扩大头锚索和钢板桩及旋喷桩组合支护施工

扩大头锚素和钢板桩及旋喷桩组合支护施工张会明;孙晓阳【摘要】结合具体工程实例，对钢板桩、扩大头锚索及土钉墙结合高压旋喷桩帷幕的组合支护体系进行了介绍，并着重阐述了锚索、钢板桩及旋喷桩的施工方法、控制要点，分析了其经济效益，以推广该组合支护方案的应用.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷)，期】2011(037)014【总页数】2页(P49-50)【关键词】扩大头锚索;钢板桩;高压旋喷桩;基坑监测【作者】张会明;孙晓阳【作者单位】泰州海陵万达投资有限公司，江苏泰州,225300;中国建筑第八工程局总承包公司，上海,200135【正文语种】中文【中图分类】TU4721工程概况泰州万达广场位于泰州市海陵区，为万达集团第三代城市综合体项目,集购物、家居、办公、休闲等多种业态于一体的大型综合性建筑，包括5A级写字楼、五星级酒店、商业广场、高层住宅及2层地下室。基坑呈不规则方形，面积约58270m2,周长约1200m,基坑深度12m。2工程地质条件根据岩土工程勘察报告，场地内土层由地表向下依次为：表层土：厚度2m~4m,土质不均匀,工程性质差；粉土层：灰黄色~青灰色，厚度4m~5m,中密，局部稍密,工程性质一般；粉砂层：青灰色，厚度5m~6m,中密,工程性质较好；粉质粘土：深灰色~灰黄色，厚度6m~10.1m,中等压缩性,工程性质一般；粘土层：灰黄色~棕黄色，厚度10m~14m,硬塑,局部粉质粘土，中等压缩性,工程性质好。3支护方案选择因工程位于老城区拆迁区域，个别拆迁房屋紧靠围护桩边，迟迟无法拆除，造成原钻孔灌注桩与止水帷幕在此处断开，无法连续施工，影响局部区域土方开挖及结构施工。为有效解决上述难题，通过组织技术会议，经过计算、分析并结合周边建筑物情况，此区域采用〃扩大头锚索、钢板桩及土钉结合高压旋喷止水帷幕的组合式支护”技术措施解决。4基坑支护方案根据现场情况，经过分析确定支护方案：）在基坑外围做两道高压旋喷止水帷幕冰泥掺量为20%;）基坑上部4m采用1:1放坡土钉喷锚支护；）沿原有围护桩位置打入32号C型槽钢,采用套打方式，每米打入5根,长度为9m,锚固入基坑底部土体3m,外露6m,槽钢不回收，且每米留置150mm空隙,以便扩大头锚索的施工。槽钢的强度验算：采用32C型工字钢做竖向挡土结构，采用套打方式,每米打入5根,其抗弯截面模量W=（171.5x2+52.6x3片5=100.16cm3,由内力包络图可得最大弯矩为63kNom,则N/mm2<215N/mm2,强度满足要求。5施工顺序及工艺施工顺序及工艺：高压旋喷桩T土方开挖、修坡度T土钉施工一钢板桩施工一扩大头锚索施工。）高压旋喷桩：采用双重管旋喷工艺，有效孔径800,两根桩搭接200mm,桩长17.5m,采用42.5号普通硅酸盐水泥冰泥掺量400kg/m,喷浆压力28MPa。）预应力扩大头锚索：竖向设置2道锚桩，水平间距为1m,1.5m交错布置，桩端3m为扩大头段,800mm,水泥掺量20%,喷射压力不小于25MPa,锚固段11m~15m,自由段长度4m~5m,500mm,采用套管注浆,42.5号普通硅酸盐水泥;内插3根15.2mm钢绞线，采用定位器固定。）钢板桩：采用32号C型槽钢，套打方式，长度9m,桩底相对标高：-14.65m,锚固入基坑底部土体3m,外露6m。）土钉：竖向设置3道土钉，竖向间距1.5m,水平间距1.0m,^度12m,钢筋采用18,浆体采用32.5复合硅酸盐水泥。）面层：钢筋网采用6@250（双向），加强筋14,在土钉位置双向布设，面层厚度100mm,C20细石混凝土。6施工控制要点6.1高压旋喷桩止水帷幕施工采用双重管旋喷工艺，用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中，然后将套管拔出一段，高度大于拟旋喷的高度,拆除上段套管后安放钻机、慢速钻进，喷浆管下管必须对准孔心，当喷管下至设计深度以下10cm左右开始送浆，同时开启高压水及压缩空气，待孔口冒浆正常时可旋喷提升。外侧一排旋喷桩应确保有效外包距离不小于1.5m;并与两侧完成搅拌桩之间搭接不少于250mm。6.2土钉及面层施工土钉采用机械麻花钻成孔，成孔后应及时置筋、注浆，防止塌孔，浆体用32.5MPa复合硅酸盐水泥冰灰比为0.45,注浆压力为0.3MPa~0.5MPa,面层钢筋网采用6@250（双向），加强筋14在土钉位置双向布设，坡面设置泄水孔口，喷射C20细石混凝土。6.3钢板桩施工当基坑开挖至设计标高后，放线挖设0.8m宽导槽，在导槽内施打钢板桩,用振动锤将钢板桩吊至插桩处进行插桩，插入后套上桩帽进行锤击，采用经纬仪进行垂直度控制,钢板桩采用长9m的32号C型槽钢，每组5根/m,按一顺一丁形式相互咬合，组内避免存在较大空隙，以免截面刚度变小，开挖受到土压力挤密产生变形。型钢围护平面布置图见图1。对开始打设的1块~2块钢板桩的位置及方向应确保正确，每完成1m测量校正一次，确保位于同一直线上,腰梁在该部位锚索张拉后施工，采用28槽钢连接并焊接。6.4预应力扩大头锚索施工钻机定位好后，采用套管护壁钻孔至设计深度,拔出跟管钻机，放入高压旋喷机,开动高压泵至设计压力，不小于25MPa,并开动钻机旋转喷管且提升至设计深度,提升速度不大于0.15m/min,开孔完成后，用35MPa的高压清水由外向里对锚固段进行喷射扩孔，扩孔后有效直径达500mm以上。锚索正式张拉前先用20%锁定荷载预张拉两次，再以50%,100%的锁定荷载分级张拉，然后超张拉至110%设计荷载,在超张拉荷载下保持5min,观测锚头有无位移现象后再按锁定荷载锁定，锁定拉力为内力设计值的60%。7基坑监测为保证基坑边坡及未拆迁建筑的安全，由第三方监测机构对坡顶地表水平位移、深层土体水平位移及水位沉降进行监测。共设置10个坡顶地表位移监测点，测点采用钢筋埋设，用全站仪坐标测量法进行地表水平位移观测。用JYCX-803S活动式测斜仪进行深层土体位移观测,基坑开挖过程中及完成后每天两次,10d后每天一次，遇雨天增加观测，观测一直持续到基坑回填结束。8经济效益分析与体会地下结构施工完成后，边坡累计最大水平位移22mm,深层土体位移最大25mm,水位降深810mm,坡顶未出现明显裂缝，基坑底部未出现隆起等现象，基坑始终处于稳定状态，满足设计要求。表1同原设计方案经济分析比较钻孔灌注桩钢板桩三轴搅拌桩高压旋喷桩11.6m/根5941元/根115根9m/根21根2133元/根不回收1013元/根回收439.5m3260元/m3122根17.5m/根360元/m35941x21=12.48万元不回收：2133x115=24.53万元;回收：1013x115=11.65万元260x439.5=11.4万元360x1072.6=38.6万元钢板桩不回收：增加12.05万元;回收：可节约0.83万元采用高压旋喷：增加27.18万元由表1可看出，当槽钢不回收时，费用远大于原钻孔灌注桩方案,高压旋喷桩替代三轴搅拌桩，费用大幅增加。一般情况下，基坑较深，为保证基坑安全，槽钢大部分情况下不回收，因此，高压旋喷桩+钢板桩+扩大头锚索+土钉的组合支护方案在粉土地质条件且不回收槽钢情况下，可应急使用，当可回收槽