深基坑双排桩加旋喷锚桩支护的绿色施工技术

姜玉波+王铁军

摘要：深基坑的开挖具有相当的技术难度，提出改进型的双排桩加旋喷锚桩支护技术，对钻孔灌注桩施工技术要点、旋喷锚桩施工技术要点和深基坑内降水与监测的技术要点进行了详细的阐述。

关键词：深基坑；双排桩加旋喷锚支护；绿色施工技术

一、双排桩加旋喷描桩技术适用条件

双排桩加旋喷锚桩基坑支护方案的选定须综合考虑工程的特点和周边的环境要求，在满足地下室结构施工以及确保周边建筑安全可靠的前提下尽可能地做到经济合理，方便施工以及提供工效，其适用于如下情况：（1）基坑开挖面积大，周长长，形状较规则，空间效应非常明显，尤其应慎防侧壁中段变形过大。（2）基坑开挖深度较深，周边条件各不相同，差异较大，有的侧壁比较空旷，有的侧壁条件较复杂；基坑设计应根据不同的周边环境及地质条件进行设计，以实现“安全、经济、科学”的设计目标。（3）基坑开挖范围内如基坑中下部及底部存在粕土、粉砂层，一旦发生流沙，基坑稳定将受到影响。

二、双排桩加旋喷锚桩支护技术

1.灌注根结合水平内支撑支护技术

水平内支撑的布置可采用东西对撑并结合角撑的形式布置，该技术方案对周边环境影响较小，但该方案有两个问题不利，一是没有施工场地，考虑工程施工场地太过紧张因素，若技该技术方案实施的话则基坑无法分块施工，周边安排好办公区、临时道路等基本临设后，已无任何施工场地，二是施工工期延长，内支撑的浇筑、养护、土方开挖及后期拆撑等施工工序均增加施工周期，建设单位无法接受。

2.冬排钻孔灌注桩结合多道旋噴锚桩支护技术

锚杆体系除常规钳杆以外还有一种比较新型的锚杆形式叫加筋水泥土桩锚。加筋水泥土是指插入加劲体的水泥土，加劲体可采用金属的或非金属的材料。它采用专门机具施作，直径200-1000mm，可为水平向、斜向或竖向的等截面、变截面或有扩大头的桩锚体。加筋水泥土桩锚支护是一种有效的土体支护与加固技术，其特点是钻孔、注浆、搅拌和加筋一次完成。适用于砂土、粘性土、粉土、杂填土、黄土、淤泥、淤泥质土等土层中的基坑支护和土体加固。加筋水泥土桩可有效解决粉土、粉砂中锚秆施工困难问题，且锚固体直径远大于常规锚杆锚固体直径，所以可提供锚固力大于常规线杆。

3.双排钻孔灌注根结合一道旋喷锚根支护技术

为满足建设单位的工期要求，需减少桩锚道数，但桩锚道数减少势必会减少支点，引起围护桩变形及内力过大，对基坑侧壁安全造成较大的影响。双排桩支护形式前后排桩拉开一定距离，各自分组部分土压力，两排桩桩顶通过刚度较大的压顶梁连接，由刚性冠梁与前后排桩组成一个空间超静定结构，整体刚度很大，加上前后排桩形成与侧压力反向作用的力偶的原因，使双排桩支护结构位移相比单排悬臂桩支护体系而言明显减少。但纯粹双排桩悬臂支护形式相比桩钳支护体系变形较大，且对于探11m基坑很难有安全保证。综合考虑，为了既加快工期又保证基坑侧壁安全，采用“双排钻孔灌注桩结合一道旋喷锚桩“的组合支护形式。

三、基坑支护设计技术

1.深基坑支护设计计算

（1）等效刚度法设计计算

等效刚度法理论基于抗弯刚度等效原则，将双排桩支护体系等效为刚度较大的连续墙，这样，双排桩十锚桩支护体系就等效为连续墙十锚桩的支护形式，采用弹性支点法计算出锚桩所受拉力。例如，前排桩直径0.8m，桩间净距0.7m，后排桩直径0.7m，桩间净距0.8m，桩间土宽度1.25m，该计算方法的缺点在于没能将前后排桩分开考虑，因此无法计算前后排桩各自的内力。

（2）分配土压力法设计计算

根据土压力分配理论，前后排被各自分担部分土压力，土压力分配比根据前后排桩桩间土体积占总的滑裂面土体体积的比例计算，假设前后排桩排距为L，土体滑裂面与桩项水平面交线至桩顶距离为LD，。将土压力分别分配到前后排桩上，则前排桩可等效为围护桩结合一道旋喷锚桩的支护形式，按桩锚支护体系单独计算。后排桩通过刚性压顶梁与前排桩连接，因此后排桩桩顶作用有一个支点，可按围护桩结合一道支撑计算，该方法可分别计算出前后排桩的内力，弥补

等效刚度法计算的不足，基坑前后排桩排距2m，根据计算可知前（后）排桩分担土压力系数为0.5，通过以上两种方法对理论计算结果进行桩核，得到最终的计算结果，进行围护桩的配筋与旋喷锚桩的设计。

2.基坑支护设计

基坑支护采用上部放坡2.3m十花管土钉墙，下部前排4800@1500钻孔灌注桩、后排4700@1500钻孔灌注桩十1道旋喷锚桩支护形式，前后排排距2m。地下水的处理采取内50@600三轴搅拌桩全封闭止水结合坑内疏于井疏于的地下水处理技术方案。

四、基坑支护绿色施工技术

1.钻孔灌注桩绿色施工技术

基坑钻孔灌注桩混凝土强度等级为水下c30，压顶冠梁混凝土等级c30，灌注桩保护层为50mm；冠梁及连梁结构保护层厚度30mm；灌注桩沉渣厚度不超过100mm，充盈系数1.05—1.15，桩位偏差不大于100mm，桩径偏差不大于50mm，桩身垂直度偏差不大于1/200。钢筋笼制作应仔细按照设计图纸避免放样错误，并同时满足国家相关规范要求。灌注桩钢筋采用焊接接头，单面焊10d，双面焊5d，同一截面接头不大于50%，接头间相互错开35d，坑底上下各2m范围内不得有钢筋接头，弯锚度不小于12d。为保证粉土粉砂层成桩质量，施工时应根据地质情况采取优质泥浆护壁成孔、调整钻进速度和钻头转速等措施，或通过成孔试验确保围护桩跳打成功。

2.旋喷锚桩绿色施工技术

基坑支护设计加筋水泥土桩锚采用旋喷桩，考虑到对被保护周边环境等的重要性，施工的机具为专用机具——慢速搅拌中低压旋喷机具，该钻机的最大搅拌旋喷直径达10m，最大施工（长）深度达35m，需搅拌旋喷直径为500mm，施工深度为24m。旋喷锚桩施工应与土方开挖紧密配合，正式施工前应先开挖按描校设计标高为难低于标高面向下300m左右、宽度为不小于6m的锚桩沟槽工作面。旋喷锚桩施工应采用钻进、注浆、搅拌、插筋的方法。水泥浆采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量20%，水灰比0.7（可视现场土层情况适当调整），水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。旋喷搅拌的压力为29MPa，旋喷喷杆提升速度为20-25cm/min，直至浆液溢出孔外，旋喷注浆应保证扩大头的尺寸和锚桩的设计长度。钳筋采用3—4根415.2预应力钢绞线制作，每根钢绞线抗拉强度标准值为1860MPa，每根钢绞线由7根钢丝铰合而成，桩外留0.7m以便张拉。钢铰线穿过压顶冠梁时自由段钢绞线与土层内斜拉锚杆要成一条直线，自由段部位钢绞线需加捆塑料套管，并做防锈、防腐处理，正式张拉前先用20%锁定荷载预张拉两次，再以50%、100%的锁定荷载分级张拉，然后超张拉至110%设计荷载，在超张拉荷载下保持5m比观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定，锁定拉力为内力设计值的60%。钳桩的张拉，其目的就是要通过张拉设备使锚桩自由段产生弹性变形，从而对描固结构施加所需的预应力值，在张拉过程中应注重张拉设备选择、标定、安装、张拉荷载分级、锁定荷载以及量测精度等方面的质量控制。

参考文献：

[1]束群.超长双排桩加旋喷锚桩支护改进技术及应用[J].工业b， 2015（62）：00131.

[2]吴晓东.超长双排桩加旋喷锚桩支护改进成套技术及工程实践[J].施工技术，2013（s2）：11-13.