高層建筑基坑樁錨基坑支護(hù)技術(shù)

劉冀勇

（菏澤澎泰建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 菏澤 274100）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市人口不斷增長(zhǎng)，城市土地價(jià)格不斷上漲。主工作面也是因?yàn)榈靥幨兄行?，面積有限，而主坑又深又大，一段時(shí)間的努力，以及主坑加固的施工技術(shù)要求越來(lái)越高，而錨固支架的保護(hù)已成為主坑加固設(shè)計(jì)的首選方案。樁的錨固支架由樁和預(yù)應(yīng)力錨索組成，共同克服基坑外土體的下降，保證完整性，基坑的穩(wěn)定性和安全性。

一、工程概況

（一）工程簡(jiǎn)介

地下室，1#塔柱26層，建筑總高度110.40米；2#塔樓22層，總高度99.60米。1#、2#塔樓地上部分通過(guò)五層裙房連接，塔樓地板的一部分，通過(guò)五層裙房連接，形成一個(gè)雙塔結(jié)構(gòu)體系；此外，還建造了四套70至90米高的公寓。工程范圍內(nèi)，主坑?xùn)|西長(zhǎng)約二百七十米，南北寬約一百四十五米，挖深十五點(diǎn)三米，局部升降機(jī)等主坑挖深可達(dá)十九米，級(jí)別1的值。

（二）工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

根據(jù)地勘報(bào)告可知，支護(hù)范圍內(nèi)主要是雜填土、粉土、粉質(zhì)粘土及粉砂；場(chǎng)地地下水位約地表下6.0m。

二、基坑支護(hù)方案

該工程支護(hù)方案如下：在上部5.4m深度范圍支護(hù)：為1∶1自然土坡，平臺(tái)寬度5m；或?yàn)?∶0.46坡度的土釘墻，土釘矩形布置，間距1.5m*1.5m；下部10.2m范圍支護(hù)：灌注樁加兩道或三道連續(xù)梁并用錨索錨固，灌注樁1、2樁徑為800mm，樁間距為1.5m；灌注樁3樁徑為900mm，樁間距為1.5m；連續(xù)梁截面為500mm*1000m；錨索采用4（5）s15.2鋼絞線，間距為1.5m或3.0m，入射角度15度。

（一）護(hù)壁樁施工

施工準(zhǔn)備→鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)通道及鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)處理→樁孔放線定位→泥漿池施工→泥漿制備（護(hù)壁樁鋼筋籠制作）→鉆機(jī)入場(chǎng)就位→鉆機(jī)開孔及鋼護(hù)筒安裝→注泥漿→繼續(xù)鉆進(jìn)、排渣、成孔→清孔→吊放鋼筋籠→檢查塵渣厚度至達(dá)到要求→插入混凝土澆注導(dǎo)管→水下澆注混凝土→完成混凝土澆注后拔出導(dǎo)管→截樁頭→綁扎冠梁鋼筋骨架→澆注冠梁混凝土。

該項(xiàng)目的墻壁支撐樁通過(guò)旋轉(zhuǎn)孔鉆出。設(shè)備使用SWDM22山河智能旋挖鉆機(jī)。鉆孔時(shí)，添加了高質(zhì)量高效的泥漿。在鉆孔過(guò)程中，隨著鉆機(jī)的攪拌，可能會(huì)在孔壁上形成泥漿，以確保將灌注樁形成孔。如果孔壁不塌陷，則有效地防止了由孔壁塌陷引起的土壤沉積。

（二）預(yù)應(yīng)力錨索施工

錨索鉆孔直徑150mm，采用YXZ-70潛孔鉆機(jī)鉆進(jìn)。開鉆前孔位和角度嚴(yán)格測(cè)量，實(shí)際孔位和設(shè)計(jì)孔位誤差控制在±5cm以內(nèi)。鉆至設(shè)計(jì)深度后，采用高壓風(fēng)清孔。

錨索安裝前，核對(duì)錨索編號(hào)與孔號(hào)是否一致。安裝時(shí)注漿管一并隨錨索放至孔底，隨后應(yīng)向外拔出0.2m左右，確保注漿管暢通。

錨索注漿采用水泥砂漿，水灰比0.4～0.5，強(qiáng)度等級(jí)為M30，注漿壓力0.3～0.5MPa，確保砂漿灌注飽滿密實(shí)。

錨索張拉采用YCW150型千斤頂，預(yù)張拉采用YDC240Q型千斤頂，油泵采用ZB4-500型。張拉前將鋼絞線、腰梁清理干凈，再依次套入錨墊板、工作錨板、限位板。先對(duì)單根鋼絞線按一定次序進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)張拉力控制在20kN（鎖定力的10%～15%）。預(yù)張拉完成后，將錨索張拉至設(shè)計(jì)值并鎖定。

三、基坑監(jiān)測(cè)及其分析

為確保防護(hù)設(shè)施的穩(wěn)定性和安全性，確保毗鄰掩體的建筑物的安全和正常使用，此外還對(duì)公路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。這個(gè)控制分析只包括項(xiàng)目的一個(gè)階段。監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有：支撐結(jié)構(gòu)頂部水平位移、深部地面水平位移、周邊土體垂直位移，軸支承力。

監(jiān)測(cè)和分析結(jié)果如下。

（一）支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移

隨著施工的繼續(xù)，防護(hù)設(shè)施頂部的水平位移也隨之增大，有變化的趨勢(shì)，前兩個(gè)月橫向移動(dòng)緩慢，2月至6月，防護(hù)設(shè)施頂板移動(dòng)最快，半年后，支承結(jié)構(gòu)上部位移趨于減速，直至穩(wěn)定，最大36.7毫米；由于空間影響，主隕石坑中心的位移高于主隕石坑的角；在整個(gè)施工階段，防護(hù)設(shè)施頂部水平位移超過(guò)45毫米。這表明了掩體防護(hù)方案的可靠性和合理性。

（二）深度質(zhì)量水平位移

土壤的深度位移是通過(guò)安裝在墻外側(cè)的土中的斜孔來(lái)控制的，主要考慮了不同深度支承結(jié)構(gòu)水平位移隨基坑開挖深度增加的變化。

埋深1米處出現(xiàn)土深水平位移最大值，最大值31.9毫米；深部土壤水平位移的變化首先減小，然后增大，然后減小趨勢(shì)，在7米深的埋藏位置，位移出現(xiàn)極點(diǎn)，在9-12米深的埋藏點(diǎn)，土體深度位移趨于穩(wěn)定；在整個(gè)施工期間，土體深度位移不超過(guò)35毫米，表明基坑加固方案的可靠性和合理性。

（三）垂直移動(dòng)地球周邊

隨著施工的繼續(xù)，地面周邊垂直位移也增大，變化趨勢(shì)大，前兩個(gè)月水平位移緩慢，從2月到8月，地球周長(zhǎng)垂直移動(dòng)速度增長(zhǎng)最快，8個(gè)月后，支撐結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)移動(dòng)速度趨于放緩至穩(wěn)定，最大21.3mm；隨著南側(cè)道路的臨近和大型建筑物的修建，從南側(cè)看，地面周邊具有重要的垂直位移意義；在整個(gè)施工期間，地面周邊垂直位移大于25毫米報(bào)警值。這表明了掩體防護(hù)方案的可靠性和合理性。

（四）軸支承力

這種水平軸向控制，主要是控制在支撐結(jié)構(gòu)中的水平支座中。

隨著施工的不斷進(jìn)行，支撐結(jié)構(gòu)支承軸的支承力得到加強(qiáng)，增長(zhǎng)較快的趨勢(shì)發(fā)生變化，隨著建設(shè)的繼續(xù)，增速在穩(wěn)定前有所放緩。第三個(gè)月，由于水管爆裂、土體滲流周長(zhǎng)、發(fā)現(xiàn)后，雙方采取了有效措施，但同時(shí)支撐結(jié)構(gòu)支承軸明顯增大，最后軸向力穩(wěn)定；在整個(gè)施工期間，支承結(jié)構(gòu)的支承功率為設(shè)計(jì)軸向力的60%，大于報(bào)警值。這表明了掩體防護(hù)方案的可靠性和合理性。

（五）支護(hù)結(jié)構(gòu)選型

錨固結(jié)構(gòu)工期短，施工成本低，不影響地下室建筑施工，適合當(dāng)前施工。砂層錨索施工難度大，可能造成地下水和沙土流失，造成土體沉降，可通過(guò)采用預(yù)應(yīng)力錨定鉆孔技術(shù)和套管鉆孔解決。如上所述，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了鉆孔樁+預(yù)應(yīng)力錨索的錨固方案。

（六）預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)

根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)，工程采用單錨，由上下兩排組成。

錨索第一排（YM1），位于地表以下3.2米位置，設(shè)計(jì)軸向拉伸值40T，預(yù)應(yīng)力聯(lián)鎖20T，采用?150錨孔設(shè)計(jì)，錨柱長(zhǎng)度35m，自由段5m，錨定段30m，采用3×7?5鋼纜。

錨索二排（YM2）位于地下6.0M處，具有55T軸向拉伸、40T預(yù)應(yīng)力聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)意義，設(shè)計(jì)用于使用?150錨孔，錨柱長(zhǎng)度35m，自由段5m，錨定段30m，使用5×7?5鋼電纜。

四、基坑施工控制

以確保外圍建筑物、道路及地下管道的安全，在施工過(guò)程中，應(yīng)將控制權(quán)交給合格的第三方。

對(duì)于主監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，設(shè)置了以下控制值：支撐結(jié)構(gòu)最大水平位移35mm，地球周圍沉積變形控制30mm分區(qū)。水平位移控制值為30mm，地面沉降控制值為25mm。在土方工程和地下構(gòu)筑物施工過(guò)程中，各點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在設(shè)計(jì)許可范圍內(nèi)，無(wú)異常。

五、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)的分析和深海盆錨桿加固工程，得出以下結(jié)論。

（一）樁與錨索連接的錨固支架固定系統(tǒng)在深部工作面固定時(shí)能起到較為突出的圍護(hù)作用。這種結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，施工方便，對(duì)環(huán)境危害較小。

（二）隨著施工開始，主坑開挖越深，支撐結(jié)構(gòu)頂部水平位移越大開始緩慢，生長(zhǎng)較快后，畢竟，趨勢(shì)已經(jīng)穩(wěn)定下來(lái)，但這種穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。支撐結(jié)構(gòu)頂部的水平位移可能會(huì)受到與主坑相鄰的建筑物自身重量和地面反應(yīng)器負(fù)載的影響。

（三）在1米深的挖土工程中，土層深度發(fā)生水平位移。深質(zhì)量水平位移的趨勢(shì)是先減小后增大后減小。深7米處的水平地面位移可能會(huì)再次生長(zhǎng)，并在極端點(diǎn)出現(xiàn)。

（四）隨著施工的繼續(xù)，主坑越挖越深，周邊土體垂直位移越大，趨勢(shì)變化，生長(zhǎng)速度越快，趨勢(shì)最終會(huì)穩(wěn)定下來(lái)，但這種穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)波動(dòng)?；又苓吅奢d對(duì)外圍土的垂直位移影響較大。

（五）在施工過(guò)程中，樁系錨索基本上能承受拉力，這種拉力也一直持續(xù)上升，暫時(shí)不會(huì)隨著坑的加深而穩(wěn)定下來(lái)，但在一定程度上是搖擺不定的?；又車沫h(huán)境對(duì)錨索的拉伸有很大的影響。