預(yù)應(yīng)力高壓旋噴錨索在淤泥質(zhì)土深基坑支護(hù)應(yīng)用研究

許道軍 （安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)，安徽 六安 237000）

1 引言

在淤泥質(zhì)土地區(qū)開挖深基坑時(shí)，其支護(hù)結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)變形問題，而且其錨索施工中也經(jīng)常遇到縮頸、管涌以及滲流等難題。近年來，預(yù)應(yīng)力旋噴錨索技術(shù)的應(yīng)用，使以上問題得以有效解決。通過旋噴錨索與排樁的合理組合，構(gòu)成樁外拉錨支護(hù)體系后，增大了錨索的縱橫排距，提升了工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2 旋噴預(yù)應(yīng)力錨索的優(yōu)點(diǎn)

旋噴錨索的錨固體截面積大、承載性能強(qiáng)、可用于軟弱土層，能將錨固力強(qiáng)化3～6倍，而預(yù)應(yīng)力錨索則能對(duì)變形加以約束，弱化蠕變變形，降低錨索塑性變形，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移進(jìn)行控制，同時(shí)也能使圍護(hù)墻體的受力狀態(tài)得到改善。旋噴預(yù)應(yīng)力錨索的布置方式十分靈活，在復(fù)雜環(huán)境中也能適用。

3 工程實(shí)例

3.1 基坑支護(hù)的基本概況

金鵬玖玖商業(yè)區(qū)的基坑設(shè)計(jì)挖深較大且場(chǎng)地附近環(huán)境復(fù)雜，近出存在其他建筑，對(duì)基坑的臨時(shí)性支護(hù)應(yīng)作加強(qiáng)設(shè)計(jì)，可沿用主體結(jié)構(gòu)標(biāo)高體系，具體高程為±0=20.000m。剖面1、2處基坑支護(hù)要求9.3～9.8m的有效深度，剖面3處要求4.3～4.7m的有效深度。本基坑工程巖土層在支護(hù)范圍內(nèi)的分布為：⑥細(xì)砂夾粉土；⑤粉質(zhì)淤泥質(zhì)黏土夾粉砂粉土；④粉土；③粉質(zhì)淤泥質(zhì)黏土夾粉土；②粉土夾粉質(zhì)黏土；①雜填土。以第⑤粉質(zhì)淤泥質(zhì)黏土夾粉砂粉土層為基底。其設(shè)計(jì)參數(shù)要求為：a.基坑上口周邊2m內(nèi)不允許堆載，2～10m內(nèi)要求20kPa；道路要求20kPa荷載；剖面3與3a的坡頂要求10kPa荷載；b.剖面1、2的基坑側(cè)壁要求一級(jí)的安全等級(jí)，其重要性系數(shù)為1.1；剖面3與3a的基坑側(cè)壁要求二級(jí)安全等級(jí)，其重要性系數(shù)為1.0；基坑必須具備12個(gè)月的安全使用期。d.計(jì)算土層物理力學(xué)的折減參數(shù)時(shí)，按0.75計(jì)。

圖1 基坑臨時(shí)支護(hù)示意圖

3.2 支護(hù)方案

①保證基坑邊坡的穩(wěn)固與安全。②保證附近原建筑結(jié)構(gòu)的安全。③保證基礎(chǔ)施工的安全性。④提供基礎(chǔ)施工所需空間。經(jīng)比選，選擇樁錨支護(hù)方案，設(shè)止水帷幕，基坑以管井降水；具體為：①地下二層車庫(kù)側(cè)的剖面1-1與2-2均按上部放坡+下部樁錨方式支護(hù)；②地下二層車庫(kù)與住宅區(qū)地下室側(cè)的剖面3-3與3a-3a處以懸臂樁方式支護(hù)。

4 施工要點(diǎn)

4.1 支護(hù)樁

①成孔：a.因樁間距不足2.50m，施工時(shí)務(wù)必要間隔成孔，相鄰樁位須待樁芯混凝土終凝后再成孔；b.鉆孔取土期間，當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，為保證附近在建建筑物不會(huì)產(chǎn)生明顯附加沉降，應(yīng)通過相應(yīng)措施避免塌孔、縮徑。

②鋼筋籠:a.鋼筋籠以螺旋箍為外箍筋，設(shè)50mm厚的混凝土保護(hù)層。主筋按5d長(zhǎng)焊縫做雙面搭焊，將加勁筋點(diǎn)焊至主筋上；b鋼筋籠要求按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》以焊接方式分段制作；c吊裝鋼筋籠時(shí)，避免碰撞、變形，并于就位后即刻校正樁位、垂直度，隨即固定鋼筋籠。

③樁身澆混凝土:a.成孔完成，經(jīng)驗(yàn)收確認(rèn)樁長(zhǎng)、樁頂標(biāo)高、巖土層性質(zhì)與孔底沉渣等均合格后，方可展開樁身澆混凝土；b必須以水下澆混凝土方式完成。c樁身混凝土務(wù)必連續(xù)澆灌，并密實(shí)振搗，不留施工縫；d澆混凝土前要再清一次底；e按規(guī)定留置混凝土試塊，并將施工記錄做好。

4.2 止水帷幕

①旋噴樁設(shè)置在支護(hù)樁之間，其樁間距350mm，樁徑600mm，縱向搭接250mm。②施工工藝應(yīng)選擇雙重管法。要求注漿材料按至少180kg/m摻入P.O42.5級(jí)水泥，確定摻入量時(shí)需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，1.0的水灰比，以25～30MPa壓力注漿。③每臺(tái)機(jī)施工前均應(yīng)試樁2～3根，據(jù)此設(shè)置施工參數(shù)。④要求孔位偏差在50mm以內(nèi)，鉆桿垂直度不超過1.0%。⑤要求噴射時(shí)的孔口返漿量不超過注漿量的1/5。注漿管分段提升時(shí)要求至少搭接100mm。若串孔冒漿，還要展開二次注漿。⑥注漿要均勻，自下而上直到高出頂面止水帷幕方可停止。⑦通過復(fù)噴將固結(jié)體半徑增大、使固結(jié)體變強(qiáng)。⑧施工相鄰旋噴樁時(shí)，若間隔＞120h，外側(cè)需要補(bǔ)設(shè)2根樁。⑨按隔孔分序方式作業(yè)，噴注相鄰孔的間隔應(yīng)在24h內(nèi)。⑩基坑開挖前或開挖期間，需隨機(jī)選取監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)止水帷幕檢測(cè)搭接寬度與表面尺寸。

4.3 挖方與削坡

①挖方前，確?；又ёo(hù)標(biāo)高與地下平面結(jié)構(gòu)圖中一致。挖方與地下室結(jié)構(gòu)施工應(yīng)分區(qū)進(jìn)行。②機(jī)械開挖面與人工修坡要求分層、分段，自上而下展開，雜填土層各段長(zhǎng)15m，其他土層均在15～25m之間，按土質(zhì)狀態(tài)確定開挖段長(zhǎng)度，不得超深或超長(zhǎng)?；炷撩鎸优c土釘必須及時(shí)施工。工作面外側(cè)可自由挖方，其挖深以坡頂標(biāo)高為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。自一點(diǎn)位置起按時(shí)鐘方向展開，一層徹底完成后下一層方可開挖。③下層土方須待上一層噴射混凝土面養(yǎng)護(hù)3～5天達(dá)到10MPa強(qiáng)度后方可開挖。④開挖施工不得破壞既有支護(hù)系統(tǒng)。⑤挖方后應(yīng)立即人工修坡，待坡面整平后，將虛土清除。

4.4 冠架

①預(yù)應(yīng)力錨索以15～20交錯(cuò)的傾角旋進(jìn)，以400mm直徑注漿，按規(guī)定成孔。②水泥用的是P.O.42.5級(jí)，摻量暫定在130kg/m以上，暫定0.7的水灰比，具體可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)土層狀態(tài)予以調(diào)整。以25MPa～30MPa的壓力進(jìn)行旋噴攪拌。③施工務(wù)必要切槽，且應(yīng)該分段分層開挖，具體厚度務(wù)必按工況確定。④選擇15.2mm外徑、1×7的預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為錨索，在導(dǎo)向錨托架上居中固定。為了便于張拉，需在樁外留長(zhǎng)1m。將PVC管套在自由段外并封閉兩端。⑤預(yù)應(yīng)力錨索的注漿硬化至75%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)張拉。先以20%的設(shè)計(jì)荷載做1～2次預(yù)拉，再以1.05～1.1倍的設(shè)計(jì)荷載實(shí)施超張拉，并保持5分鐘，再以設(shè)計(jì)荷載鎖定。⑥在對(duì)下層挖方前，務(wù)必設(shè)置好預(yù)應(yīng)力錨頭與水平支撐系統(tǒng)。

預(yù)應(yīng)力錨索檢測(cè)值

4.5 面層

①噴射坡面層和坡頂層時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，厚80mm。②采用雙向的Ф8＠200*200鋼筋網(wǎng)片，設(shè)25mm厚的保護(hù)層。將鋼筋網(wǎng)片可靠固定于邊壁上，鋼筋網(wǎng)片必須與加強(qiáng)筋、土釘可靠連接。相鄰段間按300mm的長(zhǎng)度搭接。③通過試驗(yàn)為噴射混凝土料確定具體配合比，粗骨料中要求粒徑最大控制在12mm以內(nèi)，水灰比的范圍應(yīng)該在0.4～0.45之間。④噴射時(shí)，應(yīng)按照自下而上的順序，將噴頭控制在距離受噴面0.6～1.2m的范圍之內(nèi)；控制射流方向，使其垂直于噴射面。⑤噴射混凝土完成終凝后，應(yīng)于2h內(nèi)結(jié)合氣候條件展開噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間通常在5～7天。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，淤泥質(zhì)地層中采用預(yù)應(yīng)力旋噴錨索樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠有效限制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，大直徑旋噴錨索能夠有效降低錨固體與土體之間的應(yīng)力水平，顯著降低錨索的蠕變量，能夠更好地控制基坑位移。旋噴錨索能夠適應(yīng)復(fù)雜的基坑周邊環(huán)境，布置靈活，可采用較大的錨索間距，能夠有效降低工程造價(jià)。