锚拉式排桩挡土墙施工工程实例应用

张祖耀 赵 飞 张 志 徐锐霖 柴崇杰

(中建三局第二建设工程有限责任公司，湖北 武汉 430000)

锚拉式排桩挡土墙施工工程实例应用

张祖耀 赵 飞 张 志 徐锐霖 柴崇杰

(中建三局第二建设工程有限责任公司，湖北 武汉 430000)

结合太原市建材厂棚户区改造安置用房项目永久性挡土墙的工程实例，详细介绍了锚桩、预应力锚索以及挂网喷浆的施工工艺和施工过程中遇到的有关问题,对深基坑支护研究具有参考价值。

压力分散型锚索，锚桩，挂网喷浆

0 引言

由于高差大，土质松软，太原市建材厂棚户区改造安置用房项目(以下称安置房项目)的深基坑支护采用的是锚桩+放坡、锚桩+放坡+挡墙两种形式，其锚桩采用的是地基处理经常采用的钻孔灌注桩，锚桩施工完成后分若干次交叉进行土方开挖、预应力锚索和挂网喷浆的施工，层层递进，直至达到预定目标标高。这种复合型工艺的支护工程对土体的防护不但为2号、3号、6号楼地下室施工提供了安全保障，而且部分区段作为工程完工后的永久性支护，将来在设计使用年限之内还继续为该住宅小区服役。挡土墙现场施工见图1，现场锚索施工见图2。

1 工程概况

本项目永久性挡土墙总长近300 m，共分9个剖面，分别为2号、3号、6号、9号楼和1号、4号地库基坑支护。

支护桩设计采用前后两排灌注桩+锚索支护。灌注桩桩径800 mm，900 mm，1 000 mm，设计最长长度达到40 m；锚索采用压力分散型锚索，孔径200 mm，设计长度最长达到39 m，锚索灌浆使用的M35水泥砂浆在建筑行业内属高强水泥砂浆。

本工程挡土墙施工存在高差大、施工范围广、施工面情况复杂、周期长等诸多难点。其设计、施工难度在本省乃至全国都实属罕见。工程完工后，挡土墙在提高景观效果,防止土体滑坡、水土流失,保障小区及周边道路安全方面将发挥出巨大作用。

2 设计概况

根据不同的部位与高度，设置9个支护剖面，以下内容阐述以1剖面的后排桩支护为例(见图3)。1剖面为永久性、临时性结合剖面，采用前后两排灌注桩+锚索支护。桩径800 mm，900 mm，1 000 mm，桩长15 m～40 m；锚索孔径200 mm，长度26 m～39 m，桩、锚水平间距1.4 m。1剖面在两道支护灌注桩之间进行土体加固，加固采用双排搅拌桩墙，桩径500 mm，排距300 mm，间距400 mm，桩长15 m。压力分散型锚索采用无粘结钢绞线。灌注桩桩顶均设600 mm高冠梁，宽度为相应桩径+200 mm，桩纵筋锚至冠梁顶。腰梁采用混凝土腰梁，腰梁截面为不规则四边形。在永久性坡面与支护灌注桩桩间喷射混凝土面层，厚度200 mm，配置双层A6.5@200×200钢筋网片，网片上布C14加强筋，后喷射混凝土面层。永久性坡面设仰斜式泄水孔，泄水孔孔径150 mm，孔深3 m，水平间距为2倍桩间距，标高为各道锚索中心标高上0.5 m，梅花形布置。1剖面南侧设置一个800 mm×1 000 mm尺寸、壁厚120 mm的泄水涵洞。除此之外挡土墙顶部设置截水沟，底部设置排水沟。

3 主要施工工艺

3.1 锚桩施工

1)成孔。护筒成功埋设之后，需要在既定的设计空位中安装钻机，要注意垂直安放，充分借助经纬仪与线锥双向控制钻机，将其误差严格的控制在5 cm之内。为防止塌孔，需采用泥浆护壁措施，运用正循环的方式进行护壁。

2)制作并安装钢筋笼。在进行钢筋笼的制作中，需要对钢筋笼的施工技术进行严格的控制，诸如焊接的质量、调直度以及其除锈效果等。在钢筋笼安装之前，需要对孔底沉淀厚度进行检测，如不满足要求，则需要二次清孔。还需要进行孔深和垂直度的测定，满足要求后方可下吊钢筋笼，钢筋笼根据桩长分段，采用边下放边焊接的方式，接长钢筋笼。 成孔和钢筋笼安装要隔孔施工，避免塌孔。

3)混凝土浇筑。浇筑前在原始记录表上根据实际填写孔深、导管总长，确定合理的导管悬空(在0.2 m～0.4 m左右)。首批料采用输送泵直接输送至大料斗内储存，当首批混凝土方量能满足导管埋深要求后(埋深大于1.0 m)，开启阀门进行灌注，绝对不允许出现导管超深或提空的现象。混凝土灌注完成时孔内混凝土全截面应高出桩顶标高60 cm～80 cm，并尽可能清除孔内桩顶5 cm～10 cm以上的浮浆。

3.2 土方开挖

土方开挖需要根据挡土墙施工进度分层进行开挖，例如1—1剖面后排桩共有6排锚索，故土方需要根据锚索排距(2.5 m)共需开挖6次，除第一次外每次挖深2.5 m，须确保露出下一排锚索施工孔位。

3.3 锚索施工

土方开挖后，在桩间土上按照以下流程进行锚索施工：

施放锚位→钻机就位→稳定钻杆校正孔位和调整角度→钻孔→记录孔深→拔出钻杆下放钢绞线束及注浆管→孔底灌注水泥浆→二、三次注浆→养护→浇筑腰梁及锚头→预应力张拉→锁定→切断钢绞线张拉用的外留量。锚索大样图见图4。

1)成孔。钻孔采用潜孔钻机，用经纬仪放出孔位，用方向架定出锚索方向(1—1剖面为20°倾角)，确认无误后安装好冲击器和钻头即可开钻。在钻孔过程中每5 m用测斜仪校正一次钻孔方向，钻至设计深度后立即停钻，取下钻杆和钻具后用聚乙烯管复核孔深。

2)组装锚索。钢绞线经调直、去污、除锈后，截取钢绞线长度为：钻孔实际长度+外锚墩厚度+千斤顶长度+工具锚和工作锚厚度+张拉操作预留量，每根钢绞线实际截取长度比设计长度长约1.5 m。

3)安装锚索。钻孔完成后将组装好的锚索与两根注浆管一起装入，缓慢插入孔底，使注浆管口与孔底保持30 cm～50 cm的距离。两根注浆管一根用于一次注浆(锚固段)，另一根用于二、三次注浆(自由段)，钢过渡管与锚索一起装入。

4)灌注砂浆。锚索采用三次注浆，一次注浆采用M35水泥砂浆，二次注浆采用纯水泥浆，水泥用量100 kg/m，三次注浆仍用纯水泥浆，水泥用量达到20 kg/m后，将注浆压力调整至1.5 MPa～2.0 MPa继续注浆，至无法注入为止。

5)浇筑腰梁。在要设置腰梁的标高处剔除灌注桩保护层，在桩的主筋上焊接C18钢筋制作的挂钩(上下均需要焊接)，将腰梁钢筋固定在桩主筋上，确保腰梁和灌注桩的整体性。腰梁及锚索示意图见图5。

6)张拉锚索。a.承压面应平整并与锚杆轴线方向垂直。b.锚杆张拉应在注浆体强度达到20 MPa时进行。c.张拉至设计拉力值的0.9倍～1.0倍后，再按锁定值锁定，锚索张拉锁定后方可进行下一步土方开挖。d.预应力锚杆锁定后48 h内，若发现有明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。

3.4 挂网喷浆

支护灌注桩桩间喷射混凝土面层，厚度200 mm，配置双层A6.5@200×200钢筋网片，网片上布C16加强筋。喷射混凝土面层强度不小于C25。

喷浆不可一次完成，需要挂设第一层钢筋网片后先喷射一层，再挂设第二层钢筋网片并喷至200 mm厚度。

3.5 排水设施施工

排水设施包含泄水涵洞，泄水孔，排水沟，截水沟。

在基坑坑顶设置断面为倒梯形的截水沟，坡底设置同样的排水沟，确保大气降水顺利汇集、排走，不渗入坡体内。

仰视泄水孔采用打孔插入PVC管的方式，泄水孔须向土体内仰角20°方向打入，方便排出将来坡体的滞水，对增强坡体的持久性有重要作用。

4 注意事项

4.1 灌注桩连桩

原因分析：

1)根据现场实际分析，由于土质原因不可避免会出现塌孔现象，导致注浆量增大，桩身局部截面粗大，造成连桩现象。2)由于现场桩位和成孔垂直度控制不严格导致桩距过小。

解决方案：对桩间混凝土进行剔除(注意不可伤及灌注桩主筋)，再进行锚索和腰梁的施工作业。

4.2 锚索张拉力过大或不够

锚索分为锚头段(沉渣段)、锚固段和张拉段三段，张拉力过大容易使锚固段和张拉段的交界处注浆体被拉裂或使锚固段的注浆体被拉断，像香肠一样一段段串在钢绞线上，锚索局部失去防护而影响使用寿命。与土钉不同，锚索为主动受力构件，预应力达不到一定数值会导致锚索锚固段局部不受拉力，受力原理改变后失去效用。

5 结语

安置房项目挡土墙工程施工后，对边坡进行了监测，监测数据表明该边坡的加固效果达到了边坡稳定的要求。文中对锚拉式排桩挡土墙施工工艺的介绍和分析对本类工程的安全加固与施工具有借鉴意义。

[1] 荆 涛.多级预应力锚索在挡土墙施工中的应用[J].隧道建设，2000(S1)：29-32.

[2] 刘玉堂，袁培中，白彦光.压力分散性锚索不宜作为永久性锚索[J].预应力技术，2008(3):19-21.

Application of retaining wall construction of anchor pile and anchor cable

Zhang Zuyao Zhao Fei Zhang Zhi Xu Ruilin Chai Chongjie

(TheSecondConstructionCo.,LtdofChinaConstructionThirdEngineeringBureau，Wuhan430000，China)

In this article, combining with the engineering practice of permanent retaining wall engineering example of a resettlement housing project in Taiyuan city building materials factory, the author introduces the construction technology of anchor pile, the prestressed anchor cable and net of shotcrete. Relevant problems in the construction process is mentioned as well. The article has reference value for deep foundation pit supporting research.

pressure-diffusing-type anchor cable, anchor pile, net of shotcrete

2015-06-03

张祖耀(1991- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)23-0070-02

TU476.4

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