中交一航局第二工程有限公司山东青岛266071
摘要：随着我国建设工程的不断发展，涌现大量深基坑工程，怎样安全的完成基坑支护施工成为目前急需解决的难题。施工中建筑场地及周边建筑物距离较近等影响，深基坑需要采取直立开挖支护方式，预应力锚杆+全粘结锚杆支护型式其经济效益高施工安全可靠等优势，在深基坑施工中得到大量应用。
关键词：深基坑；预应力锚杆；全粘结锚杆
0引言
近年来我国城市建设和经济建设和快速发展，出现了大量深基坑工程，对基坑支护进行正确的设计和施工提出更严格的要求。本文以工程实际，介绍一种深基坑支护方法：预应力以及全粘结锚杆施工支护型式，施工简便，成本较低，大大提高了基坑边坡安全稳定性能。特别是对周边有建筑物无法放坡或地下管线影响等边坡支护，具有明显优势。
1工程概况
天福山庄项目位于市北区绍兴路与敦化路交叉口东南地块。共包括14幢8～29层住宅楼及1～3层车库，基坑开挖深度5.4-15.2m。原有住宅小区南北两侧及原有招待所南、东、北三侧均与基坑场区相临。距离较近。本工程基坑施工不具备边坡放坡条件，基坑支护工程需进行垂直开挖。本工程按地质条件自上而下层序分别为：素填土、粗砾砂层、粗粒花岗岩强风化带和粗粒花岗岩中风化带组成，风化裂隙密集发育，岩芯风化强烈，岩质呈散体状结构岩体和碎裂块状结构岩体。
2方案比选和确定
基坑支护方案选择有放坡、混凝土桩、锚杆与喷锚等，各种支护措施有不同优缺点，因此，选择科学的支护方案是保证基坑支护稳定和施工安全可靠的关键。本项目在深入研究和掌握现场地质、水文条件和周边建筑环境影响的基础上，进行支护方案的优化与分析，结合现场实际情况，本基坑施工无法具备放坡支护条件，给本基坑开挖机支护带来较大困难。
通过现场调查研究，以及各支护方案功效比较，从结构支护安全性能、施工工期、成本费用等相关指标进行分析，采用预应力以及全粘结锚杆支护型式。该支护工艺作为深基坑开挖中一种重要的支护方式，能较好的增强基坑边坡的整体稳定性能，有效控制边坡土方的沉降变形；防止边坡坍塌；大大减小边坡的整体位移变形。该工艺能满足项目安全性要求，施工较快，对周边环境影响较小。
3基坑支护方案设计
天福山庄基坑开挖支护体系采用预应力以及全粘结锚杆支护结构型式，开挖深度为15.2m，土钉之间水平间距为1.500m。设计土钉、锚杆共计7排，锚杆相互交错布置，主要支护结构冠梁、腰梁进行现浇混凝土，混凝土强度等级C25；肋梁现浇混凝土强度等级为C20；预应力锚杆进行现场钻孔以及注浆工艺，锚杆材质选用多股钢绞线；全粘结锚杆支护采用现场使用机械钻孔注浆施工，锚杆材质为HRB400钢筋；面层进行喷射混凝土，混凝土强度等级C20，钢筋网片选用HPB235钢筋绑扎，现场部分位置钢管桩φ146焊管壁厚5mm，进行冲击钻孔，孔内注射水泥浆，钢管施工插入基底1000mm，钢管桩的间距为1000mm。
边坡支护设计锚杆基本参数如下：
4施工工艺
4.1本工程基坑各支护单元均无放坡空间，采用预应力锚杆+全粘结锚杆支护方案进行支护。预应力锚杆体系施工前，首先进行钢管桩施工，钢管采用Φ146钢管，管内外使用水泥浆灌实，水泥浆水灰比为0.5。
钢管桩采用潜孔钻机进行钻孔施工。桩孔施工结束后，使用空压机将沉渣和孔内积水杂物吹出孔内。下入钢管桩后，把注浆管下入孔内，将符合配比要求的水泥砂浆用注浆泵连续不断地灌入孔内，灌满为止。水泥浆按水灰比0.5的要求，严格配制，加微膨胀剂。
4.2本工程预应力锚杆基坑侧壁采用预应力锚杆体系支护，锚杆杆体采用高强钢绞线直径为Φ15.2。
4.2.1工艺流程
清理基层—锚孔测量定位—钻孔与清孔—锚杆制作安装—孔内高压注浆—腰梁施工—锚杆张拉锁定
4.2.2清理基层
靠近边坡钢管桩施工时要求挖掘机司机不能破坏桩体，留出土层100～200mm，进行人工预留土层清理，对松散的边坡土进行清除。
4.2.3锚孔测量定位
根据设计锚杆的孔位布置图进行定位，其误差控制要求100mm以内。
4.2.4锚杆成孔、锚杆制作安装、孔内注浆
成孔采用锚杆钻机进行，遇土层时采用螺旋钻杆进行钻进，一面向边坡钻进，同时将松动的土体顺其螺旋叶片排出使其成孔，钻至成孔深度后拔出钻杆及时将制作好的锚杆及注浆管道插入到位。
本工程使用水泥浆进行现场搅拌，按照水灰比0.5的要求，严格配制水泥浆。搅拌水泥浆时由专职试验人员负责原材料的配制工作，加入原材料时要符合允许偏差范围要求，搅拌人员严格计量，现场做好试验管理。水泥浆必须搅拌均匀。现场配制水泥浆要确保加料准确，砂浆搅拌均匀，将浆液放入储浆罐内，以进行灌注使用。孔内按要求灌满水泥浆，把注浆管留设孔内，孔内二次压力注浆在水泥浆达到一定强度后进行，注浆压力2.5～5.0Kpa。
4.2.5腰梁施工
桩锚支护锚杆腰梁采用砼腰梁，腰梁钢筋砼按规范进行施工，符合规范要求。
4.2.6锚杆预应力张拉锁定
本工程预应力锚杆预应力张拉，要当锚固段注浆体达到设计强度的75%以上后才可进行，现场张拉设备采用YQT－100型千斤顶，配套设备采用ZB2*2/500型的电动油泵配合进行。
锚索张拉施工时，首先对千斤顶和压力表要进行配套标定，并切绘出其油压和张拉力的曲线图。现场施工为能使钢绞线均匀受力，先使用千斤顶对钢绞线进行预张拉，预张拉力要求控制范围在20～30kN以内。
现场施工预张拉完成后，要重新固定锚座重新进行张拉，张拉应力必须按照要求控制在锁定应力1.05倍的设计张拉应力水平。现场张拉时加荷速率控制要求为50KN／min以内，张拉锁定时要在最后一次加载完成后，并且稳定时间不小于10min后再进行。
4.2.7锚杆施工要点
边坡锚杆及土钉墙支护工程，施工时必须遵循分段开挖分段进行支护的原则进行，不能一次挖完然后再边坡支护的方式进行。施工中应对锚杆位置、长度，压力及注浆量，张拉应力等进行检查。钻孔过程其轴线的偏斜率按照不能大于全粘结锚杆杆体长度的2%控制。
4.3全粘结锚杆及面层工程
4.3.1本工程各支护单元均设有全粘结锚杆支护，土层全粘结锚杆成孔采用GJ-150S型机器成孔，岩层土钉采用100型风动潜孔钻机进行成孔。
4.3.2工艺流程
坡面定位钻孔—清孔—杆体制作—杆体安放—孔内注浆—面层砼喷射
4.3.3钻孔
根据设计要求，定出孔位，作出标记。钻孔孔深、孔径、孔距符合设计要求。终孔后进行清孔不小于5min。
4.3.4杆体制作
锚杆杆体钢筋必须除油污、除锈。杆体定位采用ф6.5钢筋制作支架，间距控制每1.5m一个。
全粘结锚杆下料长度为：土钉与其外露长度之和，其外露长度要求须满足加强筋焊接要求，误差按±100mm控制。
4.3.5杆体安放
在钻孔清孔完成后，拉杆尽快安设。插入杆体将注浆管与拉杆一起捆绑一同时插入孔内，注浆管或后插入，插入深度按照不小于土钉长度95%控制。
4.3.6注浆
注浆水泥用P.O42.5水泥，水灰比按0.5拌制，用注浆泵送至孔底，注意边注浆边拔管，在拔管过程中要保证管口始终能够埋在水泥浆内，二次补浆要在一次注浆30min后进行，注浆压力要求大于0.5MPa。
4.3.7质量控制标准
全粘结锚杆钻孔要求倾角误差控制为±1度，钻孔轴线偏斜率按照小于全粘结锚杆长度的2%控制。
4.4面层工程
4.4.1本工程面层喷射砼厚度设计80mm，φ6.5@200x200钢筋网，砼等级为C20；喷射面层要求分段进行，同一段内砼面层喷射自下而上，喷射厚度符合要求。
4.4.2在喷射砼面层前土方挖除后要进行边坡整平，以保证面层平整美观。
4.4.3挂网，采用人工敷设，支护设计方案中有全粘结锚杆处，沿全粘结锚杆纵横向各设置2Φ14加强钢筋，加强筋与全粘结锚杆点焊连接。在边坡坡顶部位置，砼面层要延伸1.2m，沿坡顶设置1Φ22长1m的钢筋，用以固定面层，固定筋使用锤击打入。
4.4.4喷射砼，选用P.O32.5水泥、中粗砂、粒径5mm的细石为原材料。喷射时要保证喷料连续均匀，一次喷射以其砼厚度为不滑移不坠落为准，施工时预先在待喷面上间隔地设厚度标志，保证喷射砼厚度符合设计要求。
施工时对基坑变形的监测必须委托有资质的第三方单位进行，对基坑边坡沉降位移量做好关注，及时发现变形量变化，如异常或者超出报警值必须及时采取措施。
5工艺实施效果
5.1实施效果
该工程采用预应力以及全粘结锚杆支护型式体系，有效解决了天福山庄基坑无法进行放坡开挖、建筑物距离较近的难题，确保了现场周边的建筑物及地下管线的使用安全，并且减小对周边环境的污染。经过半年时间，对边坡位移和沉降监测，其沉降和位移量均未超出预警值，边坡支护施工安全稳定。
6效益评估
预应力锚杆+全粘结锚杆支护型式，施工便利，施工设备简单，占用空间较小，两名操作人员即可正常操作。施工成本较低，与传统灌注桩支护工艺相比较，可节约施工成本约25%左右。
预应力锚杆+全粘结锚杆支护型式适用于垂直开挖体系，不需进行放坡，占地较少。该支护体系对边坡位移变形的有效控制、增强边坡支护整体稳定性能、确保边坡开挖不发生坍塌、对近距离内建筑物的保护等起到了很好的效果，边坡的安全稳定性安全可靠。本工艺对特殊条件下放坡坡度小、近距离有建筑物和地下管线等的基坑施工，具有其他边坡支护方式无法比拟的优势。
7创新点
在基坑开挖施工过程中，预应力以及全粘结锚杆支护体系作为一种成本低安全可靠施工简便的基坑支护工艺技术，它不需大型设备机械，对周边污染少，施工进度较快等，相比其他边坡支护方式具有明显优势。
8结语
通过预应力锚杆+全粘结锚杆支护型式在天福山庄基坑工程中的成功实施，结合实施过程中与传统支护工艺的对比，充分体现出该工艺较强的实用性。对缩短施工工期、节约施工成本、保护周边环境等方面意义重大。预应力锚杆+全粘结锚杆支护体系，充分发挥在基坑支护受力体系中的作用，在基坑支护方式中具有较强的可实用性。
参考文献
［1］《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-2012；
［2］《基坑土钉支护技术规程》CECS96-97；
［3］《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011。