钢筋混凝土灌注桩加预应力锚索在深基坑中的应用.pdf

内 蒙 古 水 利 2 0 1 2年第 4期( 总第 1 4 0期 ) 【 技术 应 用 】 钢筋混凝土灌注桩加预应力锚索在深基坑中的应用 李立霞， 姚文贵， 翟保 旺 山西 电建一公司 ， 山西 大 同 0 3 7 0 0 0 ) 摘要 文章通过工程 实例分析 ， 提 出钢 筋混凝土灌 注桩加预应力锚 索的方案 ， 并对施工工艺进 行了论述。通过现场试验分析及观测 ， 发现该 支护体 系稳定 ， 基坑周边位移及沉降基本符合设计要 求， 且成本较低 ， 运用较成功。 关键词 深基坑； 钢筋混凝土灌注桩 ； 预应力锚索； 应用 中图分类号： T V 5 1 2 文章标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 0 9 4 0 2 1 工程概况 兴旺国际酒店及兴旺商贸大厦及其配套工程项 目 地处大同市御河西路西 ， 北岳中学西部兴建。国际酒 店高 1 2 7 8 m； 商贸 3栋公寓主楼均为 2 6层 ， 高 9 0 1 9 m。酒店式办公楼 1 8层 ， 高 8 9 3 m， 基坑周边长约 6 0 0 m， 最长基坑边长约 2 1 0余 m、 宽 5 01 1 0 m； 基坑深度 为 1 8 m， 国际酒店部分深 2 2 m。周边环境 ： 西侧 、 南侧 为多层住宅 ， 基坑东槽边距城市主干道的距离为 1 4 2 m； 基坑北侧距项 目部临时办公室 8 m。 2 工程地质条件 ( 1 ) 根据勘察报告 资料 ， 本次勘察 钻孔最大深度 5 0 m， 揭露土层主要 由第 四系上更新统和中更新统冲 洪积而成的粉土 、 粉质粘土和砂类土组成 ， 表层为第四 系全新统现代人工堆积杂填土。场地土 自上而下分为 9层。杂填土： 主要由粉土组成， 含煤渣、 砖块、 建筑 垃圾等 ， 结构不均匀 。厚度及层底埋深 2 03 8 m； 粉土 ： 夹 中细薄层 或相变 为粉质 粘土。该层厚 度 0 5 2 3 m， 层 底埋 深 1 7 4 0 m； 粗砂 ： 颗粒 均 匀 ， 含少量砾石 ， 顶部多为中细砂。该层厚度 0 8 2 5 m 层底埋深 3 05 5 m； 砾砂 ： 砾石含量 2 0 4 O ， 砾径 0 52 0 c m， 含卵石 ， 粒径 3 0 5 0 c m。 该层厚度 1 1 61 8 0 m， 层底埋深 1 5 0 2 2 3 m； 粉质粘土 ： 见铁锈色斑 ， 局部夹粉细砂 、 砾砂薄层。厚 度 1 8 5 0 m， 层底埋深 1 8 5 2 4 5 m； 砾砂： 砾石 含量 2 0 4 0 ， 砾径 0 5 2 0 c m， 次圆状 ， 该层厚度 5 6 1 2 6 m； 层底埋深 2 8 03 4 5 m； 粉质粘土 ： 见铁锈色斑 ， 厚度 1 65 3 m， 层底埋深 3 0 03 9 4 m； 砾砂 ； 砾 石含量 2 03 0 。该层 在部分钻孔揭 穿， 揭穿最大厚度 1 7 8 m； 粉质粘土： 见铁锈色斑， 加粉细砂薄层。 ( 2 ) 据现场勘察 ， 勘察孔钻内未见地下水 ， 场地及 其附近地下水位埋深大于 6 0 m。 3 总体设计方案 3 1 方案选型 本基坑开挖支护工程基坑侧壁安全等级设定为 1 级 。因本工程无放坡条件 ， 故采用钢筋混凝土灌注桩 加预应力锚索的设计( 一桩一锚 ) ， 逐层施工逐层开挖 至设计基底标高。桩直径设计为 1 0 m( 2 2 m深基坑 部位 ) 与 0 8 m( 1 8 m深基坑部位) ， 桩长 2 3 2 9 m， 桩 中心距均为 1 5 0 m， 设计混凝土灌注桩 3 9 7根， 桩身 及冠梁混凝土强度等级均为 C 3 0 。 3 2 基坑 支护设 计 基坑设计等级 1级 ， 基坑重要性系数 1 1 。护坡 桩桩径 8 0 0 mm， 1 0 0 0 m m， 桩距 1 5 m， 连梁标高根据 现场条件而定 ， 设置 3 4道锚杆 ， 位置在 一 6、 一l 0 、 一 1 4、 一1 8 m， 倾 角为 1 5 。 。 4施工工艺 4 1 钻孔灌注桩 4 1 1 施 工 顺序 测量放线定位一埋设护筒一桩机就位一拌制护壁 泥浆 成孔_ 第 1 次清孔一质量检测一钢筋笼制作一 吊放钢筋笼安放导管一第 2次清孔一泥浆沉淀一灌注 混凝土 4 1 2成孔 工 艺 本工程采用筒状钻头、 捞砂钻头配合成孔 ， 用优质 泥浆配合护壁 。旋挖机开钻时 ， 钻斗的中心点定位要 准确， 随后的几个钻次一定要轻压 ， 慢转和限制回次进 尺 ， 并从孔 口及 时补充泥浆 ， 保证泥浆面始终保持 在 钢筋混凝土灌注桩加预应力锚索在深基坑中的应用李立霞等 9 5 0 3 m以内。在钻挖砂层和砂 、 砾石地层时 ， 供浆员保 证泥浆粘度保持在 l 8 2 5 s以内， 比重保持在 1 1 5 1 2 0 g c m 以内。 4 1 3 泥 浆护壁 本工程采用膨润土进行人工造浆 ， 以达 到护壁要 求 。泥浆指标要求 ： 比重 ： 1 1 51 2 0 g c m 、 粘度 ： l 8 2 5 S 、 含砂 率： 1 0 、 P H： 79 。施 工中应严格控 制泥浆的 比重 1 3 0 ， 含砂量 1 0 ， 合格 后 4 。 施工时泥浆循环系统 的布置 ： 集 中挖设一个较大泥浆 沉淀池 ， 泥浆池的容积应为桩孔容积的 23倍 以上 ， 另外要布设循环槽 ， 循环槽应有 1 2 0 0的坡度 ， 槽 面积 应保证冲洗液正常的循环而不外溢。 4 1 4 钢 筋笼制作 及 吊放 钢筋笼制作采取半圆支承架成型法 ， 采用全焊式 加工制作。沿钢筋笼纵向， 每隔 4 I l l 设置一组保护层 垫块或护耳 ， 其高度应 比设计厚度大 12 c m。工程 桩主筋的混凝土保护层厚度为 5 0 mm， 保护层允许偏 差应 4 - 2 0 m m。两节钢筋笼之间的连接时 ， 主筋采 用单面 1 0 d的错径搭接焊 。 4 1 5清：t L , - T - 艺 本工程在成孔后和下放导管后各清孔 1次。1 次 清孔在桩孔终孔后立即进行 ， 清孔 时采用专业捞渣钻 头。第 2次清孑 L 在下放钢筋笼和导管后 。 工艺要求 ： 泥浆 的含砂量 4 。泥浆的比重 1 2 5 。孔底沉渣厚度5 0 mm。 4 2 桩 间护壁 施工 在基坑开挖过程 中， 对桩 间土采取挂网喷射混凝 土复合面的措施 ， 分层开挖 ， 即每道锚索施工之前分两 步开挖出桩间护壁施工工作 面。人工清除桩之间的土 比桩身略低 2 0 3 0 m m。在连梁底部向上 2 0 0 m m位 置水平方向和桩身垂 直方向按 5 0 0 7 5 0 mm间距打 眼安装 1 21 2 0 m m加长膨胀螺栓并紧 固。绑扎双 向 6 m m 问距 2 5 0 mm钢筋 网片并在膨胀螺栓上间 全部进行点焊 。钢筋网片距土壁体面 23 t i m。喷混 凝土时 ， 使用空压机输送人工搅拌细石混凝土干料 ， 在 喷头处加水喷射的方法。喷混凝土厚度不得小于 5 0 mm。喷射时 ， 喷头与受喷面应尽量垂直 ， 并保持在 0 61 0 m的距 离。喷射混凝土接茬 ， 应斜交搭接 搭 接 长度 不小 于 2 0 0 m m。 4 3 预应力锚索施工方案 4 3 1 施工顺序 测量放线、 定位孔一开孔钻进至设计设计深度一制 作锚索 ( 杆) 一清孔 、 下锚索搅拌水泥浆一注射水泥浆 一 养护至设计强度一上锚杆腰梁一锚索拉张 、 锁定。 4 3 2 该工程锚索使用全套管螺旋钻进进行成孔 钻进深度应超过锚索设计长度 3 05 0 c m。在锚 杆施工前 ， 要求挖土至锚杆位置以下 0 5 I T ， 并保证离 护坡桩大于 1 0 0 m范围内平坦。 4 3 3成 孔 方法 本次锚杆杆件所用预应力锚索采用 7根 钢绞 线加工而成 ， 设计 杆体长度 为锚杆长度加 1 m， 每隔 1 5 2 m用火烧丝跟隔离架绑扎在一起 ， 隔离架用 1 寸半的硬塑料管加工而成 ， 钢绞线夹在缝隙里。杆体 下放时， 把注浆管插入隔离架中心孔 ， 距孔底 5 01 0 0 c m， 跟钢绞线一同沿钻孔中心线徐徐送入孑 L 内。 4 3 4 注浆 本次锚杆注浆 分两次进行 ， 第 1次以小于 1 Mp a 的注浆压力 ， 直至孔 口处溢 出纯水泥浆 ， 第 1 次注浆完 成后 1 h左右进行 多次补浆 ； 第 2次补浆采用孔 口重 力式灌浆 ， 本次补浆要求水泥浆再次 自孔 口溢出为止 ， 然后停滞 36 h ， 再进行下 1次补浆直至孔 口溢出为 止 。最终补浆至 自由端尾端不存在空隙位置。注浆材 料水灰 比为 0 5左右的纯水泥浆 ， 用 P 0 4 2 5水泥搅 拌而成 ， 用 B W 一1 5 0和 B W2 5 0型注浆泵进行注浆 ， 并 在水泥浆中可根据情况加入 3 o 左右的三乙醇胺。试 拉合格后 ， 立即进行全面张拉锁定。 4 3 5安装锚 具 、 张拉 预应力筋使用多孔夹片式锚具 。锚杆张拉应待锚 杆浆体强度达到设 计强度的 7 5 后进 行。锚杆张拉 顺序为间隔张拉。预应力筋在正式张拉前 ， 应以 2 0 的设计 张拉荷载对其预张拉 1 2次 ， 使得各部位紧密 接触 ， 杆体完全平直 。按规范要求用张拉机分级张拉 ， 等浆体强度达到设计强度后方可切 除外露 的预应 力 筋 ， 留置长度应超过外锚头 1 0 0 m m 以上。之后做锚 杆张拉基本试验 。 5 结语 根据试验所提供 的各项数据和现场情况确认 ， 本 工程采用的钢筋混凝土灌注桩加 预应力锚索体 系， 达 到了设计要求 ； 合理的施工工艺保证了施工质量 ， 保证 了基坑的施工安全 ， 使整个工程高质高量 、 快速 、 低成 本顺利竣工。该基坑支护的成功实践说明： 钢筋混凝 土灌注桩加预应力锚索体系可以控制杂填土、 粉土、 粗 砂 、 砂砾地层中深基坑的水平变形 ， 对于地质条件和周 边环境复杂 ， 基坑深度大的基坑支护 中不妨可以考虑 采用此种支护形式 。 ( 编校 ： 常淑英 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 4 2 3 作者简介： 李立霞( 1 9 8 2 ) ， 女， 助理工程师， 从事工程技术 管理工作。