地道工程深基坑锚拉式排桩支护技术方案分析

【摘要】本文重点针对地道工程深基坑支护施工方案中的锚拉式排桩支护体系展开全面分析和研究，有效结合株洲市北环路C段（新华东路～东环北路）新建工程项目地道建设施工实际情况展开分析和研究，对锚拉式排桩支护体系施工技术要点进行全面阐述，提出本次工程的施工难点和应对策略，提高锚拉式支护体系技术的应用效果，增强地道深基坑开挖的结构稳定性。

【关键词】深基坑;支护;应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

当前随着我国城市化建设发展速度不断加快，城市内部的基础设施建设日益完善，在城市市政工程建设施工过程中，对既有道路进行平改立的情况在所难免，因下穿地道深基坑施工对既有道路地基及其他建筑基础结构扰动，经常会出现既有道路地基不均匀沉降问题，影响基坑及周围建筑结构的安全性和稳定性。为了有效保证地道的建设兼顾周边既有道路、结构物的安全稳定，在进行地道深基坑开挖前，需对施工区域的水文、地质条件状况进行全面勘查和分析，对周围建筑构成情况进行全面了解，依据工程实际情况，制定出科学完善的工程地道深基坑开挖支护施工方案，而锚拉式排桩支护体系作为深基坑其中一种支护方式，能够有效保证建设施工过程中的安全性和稳定性，适应范围非常广泛。

1、工程概况

本地道工程位于株洲盆地中东部，地道全长300米，其中下穿既有新华东路主道暗埋段长120m，双向6车道，单向地道工程建筑限界为0.25m（安全带）+0.5m（路缘带）+3.5m+3.75m×2（机动车道）+0.5m（路缘带）+0.25m（安全带）=12.5m，净高5.0m。采用明挖法进行地道工程开挖，最大挖深约11米，本地道工程以既有新华东路主道左右两侧人行道外边5米为界，分一期、二期分段施工，待既有道路两侧一期地道主体结构完成受力、管线迁改完成后，进行二期既有道路范围的深基坑开挖，本文以二期基坑施工为例进行简述。

2、锚拉式排桩支护技术介绍

由于下穿既有城市主干道，再加上周边房屋、商铺较多、地下管线沿城市主干道敷设，受场地制约、岩土性质及工程特点影响，无法采用经济节约的放坡开挖及简易支护，宜采取锚拉式排桩支护。錨拉式排桩体系受力明确，工程实践相对成熟，排桩平面布置形式采用相隔一定间距的疏排桩布置形式，当基坑需要截水时，可采用排桩与搅拌桩或高压喷射注浆体相互搭配的组合形式，通过对锚杆施加一定的预应力，可使其产生的水平变形较小，通过调整锚杆的位置和层数可使支护桩内力分布较均匀，并且在基坑内形成无障碍空间，便于土方开挖运输和后期主体结构施工。本工程二期基坑平面尺寸为130m×30m，综合地道周边环境、工程地质条件、水文地质条件等，基坑开挖前先支后挖，采用直径1.2m间距2m的钻孔灌注桩，桩身采用C25水下混凝土浇筑，锚杆钢筋分两层布置，间距2米，采用3根公称直径32mm的HRB400钢筋，锚固体直径15cm二次压力注M30标号水泥砂浆，待排桩成型后分层开挖，第一次分层开挖至第一层锚杆下部时，进行锚杆钻孔、注浆施工，锚杆预加力为300KN，锚杆端头通过C30砼封锚于腰梁处，与排桩形成整体支护，具体见图1所示。

3、锚拉式排桩支护施工技术应用策略

作为国内基坑工程中应用最多的支护结构形式之一，除受地下管线、地下结构物、地下水位或承压水头等影响外，其余深基坑支护中均应用广泛。此外对相邻地域的地下空间使用和开发有要求的地区，采用可回收锚杆，可减少锚杆长期留在地下隐患。锚拉式排桩支护体系主要施工工艺流程包括：排桩的成孔、清孔、浇筑 钻孔、清孔、锚杆安装、孔道注浆 腰梁施工、锚杆张拉 挂钢筋网、喷射混凝土等步骤。

在锚拉式排桩支护体系施工中常见的施工技术难点及应对策略如下：

3.1 支护桩施工技术难点及应对策略

本工程桩型采用混凝土灌注桩，根据排桩所穿过土层性质、地下水条件及基坑周边环境要求选择冲击、旋挖、人工挖孔等不同方式成孔，应采取间隔成桩的施工顺序，在混凝土终凝后，再进行相邻桩的成孔施工。成孔过程中遇到溶洞等不良地质时应优先采取抛填片石、水泥、混凝土等措施处理，出现流砂、涌泥、塌孔、缩径等异常情况时，应暂停成孔并及时采取措施处理。在支护桩施工前测量的准确性、严谨性至关重要，必须确保支护桩不占用主体结构空间，同时避免支护桩与主体结构间隙过大，增加开挖、回填量，支护桩与主体结构边界间距一般10cm～20cm为宜，支护桩成孔、清淤、浇筑参照《建筑桩基技术规范》JGJ94行业标准实施。

3.2锚杆施工技术难点及应对策略

锚杆施工前应按要求选定锚杆钢筋，提前加工制作，锚杆接长采用双面搭接焊，搭接长度不小于10d，定位架固定成型后运至现场后采取保护措施，防止锈蚀。钻机钻孔前应做好孔位放点测量，根据周边土层分布及水位情况，本工程钻孔使用回旋钻机进行施工，孔径大小为200mm，根据基坑开挖深度确定锚杆深度，钻孔施工方向为水平向下15°方向，跳打间隔成孔。当钻孔过程中遇到孔口涌水或塌陷难以成孔时，宜采用套管护壁成孔，成孔后立即清孔、安放锚杆，压力注M30水泥砂浆，通过使用压力泵将水泥砂浆直接注入到锚孔内部，所用水泥强度不能小于42.5MPa，注浆材料采用水泥砂浆。如果遇到洞穴等不能过度加压，以0.1Mpa的工作压力逐步进行注浆，注浆前注浆管应直接插入到孔洞底部5～10cm范围之内，注浆后缓慢均匀拔出，充分保证浆液饱满，如果孔洞没有浆液溢出情况，则需及时补充水泥沙浆，采用二次高压注浆工艺以弥补地下水流动对一次注浆造成的缺陷，锚杆注浆后，需及时进行封堵，注浆技术要点参照《注浆结束规程》（YS/T5211-2018）行业标准实施。

3.3腰梁施工、锚杆张拉技术难点及应对策略

腰梁作为传递支护结构与锚杆支点力的钢筋混凝土梁，应与锚杆、支护桩连成整体，本工程开挖前浇筑的支护桩因无法预留插筋，需采用植筋的方式固定腰梁钢筋，植筋钢筋一般采用φ10mm～φ12mm，植筋深度不小于15d，植筋固化后应委托有资质的检测单位进行抗拔力检测，合格后进行腰梁钢筋、混凝土施工。

当锚杆固结体及腰梁强度达到预定强度的75%且超过15Mpa后，进行锚杆的张拉锁定，按设计的张拉值进行锚杆预张拉，在张拉值下的锚杆位移和压力表压力应保持稳定，锚杆锁定还需考虑相邻锚杆张拉锁定引起的预应力损耗，当锚杆预应力损耗较大时，应再次进行锁定，锚杆出现锚头松懈、脱落、锚具不起作用等情况时，应及时更换或者修复后再次锁定处理。

3.4挂网、喷浆技术要点及应对策略

因本工程地下水较少，支护桩外侧未设置截水帷幕，为防止桩间土坍落及土体渗水，增加基坑壁整体稳定性，在基坑分层开挖，支护桩暴露后，采取在支护桩的坑内侧挂网喷射混凝土面措施予以防护，使混凝土面层与支护桩可靠连接形成整体。钢筋网采用φ8～φ10mm@200mm，钢筋网用横向拉筋与两侧支护桩连接，拉筋锚固在桩内的长度不宜小于100mm，钢筋网片搭接长度不小于10d。喷射混凝土厚度不宜小于50mm，混凝土强度等级不宜低于C20，在正式开始喷射施工之前需要对机械设备、风水管路以及电线等进行全面检查，埋设控制喷射厚度的钢筋材料。

在喷射混凝土作业过程中，需要采取分段分片依次进行喷射施工，由下而上分段喷射。在混凝土喷射施工过程中，应保证低洼处尽可能喷射平整，喷射厚度不能过大，防止对混凝土的粘接力和凝聚力产生不良影响，同时喷射厚度也不能过薄，否则会影响到混凝土材料的回弹量。

混凝土面层喷射完成之后，需有效做好后期的养护处理工作，在混凝土喷射完成2h后进行喷水保湿养护，通常养护期一般7天。在混凝土养护期间，如发现混凝土表面出现脱落、裂纹问题，必须要及时分析其中产生的原因，同时采取针对性的处理措施如补喷等来加以解决。

结语：

综上，在地道工程施工过程中，锚拉式排桩支护体系受力稳定，基坑监测显示各项变形较小，支护作用明显，为土方开挖及主体结构施工提供很大便利，提供良好的基坑作业条件，适用范围较广，有效提高基坑施工的安全性和稳定性。

參考文献：

[1]代金龙.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J].科学技术创新，2020（18）：116-117.

[2]范夏阳.岩土工程深基坑支护存在的问题以及控制措施[J].工程技术研究，2020，5（04）：257-258.

[3]夏建长.建筑工程中的深基坑支护施工关键技术分析[J].建筑技术开挖，2019，46（04）：93-94.

[4]深基坑支护技术指南;

[5]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.

作者简介：

彭冰（1988.02.20），男，汉族，本科，工程师 ，湘潭人，研究方向：市政工程现场管理。