桩-撑-锚组合支护技术在基坑工程中的应用

桩-撑-锚组合支护技术在基坑工程中的应用

陈英山

惠州市金悦建筑工程有限公司广东惠州516000

摘要：深基坑工程的支护结构形式决定了基坑工程的安全性和经济性。因此，在满足深基坑支护工程安全性的条件下，根据基坑的性质、场地工程的周边环境采用合理的支护结构形式可大大降低深基坑工程的支护费用。本文结合实例，阐述了桩-撑-锚组合支护技术在基坑工程中的应用，以期为今后相关工程提供参考。

关键词：桩撑；桩锚；支护结构；基坑工程

前言

近些年来，随着城市化的快速发展与土地资源的有限性，城市地下空间得到了充分的开发利用，在深基坑工程中由建筑结构所产生的基坑面积越来越大，深度也越来越深，而这些深基坑一般都位于建筑物、道路、地下管线、地铁等相对密集的城市中心，基坑周边环境的复杂性增加了工程师对深基坑支护设计的难度。桩-撑-锚组合支护技术，是将桩-撑和桩-锚支护结合起来，取长补短，从而达到安全可靠、方便施工、加快施工进度、合理控制造价的综合效果。

1工程概况

某综合办公楼，总用地面积30766.46m2，净用地面积25476.94m2。基坑开挖深度15.7～15.9m，2#塔楼坑中局部加深至17.7m，支护周长约706.54m，基坑底面积约为23414m2。

2工程地质条件

根据基坑工程专项勘察报告，基坑开挖范围内主要土层由上到下依次为：①杂填土、②黏土、③有机质黏土、④粉土、④1黏土、④2有机质黏土、⑤有机质黏土、⑥粉土、⑥1黏土。

拟建场地所在区域河流众多，经稳定后水位量测，地下水埋深在0.90～1.60m之间，稳定绝对高程为1888.04～1888.96m；地下水多处于填土中，且高于填土前水位，具局部凸状，为填土渗透性不均匀所引起；地下水类型主要为赋存于粉土中的第四系微承压孔隙水，其补给来源主要为大气降水，无明显流向。

3基坑周边环境情况

基坑北侧市政道路，为双向4车道，道路宽约16m，走向近东西向，道路南侧地下分布大楼（层数3层，距离基坑开挖线约40m，基础形式为桩基）。基坑南侧地下埋有通信光缆（埋深约1.5m，距离基坑开挖线约22m）。基坑西侧距离住宅小区约35m，地下分布有通信光缆（埋深约1.0m，距离基坑开挖线约18m）。基坑东侧为双向6车道，道路宽约40m市政道路，走向近南北向，道路西侧绿化带内地上分布有照明线路、交通指示牌、摄像系统（距离基坑边线约9m）及400kV变电箱（距离基坑边线约6m），地下分布有通信光缆（埋深约1.5m，距离基坑开挖线约5m）及地下排水管网（埋深约2m，距离基坑开挖线约15m），距离新运粮河约25m，道路东侧为经典双城小区高层建筑（距离基坑边线约60m，基础形式为桩基）。

4基坑支护方案介绍

根据本工程地质条件、周边环境等因素，通过安全、经济等各方面综合分析比较后，采用桩-撑-锚组合支护技术。在基坑东南角，因2#塔楼邻近基坑开挖线，坑中坑深度达17.7m，为了确保基坑安全，将周边环境变形控制在规范范围内，故该部分采用φ1500mm@2000mm旋挖钻孔灌注桩＋6排预应力锚索支护。整个基坑截水帷幕采用普通水泥土搅拌桩＋三轴水泥土搅拌桩联合的形式。

5施工技术措施

5.1施工流程

5.1.1内支撑部分

施工准备→测量放线→三轴水泥土搅拌桩施工→旋挖支护桩施工→混凝土内支撑立柱桩及型钢立柱施工→排水系统施工→冠梁及第1道内支撑施工→分层土方挖运→第2道内支撑施工，分层土方挖运→地下3层地下室结构和换撑板施工→拆除第2道支撑→地下2层地下室结构和换撑板施工→拆除第1道支撑

5.1.2放坡部分

施工准备→测量放线→坡顶普通水泥土搅拌桩施工→分层、分段土方挖运→分层、分段钢管土钉施工→坡脚三轴水泥土搅拌桩施工→坡脚长螺旋支护桩施工→分层、分段土方挖运→分层、分段锚索施工→地下结构施工及地下室回填→分层回收锚索

5.2旋挖灌注桩施工

不能放坡部分支护桩采用φ1500mm@2000mm旋挖钻孔灌注桩，桩身混凝土强度等级为C30水下自密实预拌混凝土，坍落度宜为180～220mm，桩位允许偏差-50～50mm，垂直度偏差≤1%（立柱桩垂直偏差≤1/150）。其施工工艺流程为：场地平整→孔位测定→埋设护筒→钻机

就位→开钻成孔→提钻清孔→检孔→安放钢筋笼→下导管→水下混凝土灌注→提拔导管→成桩→拔出护筒→检测。

5.3长螺旋钻孔灌注桩施工

放坡部分采用φ800mm@1300mm长螺旋钻孔压灌桩，桩身混凝土强度等级为C30细石混凝土，坍落度180～220mm，桩位允许偏差-50～50mm，垂直度偏差≤1%，施工工艺流程为：施工准备→测量放线→起吊钢筋笼→钻孔至设计深度→边灌注混凝土边提升钻杆→提出钻杆、移开桩机→启动振动锤下插钢筋笼至设计标高→成桩。

5.4三轴水泥土搅拌桩

部分截水帷幕采用φ650mm@450mm三轴水泥土搅拌桩，桩位偏差≤50mm，垂直度偏差＜0.5％，搭接时间≤24h。通过现场工艺性试验，采用两喷两搅施工工艺，三轴搅拌机下沉速度控制在0.5～0.8m/min之间，提升速度控制在1～2m/min。水泥采用PSA32.5矿渣硅酸盐水泥，水泥掺量为15%。

5.5锚索施工

锚索成孔采用导管跟进成孔注浆，孔径180mm，孔位允许偏差≤50mm，锚索钢绞线材料强度标准值1860MPa。锚索注浆采用P.O42.5R水泥拌制，水灰比为0.50～0.55，水泥用量不少于90kg/m，强度等级不低于M30，采用二次注浆成锚工艺，第1次采用常压注浆，第2次注浆压力为2.0～3.0MPa。注浆管应随锚索下至孔底，二次注浆管应能承受3MPa以上的注浆压力，锚索应在锚固段注浆体强度达到设计值的75%后方可张拉锁定，土体回填至每排锚索标高以下500mm时方可拆除锚索。

5.6内支撑施工

开挖至支撑梁底标高后浇筑厚10mm的C15素混凝土垫层，垫层与梁底间铺设2层油毡作为隔离层。支撑标高的允许偏差应为30mm，支撑水平位置的允许偏差应为30mm，支撑梁混凝土等级采用C30，保护层厚度25mm。支撑拆除时遵循“先换撑，后拆撑”的原则，在换撑板达到设计强度以后方可拆除。拆除混凝土时要提高监测频率，发现变

形变化速率超过警戒值时，应及时停止拆撑，分析原因并采取相应的保护措施后方可继续拆撑。

5.7施工注意事项

（1）基坑施工前应做好基坑周边管线的详细探测，防止基坑开挖对其造成破坏。

（2）旋挖灌注桩施工时，应根据地质情况选择护筒及其埋设深度，要控制好泥浆密度，防止坍孔。

（3）内支撑立柱桩及钢立柱施工时，要严格控制型钢立柱埋入立柱桩的长度，要控制好型钢立柱柱顶坐标及桩顶标高，以免造成型钢立柱与支撑梁节点施工困难。

（4）锚索在粉土中钻孔易坍孔，造成周边地表沉降。成孔必须采用双套管成孔施工工艺，以确保锚索施工期间周边环境的安全。

6基坑监测

本项目布置墙顶（坡顶）水平、沉降位移监测点59个，周边道路沉降监测点11个，预应力锚索监测点13个，水位观测井兼回灌井10个，土体深层位移监测点9个，立柱桩竖向位移监测点8个，支撑内力监测点5个，支护桩内力监测点8个。监测结果显示，基坑顶部水平位移最大累计值30mm、基坑顶部沉降最大累计值46mm、基坑周边建筑物沉降最大累计值12mm、地下水位最大累计值670mm、深层水平位移最大累计值45mm、支撑轴力最大累计值3231kN、立柱沉降最大累计值5mm。

7结束语

总之，桩-撑-锚组合支护技术在安全可靠、经济合理、方便施工等方面有较突出的综合优越性。本基坑工程采用桩-撑-锚组合支护技术，实施顺利，从而达到了质量可靠性好、控制变形能力强、土方施工方便、地下室施作有利、工程造价较低等综合效果。

参考文献：

[1]蒋冲，周科平，胡毅夫.深圳平安金融中心基坑围护结构变形监测分析[J].岩石力学与工程学报.2012（S1）

[2]杨卫星，汪俊，周鼎.桩锚结构在城市地下通道工程中的应用[J].中国西部科技.2009（33）