桩锚支护体系施工方案

桩锚支护体系施工方案

1、工程概况

本工程地上为全现浇钢筋混凝土剪力墙+钢结构，地下为钢骨砼框架结构，筏板基础。总建筑面积109341㎡，地上24层，地下4层；建筑总高度105.9m，基础基坑深度为-24.5m。

根据相关管线资料结合现场实勘，现场周围地下管线、管沟比较多，影响土方开挖及基坑支护施工的管线主要集中在西侧。

西侧新修的二环西辅路上东西走向的燃气管道（甩口）、电信井、有线电视井、热力管、雨污水管已进入场区西侧红线，土方及基坑支护施工时要破除或改移。

西侧电缆沟（南北走向，实勘断面尺寸2.5*2.0m，埋深约4～7米,沿南北走向呈加深之势，外皮距场区西红线约25cm），且有两个甩口已进入场区西红线。此电缆沟是西侧基坑支护设计中考虑的关键问题。

2、地质水文条件

2.1 土质条件

根据北京市勘察设计院提供的现场岩土工程勘察报告（2003技031），本工程施工范围内土层从上到下如下：

人工堆积层①房渣土，杂色，稍湿，夹粘质粉土、粉质粘土填土①1层，黄褐色，湿可塑－软塑，高－中压缩性，层顶标高42.66－46.26米。

粉质粘土、粘质粉土②层：褐黄色，湿-饱和，可塑状态，中高－中低压缩性，夹②1层砂质粉土②2粘质粉土、砂质粉土②3重粉质粘土，层顶标高37.40－40.93米。.

粉砂、细砂③层：褐黄色，湿，低压缩性，夹③1层粉质粘土、粘质粉土，可塑，中低压缩性，层顶标高32.71－35.32米。

圆砾、卵石④层，杂色，湿－饱和，低压缩性，夹细砂、中砂④1层，层顶标高27.06－29.83米。

粘土、重粉质粘土⑤层，夹砂质粉土、粘质粉土⑤1层、粉质粘土、粘质粉土⑤2层，褐黄色，湿－饱和，可塑－硬塑，低－中低压缩性。层顶标高21.36－24.29米。

卵石、圆砾⑥层，夹细砂、中砂⑥1层⑥2层，杂色，饱和低压缩性，层顶标高19.26－21.53米。

2.2 水文条件

据水文地质资料、地下水位勘察地质剖面及勘察报告，本场地有4层地下水，具体埋深和水位标高详见如下地下水情况一览表：

3、总体设计方案确定

本工程基坑支护设计的基本参数如下：依据设计院要求，主楼部分基坑开挖深度按相对标高-24.80（绝对标高19.70m）确定。裙楼部分开挖深度按相对标高-23.13(绝对标高21.37)确定。

设计方案选取：因场地上部有不均匀的杂填土，地下管线复杂，特别是西侧管线实勘情况与施工图纸有所出入，如果采用从±0.00开始护坡桩施工，可能会对地下管线及市政设施造成破坏，且不易修补。综合考虑以上各方面的因素，基坑支护方案采用多种支护体系。

东、南、北三侧：绝对标高34.20m（自然地表以下约9.0m）以上采用土钉墙，绝对标高34.20m以下主楼部分采用?800mm护坡桩加三道锚杆支护（见剖面图1-1）；纯地下部分采用?800mm护坡桩加二道锚杆支护（见剖面图2-2）。

西侧：实测电力管沟埋深由南至北呈加深趋势，西南部分基底绝对标高约为39.20m（自然地表以下约4.0～7.0m，管沟结构断面尺寸为2.5*2.5m），因此西侧拟按实测的管沟埋深进行设计，标高39.20m以上采用大开挖，挖出管沟结构；由于管沟南北走向埋深呈加深之势，管沟上部的覆土厚度约为2～4m不同。管沟

上部覆土厚度在2m以内采用1:0.75放坡后喷锚支护，覆土厚度在2～4m部分则根据上口开挖线不变的原则调整放坡坡度，坡度约为1:0.5，然后进行喷锚支护。标高39.20m以下采用护坡桩支护，锚杆设三道。主楼与纯地下部分由于开挖深度不一致，锚杆位置有所差异，分两种情况详见剖面3-3、4-4。此外由于管沟位置不十分确切，第一道锚杆在施工时须探明管沟位置后方可施工，否则须进行调整、变更。

4、基坑支护计算

4.1 参数选取

4.2

4.2.1土钉墙支护设计（东、南、北三侧）

东、南、北三侧土钉设计参数：

西侧土钉设计参数：

4.2.3土钉墙支护设计（西侧管沟上部，上部覆土厚度为 4米）西侧土钉设计参数：

4.3护坡桩、锚杆支护设计

西侧护坡桩数：83根，其余侧：190根。根据开挖深度及位置，分四种剖面进行设计。

4.3.1 剖面1-1桩锚支护设计

?护坡桩设计

?锚杆设计

4.3.2剖面2-2桩锚支护设计?护坡桩设计

?锚杆设计

4.3.3剖面3-3桩锚支护设计?护坡桩设计

?

4.3.4剖面4-4桩锚支护设计?护坡桩设计

?

5、桩锚支护施工总体部署

5.1总体施工顺序

根据工程各部位和各工序的设计要求，总体施工顺序安排如下：

现场三通一平→地下障碍物处理→测量放线及验线→上部土方按土钉墙锚杆分层施工（西侧护坡桩提前插入）→基坑上部土钉墙施工→护坡桩定位→护坡

桩施工→下部第一步土方→护坡桩第一道锚杆施工→下部第二步土方→护坡桩第二道锚杆施工→下部第三步土方见槽底→收马道尾土

5.2施工测量

测量人员根据工程的具体要求，利用就近的控制导线点，测放土方开挖控制线，并做好土钉墙坡度控制，根据高程控制网，在现场加密高程控制点，准确测量护坡桩顶和槽底标高，以保证钢筋笼的位置。施工测量要执行三级测量复核制度，经上级复核无误并报监理验收批准后方可进行下部施工。

施工测量所用仪器为2″经纬仪；高程测量采用DS3自动安平水准仪。

6、土钉墙施工

6.1．土钉墙施工工艺流程

6.2．土钉墙施工工艺要求

基坑边坡应分段分层开挖，每次超挖深度不得超过0.5m，边开挖，边人工修整边坡，边喷射砼。

土钉成孔机具采用锚杆机或洛阳铲，成孔直径110～130mm,倾角约为8～10°。成孔前，在设计孔位处作显著标志，以免钻孔时错位。成孔采用人工钻进，钻进深度应大于设计深度。钻孔完毕后，立即将钢筋体和灌浆管同时插入孔底，灌浆管距孔底250～500mm。

土钉钢筋使用前应调直，除锈，钢筋长度不够时，可采用搭接焊工艺加长；若采用其它直径钢筋替代设计钢筋，应采用同级钢筋，进行等截面换算。

水泥采用P.O.32.5普通硅酸盐水泥，注浆材料宜用水灰比为0.45的水泥净浆。注浆前注浆管应插至距孔底250mm～500mm。灌浆采用1根Φ20mm的塑料管作导管。将搅拌好的水泥浆注入钻孔底部，自孔底向外灌注。灌注完毕后补浆不少于一次，以保证灌浆质量，增加抗拔力。

喷射砼中的钢筋网应调直除锈，钢筋网与坡面间隙宜大于20mm ，网片与坡面间距过小的部位可加设垫块。钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固，喷射砼时钢筋不晃动。

喷射砼应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度为40mm ～50mm ，喷射时，喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6m ～1.0m 的距离，喷射手应控制好水灰比，保持砼表面平整、湿润光泽，无干斑或流淌现象。

基坑边5m 内，均布荷载不得大于设计荷载值。 四周作好防、排水工作，严防地下管道渗水。

施工中严格观察土质变化，当土质与提供的地质报告有较大不符时应及时变更设计。并注意地下障碍物对土钉锚杆施工的影响。

为确保土钉墙支护结构的安全，遇潜水层或地下滞水层时，在该含水层埋设导水管（Φ15～20塑料管）。 6.3 土钉墙施工质量保证措施

钢筋杆体长度不够，可采用搭接焊。搭接焊时在搭接的两根钢筋端头各弯曲一定的角度，保证土钉轴心受力。

以若采用其它直径钢筋替代设计钢筋，应采用同级钢筋，进行等截面换算。 土钉注浆水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥。.水灰比0.45。成孔前，在设计孔位处作显著标志，以免钻孔时错位。

对中支架：为了保证钢筋杆体位于成孔的中心，间距2米在钢筋杆体上焊接3根对称的“V ”型φ6的钢筋。

土钉成孔采用人工洛阳铲成孔。钻进深度应大于设计深度0.3～0.5m 。 钻孔完毕后，应立即将钢筋体和灌浆管同时插入孔底，灌浆管距孔底约250～500mm 。

灌浆采用1根Φ20mm 的塑料管作导管。将搅拌好的水泥浆注入钻孔底部，自孔底向外灌注。灌注完毕后视孔口浆液下降情况补浆1～2次，以保证灌浆质量，增加抗拔力。

土方开挖时间间隔：土钉支护要求上部土钉达

到强度之后，方可以开挖下部土层。根据混凝土强度增长的规律，在气温较高的

时候，一般情况下1～2天之后可以进行下部土方开挖；在气温较低，则应保证土钉水泥砂浆及面层混凝土强度达到设计强度的75％，才能进行下部土方开挖。如果工期紧张，可以采取添加早强剂的方法。

7、护坡桩施工

7.1护坡桩施工工艺流程

护坡桩施工工艺流程图

7.2 护坡桩施工技术及质量标准

测量放线：以业主提供的水准点及测量控制网进行引测,在轴线的延长线上做点建立控制网,每个控制点采用不少于0.2m3混凝土浇筑,中间放置埋件,在埋件上刻十字作为轴线引测点，在桩基施工过程中，每天应对现场测量控制点进行校核，并作好有效保护。

埋设护筒：埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度。护筒固定在正确位置后，用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。如果护筒底土层不是粘性土,应挖深或换土,在坑底回填夯实300-500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。

设备安装：钻机就位前，须将路基垫平填实，钻机按指定位置就位，并须在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的角度。钻机安装就位之后，应精心调平，确保施工中不发生倾斜、移位。

成孔：采用人工搅桨护壁，泥浆池可根据现场实际条件砌筑。

在施工第一根桩时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。在钻进过程中，不可进尺太快，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间。在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。在钻进过程中，要经常检查钻斗尺寸。（可根据试钻情况决定其大小）。施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符应立即通知设计监理等部门及时处理。

清孔：在钻进到设计深度时，应立即清孔,常采用封底钻头捞渣，可一次或多次进行捞渣。在清孔后，孔底沉渣不得大于30cm，并将孔口处杂物清理干净，方可进行下步工序。

钢筋笼制作及吊放：根据设计，计算箍筋用料长度、主筋分布段长度，将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用。由于切断待焊的主筋、箍筋、绕筋的规格尺寸不尽相同，注意分别摆放，防止错用。在钢筋圈制作台上制作箍筋并按要求焊接。将支撑架按2～3m的间距摆放在同一水平面上对准中心线，然后将配好定长的主筋平直摆放在焊接支撑架上。将箍筋按设计要求套入主筋（也可将主筋套入箍筋内）并保持与主筋垂直，进行点焊或绑扎。箍筋与主筋焊好或绑扎后，将

绕筋按规定间距绕于其上，用绑扎丝绑扎并间隔点焊固定。钢筋笼定位板采用47.8*40*8mm钢板,每隔2米沿钢筋笼周边主筋均匀设置4根。制作好的钢筋笼稳固放置在平整的地面上，防止变形。起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点设在钢筋笼箍筋与主筋连接处，且吊点对称并一次性起吊。钢筋笼设置4-6个起吊点，

0.5m

土,

1.5米,

不足1m3

注深度和计算导管埋深后，方可拔管。导管埋深不得大于6m，也不得小于2m。为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌一定高度,不宜小于0.5m,一般在0.8-1.0m。在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减少，超压力降低。如出现砼顶升困难时，可适当减小导管埋深使灌注工作顺利进行。在拔出最后一节长导管前，要用探棒探明灌注砼面标高，符合要求后方可拔管，管内要留有一定砼量，以防拔护筒后砼面下降。拔管速度要慢，避免孔内上部泥浆压入桩中。每天根据灌砼数量按要求制做砼试块。钢护筒在灌注结束，砼初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直性。当桩顶标高很低时，砼灌不到地面，砼初凝后，回填钻孔。

质量检验标准：护坡桩质量检验标准(mm)

7.3 几个关健工序的施工

7.3.1钢筋加工

钢筋进场必需取出厂和试验合格证后方可使用，同时按型号、类别分别架空堆放。

对主筋必须调直、除锈去污，对焊主筋、搭接焊之前必须先进行试验，合格后方可批量加工。主筋采用机械连接形式。主筋和加劲筋交叉点采用点焊，箍筋采用绑扎。

钢筋对接焊接弯折角度不大于4度，两钢筋轴线错位不大于2mm，搭接要符合规范要求。双面焊接长度为5d，单面焊接长度为10d。同一断面的焊接接头不大于50%，并错开不小于500mm。

在主筋保护层可采用钢板或圆砼轮，以保证护坡桩保护层的厚度。保护钢板采用带钢，尺寸为47.8*40*8mm，纵向间距4米沿钢笼周边设置一道四个。砼轮为预制，厚度4cm，半径5cm，下笼时中心穿钢筋绑扎在钢笼主筋之间，纵向间

距4米沿钢笼周边设置一道四个。

钢筋笼检验标准如下表：

7.3.2泥浆性能及泥浆系统布置 7.3.2.1泥浆配比设计及现场性能测定

椐工程地质条件和水文地质情况，拟采用膨润土，并掺外加剂处理以改善泥浆护壁性能。

①.

泥浆配比设计（仅供参考）

水:膨润土:纯碱:CMC （必要时）=100:5～10%:0.1%:1-3% ②.泥浆材料的选择 水：自来水 膨润土：钠膨润土 外加剂：纯碱（食用碱）

钠羧钾基纤维素（CMC ），易溶。

③.要求达到的泥浆性能指标参考值

新浆液性能指标

注：施工时根据具体地层条件而定，比重1.25为挖槽后泥浆比重，正常情况下只测比重、粘度、PH值。

④.泥浆制备

拟采用1～3台旋挖机，在现场挖建造制浆池。现场拟建两处施工场区，每处施工场区设一个三级沉淀池进行泥浆制备及回收。泥浆池设置在场地中央，容积约30m3。

7.3.2.2桩间土的防护

采用钢板网+全面喷射砼进行防护。桩体打入钢钉加焊1?8钢筋做为加强筋（竖向间距为1.5m），配以短土钉（长2米、间距1.5）进行防护。

7.2.2.3.桩间土渗水的处理

在防护面内设置泄水管，采用?20塑料管，长度600～800mm，底部打花孔并包滤网。

8、锚杆施工

8.1锚杆施工顺序：

8.2 锚杆施工工艺流程

锚杆施工工艺流程

8.3锚杆施工：

土方开挖与锚杆施工平行作业。 （1）钻孔

粘土、粉质粘土、粉细砂地层，拟采用国产锚杆螺旋钻干法成孔；卵石地层国产钻机施工困难，拟采用进口全套管跟进冲击回转循环锚杆钻机成孔。成孔孔深比设计孔深深0.3m ～0.5m 。

（2）锚杆杆体加工组装

a.根据锚杆参数表在现场平坦地上加工组装。每根钢绞线下料长度误差小于50mm ，

锚杆杆体总长设计总长加外露长度1.0M 。 b.锚束体内设置隔离架，间距2m ，且绑扎牢固。

c.自由段长度段套 20mm 彩色塑料管，套管端应绑扎密封。

（3）锚杆注浆

采用纯水泥浆，水灰比0.5，用普通P.O32.5普通硅酸盐水泥。每批锚杆灌浆取两组试件，每组三块，进行7天和28天强度试验，7天强度不少于15MPa。

（4）锚杆预应力张拉与锁定

锚固体强度达到15MPa以上时（一般灌浆后7天），开始张拉锚杆，张拉前先取设计轴向力的0.1倍对锚杆预张拉1～2 次，经调整锚具后，再正式张拉，并按规范对张拉荷载分级，拉至设计荷载用夹片锁紧。

（5）锚杆试验不少于3根。

（6）为保护基坑外现有的构筑物，或锚杆遇到不明障碍物，应停止钻孔，调查清楚后，调整锚位要经过设计和业主同意才可以施工，并作好记录。

8.4质量标准及质量保证措施

8.4.1质量标准

（1）锚杆施工质量应符合《土层锚杆设计与施工规范》。

（2）预应力张拉锁定值应符合设计要求。

（3）孔位误差±50mm，孔口中心标高±100mm。

（4）钻孔深度应比设计深0.3～0.5m。

（5）锚束体总长度应不小于设计值。

（6）钢绞线应符合ASTMA416-90a标准。

（7）注浆要满实，要求对每根锚杆的水泥量进行记录、评估。

（8）锚杆体的制作必须符合设计及规范要求：锚杆隔离架（定位支架）沿锚杆轴线方向每隔1.0～2.0m设置一个，使锚杆体居中，并确保锚束体的保护层不小于20mm。

（9）锚杆成孔后必须及时插入锚杆体注浆，防止塌孔。

（10）腰梁、锚具、承压板的制作必须严格按设计要求进行。

8.4.2 质量保证措施

（1）锚杆注浆后，一定长时间（2小时内）内必须进行二次补浆，以确保浆体饱满。

（2）做锚杆验收试验，以检验锚杆的锚固力是否达到设计要求，以便及时

适当的调整设计方案。

（3）做好并收集、整理好各种施工原始记录，质量检查记录、设计变更、现场签证记录等原始资料，并做好施工日志。