi)高壓灌注M30水泥砂漿。在施工前，要對錨桿進(jìn)行施工測試，其實(shí)驗(yàn)的最大試驗(yàn)荷載不宜超過錨索承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍。土方開挖原則可以分層分段開挖，也可以跳槽開挖。當(dāng)基坑開挖至錨桿設(shè)計標(biāo)高下1m范圍時，技術(shù)進(jìn)行施工錨桿作業(yè)。錨索成孔采用70型鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)作業(yè)，成孔孔徑不應(yīng)小于140mm，錨索施工前要對鉆機(jī)傾斜角度進(jìn)行檢查和定位，確保角度正確。當(dāng)成孔完畢后，要植入錨體材料，錨體材料以及長度要按照設(shè)計圖紙以及其他設(shè)計文件中規(guī)定的進(jìn)行加工。當(dāng)錨桿就位后，要調(diào)整錨桿與孔壁的距離，保證有足夠的保護(hù)層厚度。植入桿體材料以及注漿管后，拔出護(hù)壁導(dǎo)管，至錨桿自由端位置設(shè)置止?jié){環(huán)，漿體要及時攪拌和澆筑，不能超過時間。當(dāng)漿體注漿完畢后，要等漿液強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度值75%時，才可以進(jìn)行張拉作業(yè)。

8 樁間支護(hù)作業(yè)

樁間支護(hù)作業(yè)利用掛網(wǎng)噴射混凝土進(jìn)行樁間支護(hù)作業(yè)。休整完壁面后要進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)作業(yè)，要及時噴射混凝土砂漿。加強(qiáng)筋采用Φ14@2000*2000，鋼筋網(wǎng)片采用的是Φ10@250*250，還要固定在狀體內(nèi)部的鋼筋以及膨脹螺栓上面，然后要噴射80mm細(xì)石混凝土砂漿。排水管要在每層樁間留置，排水管采用Φ25PVC管，長度控制在300mm。鋼筋網(wǎng)片的網(wǎng)格允許誤差控制在20mm范圍內(nèi)，噴射混凝土配合比要通過試驗(yàn)測設(shè)，粗骨料粒徑要控制在12mm范圍內(nèi)。

9 施工過程中的監(jiān)測手段分析

在施工中，要對基坑周圍土體的動態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測開挖階段對于周圍土體影響程度以及失穩(wěn)造成的影響。了解樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)以及變形狀態(tài)，做出安全以及質(zhì)量評價，技術(shù)進(jìn)行技術(shù)彌補(bǔ)和處置作業(yè)。監(jiān)測還要包括對基坑周邊地下管線、建筑物等其他構(gòu)筑物造成的影響，以便變形接近預(yù)警值時及時采用相應(yīng)的應(yīng)急措施和方案，盡量避免對周圍管線和結(jié)構(gòu)的影響。通過合理、及時監(jiān)測，及時調(diào)整施工方案以及設(shè)計方案，改進(jìn)施工方法，為以后的設(shè)計完善做出基礎(chǔ)性工作。

樁錨支護(hù)技術(shù)使深基坑開挖和維護(hù)更加便捷和安全，此階段已經(jīng)成為了基礎(chǔ)施工作業(yè)的重要控制階段。樁錨支護(hù)及時不僅要在施工方面多下力氣，還要做好監(jiān)測工作、安全管理工作，因?yàn)樯罨娱_挖與施工是一個比較風(fēng)險多且大的施工內(nèi)容，工程技術(shù)人員以及安全管理人員要做好相應(yīng)控制工作，確保深基坑施工順利實(shí)施。

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