桩锚支护深基坑的设计与施工

桩锚支护深基坑的设计与施工

陈国宗

十一冶建设集团有限责任公司广西柳州274300

摘要：柳州市三江侗族自治县丽水浅湾综合楼西面是一条通向茶叶交易市场的主干道，该路面比本工程±0.000m高3.3m，该侧地下室剪力墙外边距茶叶街路边最窄处500mm，最宽处有1500mm，基坑开挖采用垂直开挖，开挖深度8.1m，该基坑采用人工挖孔排桩+锚杆+冠梁的综合支护施工技术，施工操作性强，有效地控制了深基坑开挖过程中围护结构变形位移，并防止了由此引起茶叶街地面沉降和开裂及施工期间基坑内施工作业人员的安全，经监测，基坑变形各项指标均在设计的控制标准之内，取得了令人满意的基坑支护效果，可供类似工程借鉴

关键词：深基坑、单排人工挖孔排、锚杆、冠梁、支护

1、工程概况

丽水浅湾综合楼位于柳州市三江县侗乡大道旁，茶叶街前面，丽水浅湾小区5#、6#隔壁，建筑占地面积为1091.4m2，建筑总面积为15624.68m2，建筑类型为商住楼，基础为人工挖孔桩基础，地下一层为车库，一至二层为商场，三层及三层以上为住宅楼，建筑高度54.2m。基坑南北长35m，东西长31m，建筑物靠近茶叶街侧并沿茶叶街方向距街道边最宽为处2.5米，基坑深7.4米，所以开挖采用垂直开挖，其他部分基坑深4.1m，采用放坡开挖。

2、工程地质条件

场地土层从上至下为○1素填土：由粉质粘土及风化泥岩碎石组成，厚度1.5m；○2粉质粘土：厚12m；○3粘土：厚约4m；泥岩：中、强风化，较完整，是本工程桩基持力层。土层的物理力等性质指标间表1。

表1土层的物理力学性质指标

3、基坑支护设计方案

3.1人工挖孔排桩设计

临近茶叶街一侧基坑采用人工挖孔桩+锚杆支护，人工挖孔桩直径d=1.0m，桩距1.0m，锚杆设在桩顶标高下1m处，采用一桩一锚，水平间距Sh=1.0m，在桩身外侧用14的槽钢将所有锚杆连接成一个整体，由于茶叶街路面经常有车辆来往，地面超载估算，桩长及配筋未知，所以施工前必须先确定这两个量，计算简图如下：

3.1.1主动土压力计算

考虑到锚杆要穿过人工挖孔桩后才锚杆，故选锚杆长14.5m，其中自由段长5.5m。

4、基坑支护施工技术

为确保基坑变形不超过容许范围，必须控制每一道的施工，即人工挖孔桩、锚杆锚固、冠梁、基坑开挖等。

4.1人工挖孔桩施工

施工顺序为：场地平整→放线，定桩位→浇垫层→架设支架和手摇辘轳，安装潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖边抽水→自挖下1米左右土层进行桩孔周壁的清理，标核桩孔的直径和垂直度→支撑护壁模板→浇灌一节护壁砼→拆模后继续下挖，支模，浇护壁砼，循环作业直至设计标高→下钢筋笼→浇筑孔桩混凝土。

施工时采用隔二挖一的方法施工，桩距太近造成塌孔。浇筑孔桩时，将每根桩浇筑标高控制在桩顶设计标高下h0=1m处停止浇筑，待所有孔桩施工完后，将桩边1m深的土层挖去，以便好在桩顶标高下1m处钻孔，施工锚杆。

4.2锚杆施工

4.2.1成孔

因本工程土质较好，成孔时采用300型地质钻机，钻孔直径为φ200，成孔倾斜角度20度，成孔深度不小于设计深度。

4.2.2插入锚杆

锚杆采用=36二级钢筋，插入钻孔的锚杆要求顺直，并应除油、除锈。钢筋焊接采用搭接焊，搭接长度30d，插入锚杆时在锚杆上每个2米安放一个对中支架，并将灌浆管固定在锚杆钢筋上同时放至钻孔内。

4.2.3灌浆

灌浆采用42.5的普通硅酸盐水泥配制的水泥砂浆，采用中砂，要过筛，配比为：水：灰：砂=0.4：1：0.2（重量比），砂浆强度不低于20MPa。灌浆前应先洗孔。

砂浆自孔底向外灌注，随着砂浆的灌入，应逐步地灌浆管向外拔出直至孔口，拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内。

4.3冠梁施工

锚杆施工完毕后，再在桩顶做一道高500mm，宽1000mm的水平冠梁将所有围护桩连接成整体排架，使全体围护桩形成共同受力体系，抵抗外部土体侧向荷载，冠梁混凝土强度同桩身混凝土强度，冠梁上下分别配上6根直径为20mm的二级螺纹钢，箍筋采用Φ10@200。

5、基坑开挖

基坑开挖必须待护壁桩混凝土强度达到设计强度后方可进行，根据现场情况，基坑开挖从西面茶叶街往东面大门口分层分段开挖，以便挖出的土方好往外运出。西面茶叶街因基坑空间不足，需垂直进行开挖，其他三边采用放坡开挖。

6、施工监测

基坑开挖前，在基坑周围布设好控制点，以便开挖过程中及地下室施工期间每天对其进行观测，并做好茶叶街一侧支护桩的监控测量记录，确保基坑变形量在设计允许范围内，监测的主要内容有支护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、西面茶叶街路面是否有开裂迹象等。在基坑施工过程中，若发现监控数据接近或超过警戒值时，应立即分析原因，准确地找出问题以便及时作出对策，调整施工方案，确保基坑安全。

7、结论

由于受施工场地及周边环境的限制，通过方案比选，成本核算，优化支护设计，本工程采用排桩+锚杆的支护结构支护，减小挖孔桩深度，并在支护桩顶做一冠梁将所有支护桩连成一整体，其刚度显著提高，基坑施工过程中应充分安排支护桩一侧的施工工作，尽可能的减小支护结构的暴露时间，确保基坑和茶叶街道路的安全。本工程已竣工，茶叶街路面未出现裂缝，说明该深基坑支护设计与施工是成功的，可以为以后类似工程提供借鉴。

参考文献

[1]JGJ120_2012建筑基坑支护技术规程

[2]CECS22：89土层锚杆设计与施工规范

[3]熊智彪主编建筑基坑支护中国建筑工业出版社

[4]余志成、施文华深基坑支护设计与施工中国建筑工业出版社

[5]赵明华、俞晓土力学与基础工程武汉理工大学出版社