深基坑支护方案的设计与施工方法

———————２００７　Ｎｏ．３　桩基研究与地基基础　

深基坑支护方案的设计与施工方法　“５——

戚雁南　

（安徽省第二建筑工程公司，安徽合肥２３００１１）　

摘要：预应力锚桩（土钉）支护具有支护可靠、变形小、对坡顶位移限制能力强、能较长时间内保持基坑边坡稳定等优点，文章详细介绍了某　

工程预应力锚桩与预应力土钉复合支护技术。以供借鉴。　

关键词：预应力锚杆；喷射混凝土；土钉墙　中图分类号：ＴＵ４６＊３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１ＯＯ７—７３５９（２ＯＯ７）Ｏ３一Ｏ１１５一Ｏ２　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　

Ｑｉ　Ｙａｎｎａｎ　

（Ａｎｈｕｉ　Ｎｏ．２　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ　２３００１　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ａｎｃｈｏｒ　ｒｏｄ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｓｏｉｌ　ｎａｉｌ　ｉｓ　ｒｅｌｉａｂｌｅ，ａｎｄ　ｌｉｔｔｌｅ　ｉｎ　ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｔ　ｈａｓ　ｓｔｒｉｃｔ　ｌｉｍｉｔ　ｏｆ　

ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｓｌｏｐｅ　ｔ０ｐ　ａｎｄ　Ｃａｎ　ｋｅｅｐ　ｐｉｔ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ａ　ｌｏｎｇ　ｔｉｍｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｔｏ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｆｏｒ　

ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ａｎｃｈｏｒ　ｒｏｄ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｐｒａｙｉｎｇ；ｓｏｉｌ　ｎａｉｌ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｗａｌｌ　

０前言　北京“华威四区综合楼”是安徽二建进入北京市的第一项　工程。工程位于闹市区，施工场地狭小，尤其在基础施工期间，　

难度很大。由于采取了合理的基坑支护方案和施工方法，工程　施工进展较顺利，经济效益和社会效益明显。　１　工程概况　

该工程位于北京朝阳区劲松村，地上４－６层，地下２层。筏　板基础埋深一１１．５ｍ，框架剪力墙结构。工程总用地面积　８４００ｍｚ，总建筑面积１１８９０ｍ　（其中地下建筑面积５３０４ｍ　。拟建　场地为第四纪地貌型态，属于永定河冲洪积扇的中下部，地形　平坦。地基土层主要由人工杂填土、粘质粉土、素填土和第四纪　

冲洪积层组成（冲洪层自上而下为砂质粉土、粉质粘土、粉沙、　细沙和粉质粘土）。　

２支护工程设计　

２．１支护方案的分析与选择　土钉墙近几年应用普遍且较为成功，支护深度已达１　８．Ｏｍ　

以上，且工艺简单、施工方便、成本低廉。但属于被动受力结构，　对坡顶位移的限制能力相对较差。护坡桩刚性强，节省场地，安　全性高，受地下水影，ｆｌｚＪ，，与预应力锚杆结合支护使支护结构　由被动受力变为主动受力，对坡顶位移的限制能力强，有利于　周边建筑设施的保护。根据该工程既要考虑安全又要兼顾经济　效益特点，故分为４个区域（即Ｉ区～Ⅳ区）作业，现将难度最　大的Ⅳ区予以介绍。　２．２Ⅳ区支护设计　①该区采用锚拉桩支护结构。基坑侧壁安全系数取１．０，支　护高度１１．５０ｍ，地面荷载取１５ｋＰａ，边坡附加荷载取１８０ｋＰａ。　②桩径　８００ｍｍ，桩间距１．６０ｍ，桩顶标高为一０．３０ｍ，桩　长１５．５０ｍ，嵌固深度为４．００ｍ，桩身混凝土强度等级为Ｃ　２５，桩　

数７０根。桩顶设置１道８００×５００的冠梁，冠梁顶标高同桩顶　标高。　２．２．３锚杆设计　

收稿日期：２００７－０３－０５　作者简介：戚雁南（１９５３一），男，上海人，工程师，国家注册监理工程师，　国家注册造价工程师，国家一级注册建造师。　桩体设置１道预应力土钉和１道预应力锚杆。成孔直径　

１５０ｍｍ，注浆水灰比为０．４—０．５。预应力土钉为１桩１锚，土钉　

。倾角为１０。，土钉设计长度为７．０ｍ一８．０ｍ。锚筋为１　２２钢筋；　设计轴向拉力为１３０ｋＮ，锁定力９０ｋＮ；土钉锚固在２—１４　Ｂ　槽钢腰梁上，位于一３．３０ｍ标高处。　预应力锚杆为１桩１锚，倾角为２０。，锚杆设计长度为　１８．０ｍ，自由段长度为５．０ｍ，锚固段长度为１３．０ｍ；杆体为２根　１８６０级７　５钢铰线；设计轴向拉力为３５０ｋＮ，锁定力２５０ｋＮ；　锚杆锚固在２根２５　Ｂ工字钢腰梁上，位于一６．８０ｍ标高处。　２．２．４桩间土处理　桩间土采用插筋挂钢板网喷射混凝土处理。采用８ｏ０ｍｍ　长　１４ｍｍ插筋和２２　钢板网，面层喷射５０ｍｍ厚的Ｃ２０细石　混凝土。　３施工总体流程　

施工准备一降水井施工一护坡桩施工一基坑土方挖运施　工（分段、分层进行）一土钉墙喷锚支护施工一预应力锚杆施　工一下步土方开挖及土钉墙支护施工……一清槽底施工一土　

方收尾施工一工程验收一工程移交。　４边坡支护施工　

４．１土钉墙施工　工艺流程为开挖工作面一修整坡面一放线定位一用洛阳　铲成孔一插筋一堵孔注浆一配比、固定钢筋网一压筋一喷射混　凝土面层一混凝土面层养护一下一层工作面开挖。　４．２护坡桩施工　护坡桩采用“长螺旋钻机成孔，水泥浆护壁”成孔工艺。　工艺流程为施工准备一测量定位桩一钻机就位一钻至设　计深度一提钻、注水泥浆一测量孔深和沉渣厚度一吊装钢筋　笼一测量笼顶标高一灌注混凝土一测量混凝土面标高。　４．３预应力锚杆施工　４．３．１工艺流程　预应力锚杆采用普通锚杆钻机干成孔施工工艺。　工艺流程为施工准备一钻机就位一校正孔位及角度一钻　孔、抽钻一插送杆件一压灌水泥浆、补浆一杆体养护一安装钢　梁、锚具一张拉、锁定一拆除。

　维普资讯 http://www.cqvip.com ——１１６　安徽建筑　

４．３．２锚杆杆体制作　①杆体采用７　５ｍｍ１８６０级钢绞线，其表面清洁、无污　

物、铁锈、油污或其它有害物质。　②严格依据设计尺寸下料，杆体长度＝锚杆设计长度＋　１．２ｍ预留段，下料尺寸误差不应大于ｌＯｃｍ。　③杆体制作应在平坦、坚实的地面上进行。杆体应保持顺　直，不得发生明显弯曲、变形。　④沿杆体轴线方向每２．ＯＯｍ设置１个隔离架，并用２２　铅　丝将钢铰线与隔离架绑扎牢固；非锚固段套　２０塑料软管，两　

端用铅丝扎紧并密封，软管套入前应将钢铰线尾端缠裹防水胶　布避免划破软管；将注浆管（ｑｂ６塑料管）和排气管插入隔离架　

中　６，ＴＬ杆端３０ｃｍ～５０ｅｍ处；杆端用纺织袋扎紧，以便顺利下入　

孔底。　４．３．３钻机就位　①锚杆钻机作业平台应低于锚杆孔位约５０ｅｍ，平台宽度　不小于６ｍ。　②钻机就位应平衡，平台土层松软时应该用方木垫稳钻　

机，以保证成孔质量。　③锚杆穿过冠梁时，应为冠梁支模留出台阶，台阶平面标　

高同冠梁底面，宽约０．５ｍ。　４．３．４孔位及角度校正　①钻孔前应严格按设计要求在坡面作出孔位标记，并请监　

理进行检查，确认无误后方可钻孔。　②用角度尺测量、控制钻杆角度，严格按设计角度下钻；钻　

杆投影面应尽量与坡面垂直，减少钻杆水平偏角；特殊部位需　要发生水平偏角时其角度应由技术人员确定。　４．３．５钻孔、抽钻　①钻头直径不应小于设计孔径３．Ｏｍｍ以上。　②钻尖对准孔位后平稳钻进，随孔深增加逐步安装钻杆，　

施工时严格控制角度。　③孔口积土应及时清理，以减少孔内土体返出阻力。　④钻至设计孔深后应停止进尺，并继续旋转钻杆１　ｍｉｎ后　

缓慢抽钻，逐节卸下钻杆。　⑤如钻孔施工遇到地下障碍或钻空时不得强行钻进，应及　

时向现场负责人报告等待处理，避免破坏有用管线，造成事故。　

探明障碍物后可调整锚杆孔位及角度避开障碍。　４．３．６插送杆件　①成孔后应及时插送预制杆件，保持杆件顺直、平稳插送，　不得发生明显扭转。　②中途遇阻时可适当调整提动杆件再重新插入；处理无效　

时应将杆件提出孔外重新清孔。　

③插入杆件后：ＴＬＣＦ预留段长度为１．２ｍ。　４．３．７压灌水泥浆（注浆）　①注浆是锚杆施工的一道重要的工序，是决定锚杆质量的　关键。本锚杆工程施工进行常压注浆，注浆管与杆体一同插至　

孔底，注浆开始２ｍｉｎ～３ｍｉｎ后应及时补浆，补浆时注浆管应尽　

量插入锚孔，补浆次数宜为２－３次，保证全孔注满。　②注浆前检查注浆管、排气管是否畅通，止浆器是否完好，　

杆件制作是否符合要求。　

③注浆材料采用水灰比０．４５～０．５０的纯水泥浆，用Ｐ．０３２．５　水泥加净水搅拌而成。　④浆液采用搅拌机搅拌均匀，搅拌时间不少于２ｍｉｎ，浆液　随用随搅，不得有灰水离析现象，浆液应在初凝前用完，严禁石　

块、杂物混入浆液中。　⑤选用ＢＷ一２５０注浆泵进行注浆，注浆作业开始前或中途　２００７年第３期　

停止后再次作业时，宜用水或稀水泥浆润滑注浆管路。　

４．３．８杆体养护　

①锚杆锚固体养护时间不得少于７ｄ，水泥浆体强度不得小　于１５ＭＰａ。　②锚杆锚固体养护期间不得受扰动。　

４．３．９钢梁、锚具安装　①钢梁由２根２５Ｂ工字钢并行焊接而成。　②钢梁应连接成整体，即每个支护区同道锚杆（标高相　

同）钢梁应焊接在一起。　③锚具由２孔或３孔锚头（含锁片）、承压板等组成。　

④由于护坡不能完全位于同一个平面，工字钢角度支撑应　根据实际测量的长度、角度等逐个加工，以保证支撑与护坡紧　

密接触，支撑长度大于３０ｅｍ时应焊接翼板，以保证支撑刚度；　

冠梁部位的角度板应与冠梁全面紧密接触。　

４．３．１０锚杆张拉、锁定　‘　

①锚杆张拉前应对张拉设备进行鉴定，其压力表与负荷采　用内差法进行计算。　②锚固体与冠梁（或桩身）混凝土强度均大于１５．ＯＭＰａ时　

方可进行张拉。　③预应力锚杆定位应按规定程序进行，在编排张拉顺序时　

应考虑相邻钻孔预应力锚杆张拉的相互影响，每段钢梁长度范　

围内锚杆应按从中间向两边的顺序张拉。　④正式张拉前取２０％的设计张拉荷载对其预张拉１～２次，　

使其各部位紧密接触，钢铰线完全顺直。　

⑤锚杆张拉前根据要求由专业检测完成验收试验，验收合　

格后方可进行张拉、锁定施工。　⑥正式张拉时应逐级加荷张拉至设计荷载的１００％　

～１　１０％、再卸载并按设计锁定力值进行锁定。　

⑦锚杆每级张拉应保持５ｍｉｎ～ｌＯｍｉｎ，并确认锚头位移稳　

定，同时张拉机压力表指针稳定时方可继续加荷，并记录每级　荷载下的锚头位移。锚头位移增量应合理，施加等量荷载时，后　

一级锚头位移增量应小于前一级锚头位移增量的２倍；每级荷　

载保持过程中锚头位移增量应小于ｌｍｍ。　⑧锚杆的每根钢铰线应均匀，同时受力，避免因受力不均　

造成钢铰线破坏。　⑨锚杆锁定力为０．７～０．７５倍的设计拉力，考虑荷载损失，　

实际施工时可拉至０．８倍的设计拉力后锁定。　

⑩锚杆锁定后４８ｈ内，若发现预应力损失大于锚杆拉力设　

计值的１０％时，应进行补偿张拉。　锚杆张拉、锁定施工经验收合格，应保持时间大于４８ｈ　

后方可切除外露的钢铰线，切口位置距外锚具的距离不应小于　

ｌＯＯｍｍ。　⑩锚杆或孔注浆及张拉、锁定作业时应由专人作好“锚杆　

施工的记录”和“锚杆张拉施工记录”。　

４．３．１１钢梁拆除　

当基础施工回填到距腰梁约１．０ｍ时可拆除腰梁，拆除方　

法：用气焊割断锚杆，用吊车将腰梁吊出。　

５结论　该工程由于采取了较为合理的基坑支护设计方案和施工　

方法，基础施工顺利，经历一个雨季和１５０多天施工期的考验，　经测定：对南侧的３栋高层建筑（距本工程距离仅为１２．５ｍ），　

以及西侧、北侧道路影响极小，受到了有关质监部门和监理单　

位的一致好评。

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