試論灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿在超深基坑支護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)展

張愛(ài)平 何鵬哲

摘要：灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)相結(jié)合的深基坑支護(hù)體系對(duì)于施工來(lái)說(shuō)更為方便，可以有效地加快超深基坑工程的施工進(jìn)度，并節(jié)省超深基坑施工過(guò)程中的施工成本。本文以某地的超深基坑施工項(xiàng)目為例，對(duì)灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿在超深基坑支護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)現(xiàn)階段灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿在超深基坑支護(hù)中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿；超深基坑支護(hù)；應(yīng)用進(jìn)展

1工程概況以及深基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)情況

1.1深基坑工程概況

該深基坑工程?hào)|西長(zhǎng)226m，南北長(zhǎng)185m，四周挖深為20.20—22.20m，主體結(jié)構(gòu)為框架、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)，深基坑的地板下設(shè)置有抗浮樁，場(chǎng)地地下水的滲透方式為空隙潛水，水位位置在自然地面8m以下，地下水的綜合滲透參數(shù)為100m/d。

1.2深基坑維護(hù)設(shè)計(jì)情況

在進(jìn)行深基坑支護(hù)過(guò)程中，要先用～800@1200旋挖式鉆孔進(jìn)行混凝土灌注樁，在圍護(hù)樁沿磚頭至坑底按不同的挖深剖面分別配置5—6道預(yù)應(yīng)力錨桿，每道錨桿之間的水平間距控制在@1200，每根錨桿按照其受力程度分別配置2×7qb5、4×7qb5的低松弛、高強(qiáng)度的鋼絞線(xiàn)…。在進(jìn)行深基坑維護(hù)時(shí)，需要運(yùn)用混凝土壓頂梁以及采用鋼筋進(jìn)行圍梁。圍護(hù)樁進(jìn)行混凝土壓頂時(shí)采用B×h=900mm×500mm的混凝土圍梁，預(yù)應(yīng)力錨桿的外露端由鋼槽組成，在進(jìn)行深基坑混凝土澆筑后，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用換撐措施將預(yù)應(yīng)力錨桿的鋼材進(jìn)行回收拆除。深管井降水作為深基坑最重要的技術(shù)之一，施工單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)深基坑工程周?chē)牡刭|(zhì)環(huán)境以及各土層的滲透參數(shù)，在深基坑圍護(hù)樁的外圍建立起深管井降水。深基坑剖面結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿在深基坑維護(hù)中的施工

2.1灌注樁施工工藝

在深基坑中運(yùn)用灌注樁支護(hù)技術(shù)時(shí)，灌注樁應(yīng)當(dāng)采用跳打式施工，其護(hù)壁泥漿的比重應(yīng)當(dāng)控制在1.10—1.15，泥漿的原材料應(yīng)當(dāng)選擇高塑性黏土或者是膨潤(rùn)土，孔口應(yīng)設(shè)置1000的鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒的埋設(shè)深度不小于1.0m2J。鋼筋籠在安裝之后要對(duì)安裝殘?jiān)M(jìn)行清洗再放入導(dǎo)管，最后用混凝土進(jìn)行澆筑，在澆筑過(guò)程中應(yīng)連續(xù)施工，避免由于施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)，造成整個(gè)深基坑支護(hù)建筑出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。在整個(gè)澆筑過(guò)程中，導(dǎo)管應(yīng)當(dāng)始終埋在混凝土面0.8m以上，混凝土樁頂?shù)氖┕?biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m，要保證灌注樁的完整性。

2.2預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝

預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)是一種新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，主要由支護(hù)層面、支擋結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力錨桿以及排水系統(tǒng)四部分構(gòu)成，如圖2所示。

預(yù)應(yīng)力錨桿施工的工藝流程主要包括以下幾個(gè)方面：錨孔定位鉆孔、錨索制作安裝、錨桿注漿并養(yǎng)護(hù)、安裝腰梁、錨索張拉以及錨索頭固定。在上文中分析預(yù)應(yīng)力錨桿之間的水平間距應(yīng)根據(jù)受力大小確定錨索的組成部分，在錨索張拉之后應(yīng)當(dāng)用錨具將錨索固定在錨桿的鋼槽腰梁上。錨桿采用的是自成孔錨索，在鉆桿鉆進(jìn)時(shí)注入水灰漿，其水灰比為1：1，水泥漿通過(guò)壓漿泵注入，對(duì)錨索和護(hù)壁鉆孔起到保護(hù)作用。在進(jìn)行錨索制作時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行配置，錨索自由段需要用塑料布包裹兩層，已制作好的錨索通過(guò)固定支架固定在鉆孔的中心位置，在非自成孔的錨索安裝完畢之后將之拉近并進(jìn)行重復(fù)注漿，使其硬化成為錨桿，重復(fù)注漿過(guò)程中泥水灰的比例仍舊為1：1，冬季施工還要在原有的配置材料中加入外摻劑作為防凍劑，避免由于氣溫過(guò)低導(dǎo)致混凝土材料出現(xiàn)凍結(jié)、離析的現(xiàn)象。

2.3深管井降水施工與基坑挖土

深基坑在前期準(zhǔn)備工作做好之后就要開(kāi)始深基坑挖土工程，深基坑挖土工程作為深基坑支護(hù)工程中最重要的基礎(chǔ)工序之一，其工程量是十分巨大的。根據(jù)我國(guó)建筑地基工程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行基坑挖土工程時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循“開(kāi)槽支撐（錨桿）、先撐（錨桿）后挖、分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖”的原則。以本深基坑支護(hù)工程為例，將該深基坑的挖土工程分為三個(gè)階段。第一階段挖深為4.5～6m左右，分4層挖至圍護(hù)樁的壓頂圍梁底，每層挖深約1.5m左右，在最后一層的土挖完之后，施工人員需要立即鑿除灌注樁的樁頭及澆搗素混凝土墊層，并綁扎鋼筋、支模、澆搗混凝土，等到澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的80%之后就可以進(jìn)行第二階段的挖土工作。

第二階段的挖土工程的內(nèi)容為對(duì)剩下的30cm進(jìn)行人工修土，該階段一共分為6個(gè)步驟，每個(gè)步驟挖土大約2.5m厚，每一層挖好之后都要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿與灌注樁之間的二次維護(hù)。二次維護(hù)應(yīng)當(dāng)采用噴射C20細(xì)石混凝土，其厚度大約是100厚，在混凝土之間還需要夾置雙向的鋼筋網(wǎng)，并在每一個(gè)樁柱間加入短錨桿。

第三階段就是運(yùn)用人工修土及塔樓簡(jiǎn)體下坑中坑開(kāi)挖，在施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵循“五邊法”，即邊鑿樁頭、邊挖土、邊澆混凝土墊層、邊墊碎石和邊砌磚胎膜。

3灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)在深基坑支護(hù)中的研究現(xiàn)狀

灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)在我國(guó)深基坑支護(hù)中應(yīng)用較為廣泛，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家也對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的研究。Bnaud在1998年通過(guò)對(duì)錨桿固定長(zhǎng)度與錨桿承載能力之間的荷載分布圖得出了錨固長(zhǎng)度與錨桿極限承載能力之間的相關(guān)關(guān)系。Barley在2000年通過(guò)將數(shù)值模型技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)錨固試驗(yàn)之間的綜合運(yùn)用，對(duì)錨桿的粘結(jié)應(yīng)力分布特征進(jìn)行比較系統(tǒng)、深入的研究，得出了錨桿錨固段粘結(jié)應(yīng)力分布的嚴(yán)重不均勻性結(jié)論。在我國(guó)，戴自航在彈性抗滑樁實(shí)際受力與變形的基礎(chǔ)上，提出新的計(jì)算模式，運(yùn)用新的計(jì)算模式與之前的計(jì)算模式相比較，樁身的彎矩顯著減小，從而使得抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算更加合理。

灌注樁與預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)由于其自身優(yōu)勢(shì)在深基坑支護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。與土釘支護(hù)技術(shù)相比較，樁錨支護(hù)技術(shù)具有控制土體變形能力的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；與水泥土墻技術(shù)相比，樁錨支護(hù)技術(shù)所使用的材料更為簡(jiǎn)單，且對(duì)環(huán)境的污染、破壞較小，適用范圍也更為廣闊；與逆作法支護(hù)技術(shù)相比較，樁錨支護(hù)技術(shù)對(duì)施工技術(shù)的要求相對(duì)較低，且對(duì)設(shè)備的要求更低。

4結(jié)束語(yǔ)

超深基坑支護(hù)工程是一項(xiàng)施工工藝極為復(fù)雜的施工工程，在對(duì)基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工以后，整個(gè)深基坑的挖土施工的關(guān)鍵技術(shù)是深管井降水，只有確保深管井降水順利運(yùn)行，才能確保對(duì)深基坑的維護(hù)安全，以此保證整個(gè)地下建筑的安全。

（作者單位：鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心）