壓應力分散型擴大頭錨桿合頁夾式拆芯技術(shù)在深基坑施工中的應用
杜明祥1 周建明1 程良奎2
1．蘇州市能工基礎工程有限責任公司 蘇州 21501 1；2．冶金部建筑研究總院 北京 100088
摘要：預應力錨桿在深基坑工程中應用廣泛，但是在錨桿功能結(jié)束后，桿體遺留在土層中，不僅浪費材料，還對后續(xù)工程構(gòu)成了嚴重的安全隱患，因此在部分城市已經(jīng)陸續(xù)出臺文件，規(guī)定錨桿在使用過程中的桿體不得超越紅線而永久存在，使得預應力錨桿的應用受到了很大的限制。結(jié)合工程實例，介紹了一種具有拆芯功能的新型壓應力分散型擴大頭錨桿技術(shù)，該技術(shù)使錨桿桿體得到了回收利用，有著較好的社會效益和經(jīng)濟效益。
關鍵詞：基坑圍護 壓應力分散型 預應力錨桿 可拆芯 合頁夾 新技術(shù)
中圖分類號：TU753.3 文獻標志碼：B DOI: 10.141 44/j .cnki.jzsg.2015.10.007
1 工程概況
1.1結(jié)構(gòu)概況
長發(fā)商廈東側(cè)輔房翻擴建工程深基坑位于蘇州市臨頓路東側(cè)、大儒巷北側(cè)、南顯子巷南側(cè)，工程總用地面積2 781 m2。項目總建筑面積10 459 m2，工程主體結(jié)構(gòu)為長方形的框架結(jié)構(gòu)，地上4層、地下2層，地下主體結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁樁基加承臺底板的基礎形式。
該基坑南北向長88 m，東西向長25 m，周長約236 m，面積約2 000 m2�；游鱾�(cè)緊靠長發(fā)商廈，為框架結(jié)構(gòu)，地上6層，地下1層，其基礎形式為筏板基礎。基坑東側(cè)為舊居民房，是1-2層的古建筑群，結(jié)構(gòu)形式主要以木結(jié)構(gòu)為主，屬于政府控保性建筑。
本工程自然地坪相對標高為±0.00 m，相當于絕對高程3.80 m�；娱_挖深度根據(jù)地下室承臺墊層底標高確定，承臺墊層底標高為-9.95 m、-11.35 m，故開挖深度為9.95m、11.35m。
1.2水文地質(zhì)情況
據(jù)勘探揭露，場區(qū)自然地面下最大勘探深度60.30 m以內(nèi)為第四紀沉積物，主要由飽和黏性土、粉土、粉砂組成，按其物理力學性質(zhì)及工程特性的差異性，從上到下可分為12個工程地質(zhì)層、6個亞層。
場地內(nèi)對本工程建設有影響的地下水主要為孔隙潛水及微承壓水�？紫稘撍跻娝宦裆�1.20 - 1.30 m，標高1.80 - 2.00 m;穩(wěn)定水位埋深1.50 - 1.60 m，標高2.07 - 2.33 m，淺層地下水主要受地表徑流、大氣降水補給，以地面蒸發(fā)和側(cè)向徑流方式排泄。微承壓水主要賦存于深部第⑤層粉砂中，富水性及透水性較好，主要呈側(cè)向徑流、越流補給及側(cè)向徑流排泄。承壓水水位平均埋深3.40 m，平均標高0.40 m。
2 基坑圍護方案
綜合考慮工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和周邊建筑情況，確定基坑為一級基坑。本基坑工程雖然面積不大，但對基坑圍護質(zhì)量的要求非常高。項目處于鬧市區(qū)，且緊靠基坑西側(cè)的6層長發(fā)商廈在整個工程建設期間需要正常營業(yè)；基坑東側(cè)是市政府控保古建筑群，有居民居住，古建筑距離工程地下室外墻最近處3.20 m；基坑南北兩側(cè)是市政道路，路寬僅7m，因項目處于鬧市區(qū)，故人、車流量較大。綜上所述，本基坑工程開挖深度較大，施工場地較緊張，對基坑變形要求非常嚴格。根據(jù)基坑圍護的經(jīng)驗和本工程的特點，本基坑擬采用鉆孔灌注樁加混凝土內(nèi)支撐或者SMW工法樁加預應力可拆芯錨桿方案。
采用第1套方案時，工程的安全性高，但工程造價較高，且工期很長、混凝土用量大，工程所處為鬧市區(qū)、居民區(qū)，施工場地狹小，混凝土結(jié)構(gòu)的施工受影響較大，且混凝土內(nèi)支撐在拆除時會產(chǎn)生大量的噪聲和粉塵，對環(huán)境影響非常大。
采用第2套方案時，每根預應力錨桿在鎖定前須進行張拉檢驗，并且可以根據(jù)現(xiàn)場實時情況進行預應力的設置，因此基坑較安全、位移控制較好、工程造價較低。另一方面，預應力錨桿可以穿插在工法樁施工時進行，使基坑圍護處于敞開式，故土方的開挖非常方便，不需要像混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)一樣采用長臂挖機掏土。再者，采用預應力錨桿結(jié)構(gòu)時，主體結(jié)構(gòu)的施工也不受外界影響，錨桿的拆芯回收完全不占用總工期，且拆芯時無噪聲、無粉塵，其唯一的弊端就是對預應力錨桿的施工質(zhì)量要求較高。
綜上分析，本工程基坑圍護方案采用SMW工法樁加壓應力分散型擴大頭可拆芯錨桿的支護方案。SMW工法樁采用φ850 mm@1 200 mm三軸水泥土攪拌樁，樁長在22 - 24 m之間，內(nèi)插700 mm×300 mm的H型鋼，型鋼插入長度22 - 24 m，型鋼間距1.20 m，集水井處和角撐與圍檁交界處的型鋼為密插。預應力錨桿角度為15°( 25°)，長度為18( 22)m，水平間距3.60 m，擴大頭長3m，張拉值為400( 450) kN，鎖定值為250( 300) kN，錨桿均內(nèi)配6φ15.20 mm無黏結(jié)鋼絞線（圖1）。
3 壓應力分散型擴大頭錨桿施工控制
1)鉆孔就位：鉆孔定位偏差≤100 mm，并按設計要求調(diào)準好角度。
2)套管鉆進：套管設計深度=錨桿設計長度一擴大頭長度；實際套管鉆進深度=（配置的套管根數(shù)一剩余的根數(shù)）×單根套管長度一套管外露長度。
3)擴孔：錨桿采用清水及水泥漿液擴孔工藝，施工噴嘴孔徑為2.20 mm，擴孔壓力30 MPa，噴嘴移動速度為15 cm/min，轉(zhuǎn)速為10 r/min。將鉆桿從套管中貫入直至噴嘴到達擴大頭位置，高壓噴射擴孔的水泥強度等級為P.O 42.5，水泥漿液的水灰比宜為1.20。
(1)高壓水噴射擴孔：將高壓泵接至清水池，開啟高壓泵至設計壓力，開動擴大頭錨桿鉆機旋轉(zhuǎn)并上下移動噴管進行高壓噴射擴孔，上下往返擴孔2遍，擴孔時間40 min。水擴施工中應密切注意表壓及轉(zhuǎn)速，并控制在技術(shù)要求之內(nèi)。
(2)高壓噴射漿液擴孔：將高壓泵接至水泥漿池，開動擴大頭錨桿鉆機旋轉(zhuǎn)并上下移動噴管進行高壓噴射注漿，擴孔1遍，擴孔時間20 min。漿擴施工中應密切注意表壓及轉(zhuǎn)速，并控制在技術(shù)要求之內(nèi)。
4)安放錨桿桿體：高壓噴射注漿完畢后，立即取出鉆桿，從套管中放入錨桿桿體至設計深度。注漿管應隨桿體一同放入，錨桿桿體插入孔內(nèi)的深度應不小于錨桿設計長度，注漿管到孔底的距離不大于300 mm。
5)拔出套管：桿體安放到位后立即拔出套管。
6)注漿：注漿材料采用P.O 42.5級水泥漿，水灰比0.60，內(nèi)摻2%早強劑。注漿時每臺設備配小型高壓泵1臺，注漿管采用內(nèi)徑19.05 mm的PE塑料管，注漿壓力保持在1.20 - 2.00 MPa，當孔口溢出漿液時，即可停止注漿。
7)錨桿檢測驗收：按錨桿總量的5%進行驗收，驗收抗拔力為600 kN，驗收錨桿的最大位移量為125.24 mm，符合設計要求。
4 基坑監(jiān)測和錨桿的拆芯回收
根據(jù)基坑監(jiān)測情況，基坑支護過程中的最大位移變形8.07 mm．對應的錨桿錨具處的位移為7.01 m，非常有效地控制了基坑的位移變形，達到預期控制支護體變形、保護鄰近建筑物的目的。
在主體結(jié)構(gòu)施工過程中，負l層樓板處傳力帶施工完畢并達到設計強度后，開始拆芯回收錨桿，在拆除過程中，負1層主體結(jié)構(gòu)施工同步進行。
5 結(jié)語
壓應力分散型擴大頭合頁夾式可拆芯錨桿具有承載力高、穩(wěn)定性好、施工結(jié)束后不留障礙物等顯著優(yōu)點，與鋼筋混凝土內(nèi)支撐相比，其造價更低、工期更短、位移控制更好、環(huán)境影響更小。本工程通過使用壓應力分散型擴大頭合頁夾式可拆芯錨桿，有效地控制了基坑的變形，將對環(huán)境的影響降到最低，保證了基坑鄰近商場的正常運營和周邊保護性建筑的安全。
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[2]程良奎，韓軍．單孔復合錨固法的理論和實踐【J]工業(yè)建筑，2001(5): 35-38．
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