深基坑支护方案优化

于凯 王宇瓒 顾元东 王晓鹏 党祖朋

摘要：本工程基坑支护主要采用灌注桩加可回收锚索形式，锚梁为混凝土锚梁。本文主要从可回收锚索的优缺点、推广使用现状等方面对可回收锚索的应用现状做了简要介绍。针对本工程应用可回收锚索存在的问题进行了分析，并提出了优化方案。

关键词：基坑支护;可回收锚索;应用现状;方案优化

一、工程概况

国网河北电力（石家庄）调度通信生产用房工程位于石家庄市裕华区，基坑东西宽126.70m，南北长183.78m，坑底设计标高-12.100～13.000m。综合考虑本基坑挖深、场地地质条件、周边环境等情况，主要采用灌注桩加锚索的支护形式，除4-4剖面采用放坡支护外，其余剖面设计采用可回收锚索。锚索钻孔后用高压喷射水泥浆注浆、扩孔。钻孔直径180mm，锚固段扩孔直径300～500mm，其中孔底3～5m范围内直径500mm。水泥采用42.5普通硅酸盐水泥水灰比0.8。

二、可回收锚索应用现状

2.1 可回收锚索简介

可回收锚索现市场上有三种类型，一是冶金研究院研发的“U型”可拆除錨索;二是从日本引入的“主、副工作索”可拆除式;三是“直列无极调压式速卸”锚索。无论哪种类型可回收锚索，其关键技术在于“承载体装置”，而承载体装置均为厂家专利产品，使用时一需购买厂家的专利使用权，二需购买本厂家的“承载体装置”。本设计说明第7.15条也明确：“可回收式预应力锚索施工过程中所涉及的相关专利技术，需取得相应专利所有人授权后方可采用。”

至于100%的回收也是相对的，视承载体装置的安装及质量而定;针对基坑工程的使用是有条件的，其工作面（肥槽）留置的宽窄，是决定其能否回收的先提条件，工作面过窄，回收设备及人员就无法就位操作，虽采用的是可回收工艺，也谈不上回收！本工程设计就存在此问题。

2.2 可回收锚索优缺点

可回收锚索的优点

可回收锚索与普通不回收锚索相比，其最大的优点是：完成使用功能后，钢绞线可拆除，匮避了红线以外地下钢绞线残留的问题。

可回收锚索的缺点

1）可回收锚索为专利产品，具有垄断经营权。

2）可回收锚索拆除对工作面有要求。

3）可回收锚索工序繁琐，工期长，造价高，尤其是换撑、拆除的转化周期长、费用高;本工程仅连撑、斜撑、斜撑基座、斜撑暗梁费用为134万元。

4）对于可回收锚索的主要受力点为承载装置，钢绞线端部与承载体装置的固定质量是锚索正常使用的重要因素，如果固定不牢靠，则整个锚索失效，后果不堪设想，所以在重要的工程中还是慎重使用。

2.3 可回收锚索推广使用现状

可回收锚索确实匮避了红线以外钢绞线的残留，认为是避免了与邻近地块间的纠纷，但因其作为专利产品，具有垄断经营权，同时工序繁琐，工期长、造价高，推广效果甚微。再者，可回收锚索主要应用在部分对出地红线外有特殊要求的省份，例如浙江省《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1096-2014）条文说明3.0.7要求：未经相关管理部门同意，支护结构应控制在用地红线范围内。土钉墙、复合土钉墙、锚杆等容易出现超越用地红线的情况，应用时应注意复核与用地红线的关系;当采用可回收技术时，也应考虑支护结构使用期间的临时超红线以及回收率问题。河北省目前无此“出红线外”的要求，据了解，石家庄市目前选用可回收锚索的项目也仅有本项目一例。

2.4 现今对残留锚索的排除方法

常规锚索（杆）的残留，确实对邻近地块后续地下工程施工带来困难，但也不是不能解决，一般明挖法施工时不存在问题，挖到、看到的直接割除就行;对于暗挖法施工，现今国产的机械设备性能优越，能直接从地下将残留的钢绞线剪除，并不成为难题。

三、方案优化

3.1 本工程选用可回收锚索存在的问题

（1）本工程按设计图周圈支护桩基本已完成，基坑西北角即1-1、5-5剖面支护桩距离外墙边留设工作面仅有850mm，减去桩侧喷护80-100mm，净空间只有750mm右，再加上设计采用钢筋混凝土锚梁，尺寸为500mm*550mm，锚具100mm，空间更加狭小，无法下人，对于拆除时使用的千斤顶即操作人员无作业空间。其它部位虽然工作面较大，但结构设计有外撑墙（扶壁柱），外撑墙厚800mm，净宽3400mm，占用肥槽部分空间，造成锚索不可能全部拆除。

（2）连撑设置对地下室外墙防水带来隐患

设计要求连撑一端与围护桩顶牢，另一端主筋锚入地下室外墙35d;连撑钢筋锚入地下室外墙会对地下室外墙防水带来很大隐患，详见下图所示：

3.2 设计优化

鉴于以上分析，我单位多方咨询，与建设单位、监理单位、设计单位充分沟通后，对原设计图纸进行了如下变更：

①除西侧第二道锚索可能对后期石家庄地铁4号线施工有影响必须采用可回收锚索外，其余剖面全部变更为常规不回收锚索，施工工艺由高压喷射水泥浆注浆、扩孔变更为机械成孔作业，钻孔直径200mm。普通锚索工艺成熟，作业人员经验丰富，施工质量有保证，工期也能大大缩短，造价也会大大减少。

②混凝土锚梁变更为型钢锚梁，规格为2根25b槽钢背靠背安置，尺寸为250mm×220mm。型钢锚梁节省了地下室外撑墙空间，解决了钢筋混凝土锚梁龄期的限制，既能加快施工速度，又可以节省造价。而且待地下室结构施工完毕、土方回填后，型钢锚梁可回收再利用。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）

[2]中华人民共和国国家标准.《建筑基坑支护结构构造》（11SG814）

[3]中华人民共和国国家标准.《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JG311-2013）