中国水利水电第三工程局有限公司 陕西省西安市 710000
摘要：本文根据作者多年施工经验，对软土基坑支护工程，采用采用土钉灌注桩锚索组合的基坑支护体系进行了施工，对支护形式进行了详细的阐述和分析，供大家参考和借鉴。
关键词：高强预应力混凝土；支护桩；软土基坑工程；应用
1、引言
在软土基坑工程施工过程中，深基坑支护采用土钉灌注桩锚索组合的基坑支护体系，包括灌注桩、冠梁、腰梁、冠梁锚索、腰梁锚索、第二土钉、第二放坡，第二土钉间隔设置于基坑两侧的第二放坡上，第二放坡坡面上设有第二钢筋网及第二喷射混凝面层；灌注桩设置在基坑表面上，部分灌注桩上部外露，其下部固定深入第二放坡内；腰梁设置于外露的部分灌注桩中上部外侧并与之固定相连；冠梁锚索锚固于相邻两灌注桩之间的冠梁上，腰梁锚索锚固于相邻两灌注桩之间的腰梁上；灌注桩间设置有第三钢筋网和插筋，插筋横向贯穿于相邻的两灌注桩间，第三钢筋网表面上设置有第三喷射混凝面层。通过使用多种支护结构，使灌注桩的支护工程量大大缩减，且能达到理想的支护效果，施工方便。
2、软土基坑工程中高强预应力混凝土支护工艺原理
钢筋混凝土灌注桩和预应力锚索通过围梁形成二元挡土围护结构，该支护体系通过整体刚度来控制基坑变形。一方面通过钢筋混凝土灌注桩进行挡土，另一方面，通过预应力锚索将支护结构承受的力传递给稳定地层，对锚索施加张拉应力，有利于锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及锚索强度的共同作用，使锚固体系保持稳定。
3、土钉灌注桩锚索组合的基坑支护体系工法特点
（1）工程造价较低。在目前类似这样的深基坑支护工程要约1000元每平方而本工程中才约480元每平方，产生较好的经济效益。
（2）易施工。施工流程控制简单、容易控，较好的保证施工质量
（3）能为以后的施工提供很好的施工条件。由于没有内撑的阻挡，为以后的基础施工就能全面的展开，以后的施工不遗留很多的施工尾巴做到次完工提供了保障。
（4）施工难度小、方便，施工速度快。灌注桩和预应力锚索基坑支护施工方案可适用于地质较为复杂和地质差的深基坑，可为工程创造很好的经济效益。
4、土钉灌注桩锚索组合的基坑支护体系施工工艺
土钉墙是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件（即土钉或锚杆）与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。土钉墙是一种边坡稳定式的支护，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。土墙上要用于士质较好地区，有的已用于坑深10m以上的基坑，稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好。
4.1施工工艺流程
施工工艺流程图如下图所示：
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4.2工法的关键技术之钻孔钢筋混凝土灌注桩
4.2.1施工顺序
测量放线定位→埋设护筒→桩机就位→钻进成孔→清空验收→吊装钢筋→安放导管→二次清孔→灌注混凝土→成桩验收→资料整理
4.2.2成孔工艺
长螺旋钻孔法是用一种大扭矩动力头带动的长螺旋中空钻杆快速干钻法，钻孔中的土除一部分被挤压外大部分被输送到螺旋钻杆叶片上，土在上升时被挤压致密与钻杆形成一土柱，土柱与与钻孔间隙仅几毫米，类似于一个长活塞，土柱使钻孔在提钻前不坍塌。即使在有地下水的地层，因土柱与钻孔间隙小，钻孔速度快，钻孔内渗出并积存的水很少，因此孔内不会坍塌。
4.2.3钢筋笼制作及吊放
钢筋笼制作采取半圆支承架成型法，采用全焊式加工制作。沿钢筋笼纵向，每隔4m设置一组保护层垫块或护耳，其高度应比设计厚度大1~2cm。工程桩主筋的混凝土保护层厚度为50mm，保护层允许偏差应≤20mm。两节钢筋笼之间的连接时，主筋采用单面10d的错径搭接焊。
4.2.4灌注混凝土
在灌注过程中，导管应勤提勤拆，每隔15min将导管上下活动几次，在混凝土灌注过程中，要始终控制好导管内混凝土表面至泥浆面的高度，以灌注时孔内混凝土均匀缓慢上升，泥浆无剧烈翻滚为佳。在灌注混凝土的施工中，确保混凝士浇筑的连续性，每盘混凝土时间间隔不大于0.5h，若有一定的时间间隔，每个10min在小范围上下活动导管2-3次，延长混凝土的初凝时间。
4.3工法的关键技术之桩间护壁
在基坑开挖过程中，对桩间土采取挂网喷射混凝土复合面的措施，分层开挖，即每道锚索施工之间分两步开挖出桩间护壁施工工作面。人工清除桩之间的土比桩身略低20~30mm。在连梁底部向上200mm位置水平方向和桩身垂直方向按500-750mm间距打眼安装Φ12×120mm加长膨胀螺栓并紧固。绑扎双向Φ6mm间距250mm钢筋网片并在膨胀蝶栓上间全部进行点焊。钢筋网片距土壁体面2~3mm。喷混凝士量，使用空压机输送人工搅拌细石混凝士干料，在喷头处加水喷射的方法。喷混凝土厚度不得小于80mm。喷射时，喷头与受喷面应尽量垂直，并保持在1.0~1.5m的距离。喷射混凝土接荐，应斜交搭接，搭接长度不小于200mm。
4.4工法的关键技术之预应力锚索施工
4.4.1施工顺序
本工程锚孔施工采用机械成孔作业施工准备（施工用电、杆体制作等）→定孔位→校正孔位及角度→成孔→插送杆件→压灌水泥浆、补浆→杆体养护→安装钢梁、锚具→张拉、锁定→拆除
4.4.2该工程锚索使用全套管螺旋钻进进行成孔。锚索总长度13m，钻进深度应超过锚索设计长度30-50cm。在锚杆施工前，要求挖士至锚杆位置以下0.5，并保证离护坡桩大于10m范围内平坦。
4.4.3成孔方法
本次锚杆杆件所用预应力锚索采用三根5钢纹线加工而成，设计杆体长度为错杆长度加1m，每隔1.5-2m用火烧丝隔离架绑在起隔离架用1寸半的硬塑料管加工而成，钢纹线夹在缝隙里，杆体下放时，把注浆管插入隔离架中心孔，距孔底5-10m，跟钢线一同沿孔中心孔，距孔底50-100cm，跟钢绞线一同沿钻孔中心线徐徐送入孔内。
4.4.4注浆
本次锚杆注浆分两次进行，第1次以大于1.5Mpa的注浆压力，直到孔口处溢出纯水泥浆，第1次注浆完成后1h左右进行多次补浆；第2次补浆采用孔口重力式灌浆，本次补浆要求水泥浆再次自孔口溢出为止，然后停滞3~6h，再进行下一次补浆直至孔口溢出为止。最终补浆至自由端尾不存在空隙位置。注浆材料水灰比为0.5左右的纯水泥浆用PO42.5R水泥搅拌而成，用BW-150和BW250型注浆泵进注浆，并在水泥浆中可根据情况加入3‰左右的三乙醇胺。试拉合格后，立即进行全面张拉锁定。
4.4.5安装锚具、张拉
预应力筋使用多孔夹片式锚具。锚杆张拉应待锚杆浆体强度达
到设计强度的75%后进行。锚杆张拉顺序为间隔张拉。预应力筋在正式张拉前，应以20%的设计量张拉荷载对其预张拉1~2次，使得各部位紧密接触，杆体完全平直。按规范要求用张拉机分级张拉，等浆体强度达到设计强度后方可切除外露的预应力筋，留置长度应超过外锚过100mm以上。之后做锚杆张拉基本试验。
锚固体与冠梁（或桩身）混凝土强度均大于15.0MPa时方可进行张拉。预应力锚杆张拉应按规定程序进行，在编排张拉顺序时应考虑相邻钻孔预应力锚杆张拉的相互影响，每段钢梁长度范围内锚杆应按从中间向两边的顺序张拉。正式张拉前应取20%的设计张拉荷载对其预张拉1~2次，使其各部位紧密接触，钢绞线完全顺直。锚杆每级张拉应保持1~2min，并确认锚头位移稳定，同时张拉机压力表指针稳定时方可继续加荷，并记录每级荷载下得锚头位移。锚头位移增量应合理，施加等量荷载时，后一级锚头位移增量应小于前一级锚头位移增量的2倍；锚杆每根钢绞线应均匀、同时受力，避免因受力不均造成钢绞线破坏。预应力锚杆张拉至锚杆锁定力后有效锁定。
5、结束语
预应力高强混凝土支护桩是一种用于深基坑支护的常用施工方法，具有安全稳定、成本较低，施工流程控制简单，易施工，且施工难度小、方便，施工速度快等优势，已经被人们广泛应用到基坑工程中，尤其是地质较为复杂和地质差的深基坑。
参考文献：
[1]预应力高强混凝土矩形支护桩的受弯性能[J].周文苑，黄广龙，凌德祥，韩晓健.南京工业大学学报（自然科学版）.2011（05）
[2]预应力管桩的工作机理及其在基坑支护中的应用[J].王翠英，王克俭，王继伟.安全与环境工程.2006（03）