地道工程深基坑錨拉式排樁支護(hù)技術(shù)方案分析

【摘要】本文重點(diǎn)針對(duì)地道工程深基坑支護(hù)施工方案中的錨拉式排樁支護(hù)體系展開全面分析和研究，有效結(jié)合株洲市北環(huán)路C段（新華東路～東環(huán)北路）新建工程項(xiàng)目地道建設(shè)施工實(shí)際情況展開分析和研究，對(duì)錨拉式排樁支護(hù)體系施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行全面闡述，提出本次工程的施工難點(diǎn)和應(yīng)對(duì)策略，提高錨拉式支護(hù)體系技術(shù)的應(yīng)用效果，增強(qiáng)地道深基坑開挖的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】深基坑;支護(hù);應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

當(dāng)前隨著我國(guó)城市化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，城市內(nèi)部的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日益完善，在城市市政工程建設(shè)施工過程中，對(duì)既有道路進(jìn)行平改立的情況在所難免，因下穿地道深基坑施工對(duì)既有道路地基及其他建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)擾動(dòng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)既有道路地基不均勻沉降問題，影響基坑及周圍建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。為了有效保證地道的建設(shè)兼顧周邊既有道路、結(jié)構(gòu)物的安全穩(wěn)定，在進(jìn)行地道深基坑開挖前，需對(duì)施工區(qū)域的水文、地質(zhì)條件狀況進(jìn)行全面勘查和分析，對(duì)周圍建筑構(gòu)成情況進(jìn)行全面了解，依據(jù)工程實(shí)際情況，制定出科學(xué)完善的工程地道深基坑開挖支護(hù)施工方案，而錨拉式排樁支護(hù)體系作為深基坑其中一種支護(hù)方式，能夠有效保證建設(shè)施工過程中的安全性和穩(wěn)定性，適應(yīng)范圍非常廣泛。

1、工程概況

本地道工程位于株洲盆地中東部，地道全長(zhǎng)300米，其中下穿既有新華東路主道暗埋段長(zhǎng)120m，雙向6車道，單向地道工程建筑限界為0.25m（安全帶）+0.5m（路緣帶）+3.5m+3.75m×2（機(jī)動(dòng)車道）+0.5m（路緣帶）+0.25m（安全帶）=12.5m，凈高5.0m。采用明挖法進(jìn)行地道工程開挖，最大挖深約11米，本地道工程以既有新華東路主道左右兩側(cè)人行道外邊5米為界，分一期、二期分段施工，待既有道路兩側(cè)一期地道主體結(jié)構(gòu)完成受力、管線遷改完成后，進(jìn)行二期既有道路范圍的深基坑開挖，本文以二期基坑施工為例進(jìn)行簡(jiǎn)述。

2、錨拉式排樁支護(hù)技術(shù)介紹

由于下穿既有城市主干道，再加上周邊房屋、商鋪較多、地下管線沿城市主干道敷設(shè)，受場(chǎng)地制約、巖土性質(zhì)及工程特點(diǎn)影響，無法采用經(jīng)濟(jì)節(jié)約的放坡開挖及簡(jiǎn)易支護(hù)，宜采取錨拉式排樁支護(hù)。錨拉式排樁體系受力明確，工程實(shí)踐相對(duì)成熟，排樁平面布置形式采用相隔一定間距的疏排樁布置形式，當(dāng)基坑需要截水時(shí)，可采用排樁與攪拌樁或高壓噴射注漿體相互搭配的組合形式，通過對(duì)錨桿施加一定的預(yù)應(yīng)力，可使其產(chǎn)生的水平變形較小，通過調(diào)整錨桿的位置和層數(shù)可使支護(hù)樁內(nèi)力分布較均勻，并且在基坑內(nèi)形成無障礙空間，便于土方開挖運(yùn)輸和后期主體結(jié)構(gòu)施工。本工程二期基坑平面尺寸為130m×30m，綜合地道周邊環(huán)境、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件等，基坑開挖前先支后挖，采用直徑1.2m間距2m的鉆孔灌注樁，樁身采用C25水下混凝土澆筑，錨桿鋼筋分兩層布置，間距2米，采用3根公稱直徑32mm的HRB400鋼筋，錨固體直徑15cm二次壓力注M30標(biāo)號(hào)水泥砂漿，待排樁成型后分層開挖，第一次分層開挖至第一層錨桿下部時(shí)，進(jìn)行錨桿鉆孔、注漿施工，錨桿預(yù)加力為300KN，錨桿端頭通過C30砼封錨于腰梁處，與排樁形成整體支護(hù)，具體見圖1所示。

3、錨拉式排樁支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用策略

作為國(guó)內(nèi)基坑工程中應(yīng)用最多的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式之一，除受地下管線、地下結(jié)構(gòu)物、地下水位或承壓水頭等影響外，其余深基坑支護(hù)中均應(yīng)用廣泛。此外對(duì)相鄰地域的地下空間使用和開發(fā)有要求的地區(qū)，采用可回收錨桿，可減少錨桿長(zhǎng)期留在地下隱患。錨拉式排樁支護(hù)體系主要施工工藝流程包括：排樁的成孔、清孔、澆筑 鉆孔、清孔、錨桿安裝、孔道注漿 腰梁施工、錨桿張拉 掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等步驟。

在錨拉式排樁支護(hù)體系施工中常見的施工技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略如下：

3.1 支護(hù)樁施工技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略

本工程樁型采用混凝土灌注樁，根據(jù)排樁所穿過土層性質(zhì)、地下水條件及基坑周邊環(huán)境要求選擇沖擊、旋挖、人工挖孔等不同方式成孔，應(yīng)采取間隔成樁的施工順序，在混凝土終凝后，再進(jìn)行相鄰樁的成孔施工。成孔過程中遇到溶洞等不良地質(zhì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先采取拋填片石、水泥、混凝土等措施處理，出現(xiàn)流砂、涌泥、塌孔、縮徑等異常情況時(shí)，應(yīng)暫停成孔并及時(shí)采取措施處理。在支護(hù)樁施工前測(cè)量的準(zhǔn)確性、嚴(yán)謹(jǐn)性至關(guān)重要，必須確保支護(hù)樁不占用主體結(jié)構(gòu)空間，同時(shí)避免支護(hù)樁與主體結(jié)構(gòu)間隙過大，增加開挖、回填量，支護(hù)樁與主體結(jié)構(gòu)邊界間距一般10cm～20cm為宜，支護(hù)樁成孔、清淤、澆筑參照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

3.2錨桿施工技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略

錨桿施工前應(yīng)按要求選定錨桿鋼筋，提前加工制作，錨桿接長(zhǎng)采用雙面搭接焊，搭接長(zhǎng)度不小于10d，定位架固定成型后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后采取保護(hù)措施，防止銹蝕。鉆機(jī)鉆孔前應(yīng)做好孔位放點(diǎn)測(cè)量，根據(jù)周邊土層分布及水位情況，本工程鉆孔使用回旋鉆機(jī)進(jìn)行施工，孔徑大小為200mm，根據(jù)基坑開挖深度確定錨桿深度，鉆孔施工方向?yàn)樗较蛳?5°方向，跳打間隔成孔。當(dāng)鉆孔過程中遇到孔口涌水或塌陷難以成孔時(shí)，宜采用套管護(hù)壁成孔，成孔后立即清孔、安放錨桿，壓力注M30水泥砂漿，通過使用壓力泵將水泥砂漿直接注入到錨孔內(nèi)部，所用水泥強(qiáng)度不能小于42.5MPa，注漿材料采用水泥砂漿。如果遇到洞穴等不能過度加壓，以0.1Mpa的工作壓力逐步進(jìn)行注漿，注漿前注漿管應(yīng)直接插入到孔洞底部5～10cm范圍之內(nèi)，注漿后緩慢均勻拔出，充分保證漿液飽滿，如果孔洞沒有漿液溢出情況，則需及時(shí)補(bǔ)充水泥沙漿，采用二次高壓注漿工藝以彌補(bǔ)地下水流動(dòng)對(duì)一次注漿造成的缺陷，錨桿注漿后，需及時(shí)進(jìn)行封堵，注漿技術(shù)要點(diǎn)參照《注漿結(jié)束規(guī)程》（YS/T5211-2018）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

3.3腰梁施工、錨桿張拉技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略

腰梁作為傳遞支護(hù)結(jié)構(gòu)與錨桿支點(diǎn)力的鋼筋混凝土梁，應(yīng)與錨桿、支護(hù)樁連成整體，本工程開挖前澆筑的支護(hù)樁因無法預(yù)留插筋，需采用植筋的方式固定腰梁鋼筋，植筋鋼筋一般采用φ10mm～φ12mm，植筋深度不小于15d，植筋固化后應(yīng)委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行抗拔力檢測(cè)，合格后進(jìn)行腰梁鋼筋、混凝土施工。

當(dāng)錨桿固結(jié)體及腰梁強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度的75%且超過15Mpa后，進(jìn)行錨桿的張拉鎖定，按設(shè)計(jì)的張拉值進(jìn)行錨桿預(yù)張拉，在張拉值下的錨桿位移和壓力表壓力應(yīng)保持穩(wěn)定，錨桿鎖定還需考慮相鄰錨桿張拉鎖定引起的預(yù)應(yīng)力損耗，當(dāng)錨桿預(yù)應(yīng)力損耗較大時(shí)，應(yīng)再次進(jìn)行鎖定，錨桿出現(xiàn)錨頭松懈、脫落、錨具不起作用等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或者修復(fù)后再次鎖定處理。

3.4掛網(wǎng)、噴漿技術(shù)要點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略

因本工程地下水較少，支護(hù)樁外側(cè)未設(shè)置截水帷幕，為防止樁間土坍落及土體滲水，增加基坑壁整體穩(wěn)定性，在基坑分層開挖，支護(hù)樁暴露后，采取在支護(hù)樁的坑內(nèi)側(cè)掛網(wǎng)噴射混凝土面措施予以防護(hù)，使混凝土面層與支護(hù)樁可靠連接形成整體。鋼筋網(wǎng)采用φ8～φ10mm@200mm，鋼筋網(wǎng)用橫向拉筋與兩側(cè)支護(hù)樁連接，拉筋錨固在樁內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于100mm，鋼筋網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度不小于10d。噴射混凝土厚度不宜小于50mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20，在正式開始噴射施工之前需要對(duì)機(jī)械設(shè)備、風(fēng)水管路以及電線等進(jìn)行全面檢查，埋設(shè)控制噴射厚度的鋼筋材料。

在噴射混凝土作業(yè)過程中，需要采取分段分片依次進(jìn)行噴射施工，由下而上分段噴射。在混凝土噴射施工過程中，應(yīng)保證低洼處盡可能噴射平整，噴射厚度不能過大，防止對(duì)混凝土的粘接力和凝聚力產(chǎn)生不良影響，同時(shí)噴射厚度也不能過薄，否則會(huì)影響到混凝土材料的回彈量。

混凝土面層噴射完成之后，需有效做好后期的養(yǎng)護(hù)處理工作，在混凝土噴射完成2h后進(jìn)行噴水保濕養(yǎng)護(hù)，通常養(yǎng)護(hù)期一般7天。在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，如發(fā)現(xiàn)混凝土表面出現(xiàn)脫落、裂紋問題，必須要及時(shí)分析其中產(chǎn)生的原因，同時(shí)采取針對(duì)性的處理措施如補(bǔ)噴等來加以解決。

結(jié)語：

綜上，在地道工程施工過程中，錨拉式排樁支護(hù)體系受力穩(wěn)定，基坑監(jiān)測(cè)顯示各項(xiàng)變形較小，支護(hù)作用明顯，為土方開挖及主體結(jié)構(gòu)施工提供很大便利，提供良好的基坑作業(yè)條件，適用范圍較廣，有效提高基坑施工的安全性和穩(wěn)定性。

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[5]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008.

作者簡(jiǎn)介：

彭冰（1988.02.20），男，漢族，本科，工程師 ，湘潭人，研究方向：市政工程現(xiàn)場(chǎng)管理。