加筋水泥土桩锚的应用及质量控制

摘要：

为了增加时间及空间效应，采用加筋水泥土桩锚+灌注桩+三轴搅拌桩支护体系，通过该工程施工下来，工期缩短、变形可控、造价降低，降低了资源消耗，符合节能、减排，降耗建筑施工，是一种可以推广的支护桩。

关键词：加筋水泥土桩锚设计依据施工控制优势

中图分类号：TV42+1文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

1.1 工程简介

本工程总建筑面积约168903 m2，由两栋29层公寓、一栋29层公寓式酒店、4-5层裙房商业以及2层地下车库组成，公寓结构主体高度为98.9m，裙房商业结构主体高度为23.4m。

本工程基坑属于深基坑，基坑总面积约2.7万平方米，周长约680米，基坑开挖深度约10.65米。

1.2 周边环境

本基坑除西南侧为临港新城管委会大楼外，其余方向均为已建道路和待施工场地。基坑东侧地下室外墙距红线最近4.5m，红线外24m为长达路，地面埋设电缆、电信、给水等管线；南侧地下室外墙距红线最近约3.6m，红线外4m为珠江路，地面埋设污水、雨水、电信、给水等管线；西侧地下室外墙到红线最近约6.5m，红线外4m为香江路，地面埋设电缆、电信、给水、污水、燃气等管线；北侧地下室外墙到红线最近约8.4m，红线外4m为云港路，地面埋设给水、电信、电缆等管线。

1.3 地质概况

地质条件如下（地下水位标高为-1m）：第层：填土，杂色，松散，主要成分为粉质粘土，上部含植物根茎，局部分布建筑垃圾，本层全区分布，工程性质较差，不宜利用。

第层：粉质粘土，灰黄色，可塑状态，局部软塑，含铁质结核，具中等压缩性。本层分布不均匀，主要存在于软土区。

第层：淤泥质粉质粘土，灰色，流塑-软塑，含有机质和腐植质，局部夹薄层粉土，具高压缩性。在A地块呈条带状分布，在C地块西南部场地广泛分布。

第层：粉质粘土，褐黄～灰绿色，可塑～硬塑，含铁锰质结核及高岭土成分，属中等压缩性土，该层局部缺失。

第层：粉土，灰黄色，很湿，稍密，上部含粉质粘土，下部夹有少量粉砂，可见云母碎片。

第层：粉砂，灰黄色，饱和，中密，含石英、长石、云母等矿物，局部夹少量结石及薄层粉质粘土，具中等压缩性，该层全区分布，基本均匀。

2 设计说明

2.1设计计算书

钢绞线抗拔承载力验算

Φ15.2钢绞线抗拔力设计值为186kN/根

第一道桩锚（间距1.2m）内置3根钢绞线，所承受轴力设计值为

213.1×1.2×1.25/cos20°=340kN

第二道桩锚（间距1.2m）内置3根钢绞线，所承受轴力设计值为

185.0×1.2×1.25/cos20°=295kN

第三道桩锚（间距1.2m）内置3根钢绞线，所承受轴力设计值为

209.5×1.2×1.25/cos20°=334kN

桩土相互作用提供的斜桩锚抗拔承载力计算

滑裂面角度，其中为基坑底以上各土层的加强平均值：

则滑裂面角度

根据上图可得到各道桩锚的自由段长度，实际计算中按偏保守考虑,第一～第三道桩锚的自由段长度分别取6m、3.5m、1.5m。

注：自由端必须设置波纹管，防止受力端出现在基坑周围，从而引起基坑周围变形过大，导致基坑失稳。

3 施工工艺及流程

加筋水泥土锚桩为有效发明专利和实用新型专利，加筋水泥土桩锚支护是采用专门机具施工，直径20-100cm,可以为水平向，斜向或竖向等截面、变截面或扩大头的锚体。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，这种新的工艺可以做到技术先进、安全可靠、经济合理、因地制宜、确保质量、保护环境。

3.1 施工工艺及流程及突况

旋转轴；2-中空钻杆（可接入高压注浆管）；3-可调角度的钻机

（1）定位

当土方开挖沟槽后，应测量标高，并在围护桩上拉线做记号。钻机就位时应准确，底座应垫平，钻杆的倾斜角度应用罗盘校核，角度偏差不大于3度，高差不超过5cm。

注：基坑阳角处，适当将其中一排增加上下角度，但也不宜过大，避免和下道桩锚碰撞。

成孔施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响施工，导流沟开挖：宽80cm，深50cm，每20米设集水井一口，需备泥浆泵。

（2）钻孔成桩

① 水泥土锚桩采用高压旋喷桩。严格按照设计桩长施工，旋喷搅拌压力应为10MPa~18 MPa，成孔结束应及时安放钢绞线，钢绞线自由端安放结束后及时采用粘土或者麻袋对孔口进行封堵，防止浆液溢流，造成成桩质量问题。

注：当锚杆施工时，停止基坑降水工作，防止止水帷幕漏水引起的内外联通作用，形成压力差，造成水泥浆难以初凝。

② 如在施工中遇障碍物，对于不大的障碍，可采取避让的方法进行施工。如障碍物较大，避让不开，可采取风动凿岩机将障碍物清除，再进行拉锚桩施工。

③成桩过程中，应合理控制扩大头位置的停滞时间及注浆要求，保证该位置的桩径满足设计要求。实际控制参数如下：

（3）锚筋制作

锚筋体采用Φ15.2钢绞线制作而成，三根钢绞线要用铁丝固间距。所用钢绞线在制作之前应送有关单位检验合格后方可使用。

施工所用一次性钻头

（5）张拉、锁定

按腰梁安装设计图纸和设计交底要求进行腰梁制作和安装，锚头用冷挤压法对锚盘进行固定，搅拌桩、旋喷桩和压顶梁强度达到70%时，方可进行张拉锁定锁定值为145KN~195KN，用穿芯式千斤顶、电动油泵加荷锁定。锁定张拉机具事先经过标定，并用此油压表的读数换算成张拉压力进行控制。在锁定过程中，采用锚筋拉力计进行校核。

锚索正式张拉前，应取20%的设计张拉荷载，对其预张拉2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。

锚索的预应力在补足差异荷载后分3级按相关规定施加，即设计荷载的50%,100%和110%。在张拉最后一级荷载时，超张拉载荷稳定5分钟后卸荷至锁定荷载锁定。锚索锁定后48小时内，若发现明显的预应力损失现象，则应及时进行补偿张拉。

3.2 本工程施工控制要点及方法

（1）施工注浆过程中如果出现断浆现象，及时停钻，解决施工问题后，重新进行注浆，注浆位置在原来注浆位置下移50公分重复喷浆。

（2）钢绞线安放应注意：钢绞线放入钻孔之前，应检查钢绞线的质量，确保钢绞线组装满足设计要求。钢绞线安放后不得随意敲击，不得悬挂重物。因为本工程涉及到第层：粉砂，所以施工过程宜采用一次性钻头，跟随钢绞线钻进埋入桩孔内，以便保证桩体质量。

（3）因本工程水位较高，易造成成桩过程中浆液溢流现象，应储备第层：淤泥质粉质粘土，进行孔口封堵，保证桩口端桩体质量。

开挖后支撑围护现场：

4、总结

基坑支护成功与否是保证工程顺利完成的关键。采用基坑支护新技术后，比原总工期提前2个月。经过实践证明方案是成功的。加筋水泥土搅拌桩与大直径钻孔灌注桩等构件组成的支护体系技术合理、安全可靠、施工无污染、工期快、节约投资、使基坑作业面空旷、为土方开挖及土建施工提供良好的作业空间，同时缩短了土方开挖时间，使的基坑暴露时间减少，缩短了基坑的风险。

土方开挖后是基坑内外变形最主要关键和最敏感的时期，故要避免或减少时间效应。施工过程中先施工基坑中间部份的土方，采用盆式开挖，靠近围护边土方随后开挖，缓冲了基坑围护的变形，增加空间效益，有利于基坑土体的稳定。

参考文献：《CECS147：2004 加筋水泥土桩锚支护技术规程》