樁錨基坑支護施工工法

《樁錨基坑支護施工工法》是山東萬鑫建設有限公司、珠海智順岩土工程專利技術有限公司、山東鑫國基礎工程有限公司、浙江環宇建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是王慶軍、李憲奎、李永峰、童宏偉、陳紹炳、陶紅雨。該工法適用於開挖深度在6~18米、基礎周邊建築物距離近，場地狹窄、對基坑變形要求嚴格、不能施工土釘牆的基坑支護，特別適合含砂、卵石、淤泥且富含地下水等複雜地質條件。

《樁錨基坑支護施工工法》主要的工法特點是：降低造價，縮短工期，減少環境污染。

2008年1月31日，《樁錨基坑支護施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：樁錨基坑支護施工工法
• 工法編號：YJGF293-2006
• 完成單位：山東萬鑫建設有限公司、珠海智順岩土工程專利技術有限公司、山東鑫國基礎工程有限公司、浙江環宇建設集團有限公司
• 主要完成人：王慶軍、李憲奎、李永峰、童宏偉、陳紹炳、陶紅雨
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：2005-2006年度國家二級工法

形成原因

隨著城市建設的發展，高層建築和超高層建築不斷湧現，深基坑支護也越來越多，支護形式多種多樣，基坑事故也時有發生，基坑的穩定性除滿足工程要求外還須根據周邊建築物滿足基坑變形要求，選擇何種支護形式是基坑施工的關鍵所在。

山東威海東方大廈開挖深度11.5米，基坑邊離南側六層車間基礎只有2.00米，局部水平距離不足1.70米，西側有單層車間，東、北側有管道、光纜、高壓電纜及高壓線桿，基坑開挖深度內為素填土、粉細砂、細砂，地下水位埋深較淺，且基坑開挖過程須經歷夏季多雨季節。基坑的穩定性和變形控制是選擇方案的重中之重，止水帷幕的工藝選擇及錨桿施工防止孔口涌砂是面對的難點。

浙江環宇建設集團有限公司引進珠海智順岩土工程專利技術有限公司的加筋水泥土樁錨支護施工技術，該技術獲得了多項發明專利，在多項工程中套用形成了《樁錨基坑支護施工工法》，較常規樁錨支護節約造價20%以上，工期縮短四分之一且無水泥漿排放，基坑開挖後位移、沉降量小，對周圍建築物、管線的保護效果好。故有社會效益、經濟效益。

工法特點

《樁錨基坑支護施工工法》的工法特點是：

1、利用旋噴加攪拌構成強度較高、施工質量可靠的水泥土加強體。

2、多排加筋水泥土樁錨同牆身結構件預應力連線，可使較薄的擋土牆體形成一個很厚的重力式半剛柔性的主動支護擋土、止水結構體系，較鋼筋混凝土樁錨支護降低造價，縮短工期，減少環境污染。

3、在土體中形成數量較多的大直徑斜向樁錨，分擔土體壓力，與土體共同作用，形成穩定的支護體，並施加預應力減少基坑變形。

操作原理

適用範圍

《樁錨基坑支護施工工法》適用於開挖深度在6~18米、基礎周邊建築物距離近，場地狹窄、對基坑變形要求嚴格、不能施工土釘牆的基坑支護，特別適合含砂、卵石淤泥且富含地下水等複雜地質條件。

工藝原理

《樁錨基坑支護施工工法》的工藝原理敘述如下：

利用旋攪設備施工豎向水泥土樁錨，並插入型材或鋼絞線，形成擋土、止水帷幕和錨拉承載體，分層開挖分層施工斜向水泥土樁錨，在豎向樁錨內側放置腰梁，對斜向水泥土樁錨施加預應力，使較薄的擋土牆體形成一個很厚的重力式半剛性柔的主動支護擋土、止水結構體系（工藝原理參見下圖）。

工藝原理圖

施工工藝

• 施工準備工作

《樁錨基坑支護施工工法》施工準備工作如下：

一、了解施工區土層分布及土層的物理力學性能，以便實施水泥土樁錨的布置、選擇鑽孔方法；了解水文地質以確定排水、截水措施以及鋼絞線的防腐措施。對有關施工人員進行技術交底。

二、查明施工區範圍內地下埋設物的位置狀況，預測水泥土樁錨施工造成影響的可能性與後果。

三、對所用的機械設備，提前進行維護、保養，確保在施工時正常運轉。

四、根據現場實際情況進行科學合理的布置，提前做好“三通一平”工作。清理施工現場地下、地面及空中障礙物，確保順利施工。

五、組織搬遷施工設備、機械進場，並組裝調試，購置易損配件。

六、水泥土樁錨加筋材料宜優選鋼絞線、Ⅱ級螺紋鋼筋、工字鋼、普通焊接鋼管，水泥宜使用強度等級不小於32.5的普通矽酸鹽水泥。

七、必要時水泥漿中可加入控制泌水或延緩凝結等外加劑，但必須符合產品標準，水泥漿中氯化物的總含量不得超過水泥重量的0.1%。

八、混合水中不得含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質，不得使用污水。

九、布設臨建及生活設施，組織原材料進場，並送樣試驗，委託混凝土配合比試驗。

• 工藝流程

《樁錨基坑支護施工工法》的施工工藝流程見下圖。

施工工藝流程圖

操作要點

《樁錨基坑支護施工工法》的操作要點如下：

一、豎向旋噴攪拌水泥土樁牆施工

豎向旋噴攪拌水泥土樁牆施工直徑、間距、埋置深度由基坑開挖深度、地質條件等確定。旋噴攪拌樁施工採用旋噴攪拌樁機鑽孔，然後進行噴漿旋噴攪拌土體。施工工藝流程如下：

定位→漿液配製→送漿→鑽進噴漿旋噴攪拌→提升旋噴攪拌噴漿→重複鑽進噴漿旋噴攪拌→重複提升旋噴攪拌噴漿→移位。加筋水泥土樁牆施工示意圖見下圖。

1.定位：啟動旋噴攪拌機移到指定樁位，對中。當地面起伏不平時，應調整四隻支腿的高低，使井架垂直度在樁的設計要求內。一般對中誤差不宜超過20毫米，攪拌軸垂直度偏差不超過1.0%，並不超過100毫米。

2.漿液配製

（1）嚴格控制水灰比，水灰比為0.5~0.6。

（2）水泥漿必須充分拌和均勻。

（3）為改善水泥和易性，可加入適量的外加劑。

3.送漿：將製備好的水泥漿經篩過濾後，倒入貯漿桶，開動灰漿泵，將漿液送至攪拌頭。

4.鑽進旋噴攪拌：證實漿液從鑽頭噴出，啟動樁機旋噴攪拌頭向下旋轉鑽進旋噴攪拌，並連續噴入水泥漿液，以防堵塞鑽頭。

5.提升攪拌噴漿：將攪拌頭自樁端反轉勻速提升旋噴攪拌，並繼續噴入水泥漿液，直至地面。證實漿液從鑽頭噴出並具有一定壓力（0.6~0.8兆帕）後，啟動樁機攪拌頭向上提升旋噴攪拌，並連續噴入水泥漿液。

（1）調整灰漿泵壓力檔次，使噴漿量滿足設計要求。

（2）在鑽止設計樁長土層後，應原地噴漿攪拌30秒。

6.重複上述4、5步驟。

7.移位：成樁完畢，清理旋噴攪拌葉片上包裹的土塊及噴漿口，樁機移至另一樁位施工。

二、豎向筋材施工

豎向加筋水泥土樁牆插入筋材種類、間距、長度與基坑開挖深度、地質條件、變形控制要求確定，工藝流程：定位→泥漿製備→漿液循環，鑽機成孔→吊放筋材→水泥漿補漿→移位。

1.定位：啟動鑽機移到指定樁位，對中。當地面起伏不平時，應調整鑽機底座的高低，使垂直度在樁的設計要求內。一般對中誤差不宜超過20毫米，垂直度偏差不超過1.0%，最大100毫米。

2.漿液配製：拌制一定數量的水泥漿液，水灰比0.6~0.8。

3.送漿：將製備好的水泥漿經篩過濾後，倒入貯漿桶，開動灰漿泵，將漿液送至攪拌頭。

4.鑽進成孔：證實漿液從鑽頭噴出，啟動樁機攪拌頭向下旋轉鑽進，並連續噴入水泥漿液，以防堵塞鑽頭。

5.插入筋材或型鋼：成孔至設計深度後立即利用鋼絲繩吊起，人工置入，筋材置入最後時間不得大於水泥終凝時間。

6.水泥漿補漿：用水灰比為0.5~0.6的水泥漿進行補漿。

7.移位：成樁完畢，移至另一樁位施工。

三、土方開挖

豎向水泥土樁錨在15攝氏度以上施工後7天或強度達到規定要求，可進行土方開挖，土方開挖採用分層分段施工，嚴禁超挖，挖出土方嚴禁堆放於基坑頂部。

四、斜向加筋水泥土樁錨、腰梁施工

斜向加筋水泥土樁錨直徑、間距、傾斜角、長度，由基坑開挖深度、地質條件、基坑變形要求等確定，工藝流程如下：

流程一：開孔（過旋噴攪拌樁）、鑽進（旋噴、攪拌）至設計深度、鋼絞線製作與安裝、灌漿、工字鋼腰梁製作、安裝、張拉鎖定。

流程二：開孔（過旋噴攪拌樁）、帶鋼絞線一次性鑽進至設計深度、灌漿、工字鋼腰梁製作、安裝、張拉鎖定。

1.斜向加筋水泥土樁錨施工

斜向加筋水泥土樁錨鑽孔施工工藝，直接影響水泥土樁錨的承載能力、施工效率和整個支護工程的成本。水泥土樁錨施工在填土層宜採用攪拌法施工，粉土層宜採用旋噴攪拌法，砂層宜採用一次性成孔下錨來防止涌砂，具體如下：

（1）採用攪拌水泥土樁錨，施工工藝採用三翼鑽頭，角度、長度以設計圖紙為準，水泥漿液水灰比0.5~0.6，成孔完畢用鑽桿將鋼絞線插入。

（2）採用旋噴水泥土樁錨，施工工藝是先鑽機成孔，成孔直徑110毫米，角度、長度以設計圖紙為準，然後採用高壓泵通過鑽機鑽桿和噴頭，由孔底向外開始旋噴水泥漿液，水灰比1.0，高壓泵壓力值、水泥用量根據設計旋噴直徑調整，旋噴完畢用機械將鋼絞線插入或採用一次性旋噴頭帶鋼絞線旋進設計深度。

（3）採用旋噴攪拌水泥土樁錨，施工工藝在旋噴頭上加攪拌葉片，葉片直徑同設計直徑，角度、長度以設計圖紙為準，先用金剛石鑽頭開孔過旋噴攪拌樁，然後採用高壓泵通過鑽機鑽桿和噴頭，開始旋噴水泥漿液，水灰比0.8~1.0，高壓泵壓力值不小於12兆帕，旋噴完畢用機械將鋼絞線插入。

（4）採用自帶式錨筋結構，施工工藝為採用三翼鑽頭，角度、下水賦存狀況及化學成分，長度以設計圖紙為準，先用金剛石鑽頭把旋噴攪拌樁穿過，再換一次性錨筋結構施工至樁底，最後退出鑽桿，鑽頭結構留在土中，水泥漿液水灰比0.5~0.6。錨筋制安按設計要求，錨頭用冷擠壓法與錨盤進行固定。鋼絞線離面牆出來1.2米，以便水泥土樁錨張拉鎖定。

2.腰梁的安裝與樁錨張拉

腰梁必須緊貼豎向旋噴攪拌水泥土樁，中間的空隙用C15以上的混凝土填實，腰梁可用型鋼或鋼筋混凝土梁（型號、尺寸有設計確定）。水泥土樁錨強度達到15兆帕方可張拉，正式張拉之前應取0.3~0.6倍設計軸力，對樁錨預張拉1~2次，使各部位的接觸緊密，鋼絞線完成平直。樁錨張拉荷載分級及觀測時間應遵循有關規定，樁錨張拉與鎖定工作應做好記錄。

材料設備

《樁錨基坑支護施工工法》所需材料為水泥、型鋼、鋼絞線、錨具、外加劑等，材料無需特別說明，採用的機具設備見下表。

主要機械設備需要量計畫

序號	名稱	規格	單位	用途
1	旋噴攪拌機	GPP-5B型	台	旋噴攪拌樁施工
2	工程鑽機	GY-2A型	台	水泥土樁錨施工
3	灰漿泵	150型	台	輸送壓力漿液
4	注漿泵	GPB型	台	輸送壓力漿液
5	攪拌桶	5立方米	個	調製水泥漿
6	攪拌桶	2立方米	個	調製水泥漿
7	水泵	Φ70	台	抽水
8	交流電焊機	30千瓦	台	焊接
9	千斤頂	60噸	台	張拉
10	油泵	ZB4-500	台	張拉
11	測力設備	DY-2000	台	張拉
12	吊車	/	台	吊機械、鋼材

質量控制

《樁錨基坑支護施工工法》的質量控制要求如下：

一、質量控制標準

1、加筋水泥土樁錨支護工程檢驗的主控項目應符合下列規定：

（1）錨體的拉拔力應符合設計要求。

（2）樁錨體的注漿量應不小於理論計算量。

（3）基坑支護結構樁錨體的頂部位移和最大位移應符合下表的要求。檢驗方法：檢查每個檢測點的位移檢測記錄。

基坑支護結構位移允許值（毫米）

基坑類別	控制值
	樁頂錨體位移	樁錨體最大位移	地面最大沉降
一級基坑	0.004h且不大於20~35	0.004h且不大於50	30
二級基坑	0.006h且不大於45~65	0.008h且不大於80	60
三級基坑	0.015h且不大於80~100	0.015h且不大於100	100
註：h一基坑開挖深度。

（4）基坑支護結構的表觀效果應符合下表的要求。

基坑支護結構的表觀效果要求

序號	項目	表觀效果要求	檢測方法
1	側壁滲漏	僅有局部滲漏，無泥沙	觀察
2	坑底穩定	僅有局部滲漏，無塑性隆起	觀察
3	環境影響	周圍建築物沉降量未造成建築物表觀明顯變化和正常使用	觀察

2、加筋水泥土樁錨支護工程檢驗的一般項目應符合下列規定：

（1）水泥（不低於32.5兆帕強度等級）、鋼材等原材料的技術性能應符合國家有關標準的規定。

（2）鋼筋、型鋼、鋼管連線接頭的質量應符合國家有關標準的規定。

（3）樁錨體的幾何尺寸和平面位置應符合下表的規定。

序號	項目	允許偏差或允許值		檢測方法
		單位	數值
1	樁錨體直徑、長度	毫米	±50	用鋼尺量間距、長度
2	加筋體長度	毫米	±100	用鋼尺量
3	加筋體傾斜度	（度）	±1	經緯儀
4	加筋體平面位置	毫米	±50	用鋼尺量
5	樁錨鎖定力	按設計要求		現場實測
6	樁錨體傾斜角	（度）	±1	測鑽機傾角
7	水泥泥漿配合比，水泥用量	按設計要求		現場抽查
8	錨體抗拉力	按設計要求		現場試驗

（4）樁間咬合應達到設計要求；樁牆不得漏水、滲水；在已開挖深度範圍內應有良好的自穩能力。

二、質量保證措施

1、嚴格控制樁位和樁身垂直度，以確保足夠的搭接長度和整體性。施打樁前需覆核建築物軸線、水準基點、場地標高；樁位對中偏差不超過20毫米；

2、壓漿過程中不得發生斷漿情況。壓漿速度與鑽頭的提升速度應該匹配，使得核定的漿量均勻分布在樁身全長範圍內。

3、相鄰樁體的施工間隔時間應小於水泥終凝時間，每一施工段應連續作業，布置成樁順序。

4、嚴格按設計確定的數據，控制噴漿和攪拌提升速度，誤差不得大於±100毫米/分鐘。

5、旋噴攪拌樁施工時，鄰近不得進行抽水作業，對砂土、粉土、黏性土，應在水泥土牆施工完成3天后方可進行抽水作業，對淤泥或淤泥質土，應在水泥土牆施工完成4天后方可進行抽水作業。

6、水泥土樁錨施工前應根據設計要求、地質水文情況和施工機具條件，認真編制施工組織設計，選擇合適的鑽孔機具和方法，精心操作，確保順利成孔和安裝錨桿並順利灌注。

7、水泥土樁錨鑽進速度嚴格要求在。3~0.5米/分鐘，迴轉速度20~50轉/分鐘，防止鑽進速度過快引起旋噴攪拌不均勻，漿液過少。

8、在鑽進過程中，應認真控制鑽進參數，合理掌握鑽進速度，防止埋鑽、卡鑽、塌孔、掉塊、涌砂和縮頸等各種通病的出現，一旦發生孔內事故，應儘快進行處理，並配備必要的事故處理工具。

9、水泥土樁錨注漿用水、水泥及添加劑應注意氯化物與硫酸鹽的含量，以防對鋼絞線的腐蝕。

10、錨桿灌漿應按設計要求，嚴格控制水泥漿配合比，做到攪拌均勻，並使注漿設備和管路處於良好的工作狀態。

11、鋼絞線應除油污、除銹，嚴格按設計尺寸下料，每股長度誤差不大於50毫米。鋼絞線應該按一定規律平直排列。

12、樁錨張拉前，應對張拉設備進行標定。錨固體強度均大於15兆帕時，方可進行張拉。樁錨張拉應按一定程式進行，樁錨張拉順序，應考慮鄰樁錨的相互影響。

安全措施

採用《樁錨基坑支護施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1、針對該工程的特點，制定各項施工技術安全措施，並組織全體施工人員進行專項交底會議並做書面交底。堅持做好工人入場三級安全教育並考試取證，做到安全上崗證持證率100%。

2、施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規定執行。

3、電纜線路應採用“三相五線”接線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路懸掛高度和線間距除按安全規定要求進行外，將布置在專用電桿上。

4、各種機械設備進場時必須經過驗收，合格後方可使用。機械設備嚴格按操作規程進行操作，嚴禁非定崗司機動用機械設備。各種機械有專人負責維修、保養，並經常對機械的關鍵部位進行檢查，預防機械故障及機械傷害的發生。

環保措施

《樁錨基坑支護施工工法》的環保措施如下：

1、在建設施工的全過程中，根據客觀存在的粉塵、污水、噪聲和固體廢物等環境因素，實施全過程污染預防控制，儘可能地減少或防止不利的環境影響，達到環保要求。採取預防為主，加強宣傳，全面規劃，合理布局，改進工藝，節約資源，為企業爭取最佳經濟效益和環境效益。嚴格遵守國家和地方政府部門頒發的環境管理條例、法規和有關規定。

2、排水設施的建設應當遵守國家和地方規定的技術標準，如區域內實行雨水、污水分流制的，雨水和污水管道不得混接。

3、排放含泥量較多的水流入布置在基坑、施工便道旁的沉澱池內，必須經過二次沉澱處理後排入市政污水管，嚴禁直接排入市政污水管。

效益分析

《樁錨基坑支護施工工法》的效益分析如下：

1、該工法將止水帷幕加筋代替了鋼筋混凝土灌注樁，施工時無泥漿排放、無振動、無噪聲；節約了鋼筋、砂石；減少了施工環節，縮短了工期；基坑開挖邊線距建築物1米即可施工，充分利用了土地資源；減少錨桿施工湧水涌砂現象，基坑開挖後變形小，對周邊建築物保護效果好。

2、威海東方大廈基坑支護如採用普通鋼筋混凝土樁錨支護，灌注樁、止水帷幕工期55天，最低造價為385萬（不包括泥漿外運、排放場地費用），採用加筋水泥土樁錨支護方案止水帷幕工期25天，造價260萬，基坑開挖後32個檢測點平均位移2.5毫米。

註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《樁錨基坑支護施工工法》的套用實例如下：

1、山東威海東方大廈基坑支護，位於威海市高技術產業開發區火炬路南、瀋陽路西，擬建大廈由主樓、附樓和地下停車場組成，主樓地上25層，附樓地上6層，地下2層，附樓基礎埋深9.5米，主樓基礎埋深11.5米，基坑周長286米，安全等級為一級。採用加筋水泥土樁錨支護，自2005年3月3日開工，2005年4月5日止水帷幕竣工，斜向樁錨隨土方開挖施工。基坑開挖至槽底，採用明溝排水只需二台2.2千瓦潛水泵，間隔抽水即可保證坑底施工，證明止水帷幕的施工是有效的。基坑開挖至坑底時正經歷“麥莎”颱風，經強暴雨的考驗地下室施工完成後，32個位移觀測點平均位移2.5毫米，最大位移點位移4毫米，南側六層車間基礎沉降2.0毫米，內外牆面無裂紋，四周管線保護完好。採用加筋水泥土樁錨支護新技術後，比原總工期提前一個月，造價節省約100多萬元。實踐證明採用加筋水泥土樁錨支護是安全可靠，節省造價，保護環境。

2、鑫盛財富廣場位於山東省淄博市中心路與共青團東路交叉路口東南角，北鄰淄博市交通銀行、淄博飯店，西臨淄博市郵政局。工程占地面積約3500平方米，基坑呈長方形大小約為77.0米×73.5米，基坑總長295米，深度12.8~14.4米。東側距離基坑邊線最近2.5米為淄博市體委4層宿舍樓，天然地基上淺基礎，基礎埋深1.6米；東南角距離基坑邊線最近14.7米為淄博市體校游泳池；西側距離基坑邊線4.5米為分布南北向市內主幹線之一的中心路；南側距離基坑邊線9.0米為已建的3層住宅樓；北側距離基坑邊線4.5米為6層金豐商城，有一層地下室，深度5米，天然地基；沿路分布各種管線及光纜。採用加筋水泥土樁錨支護經過雨季至施工完墊層後，除東側平均位移13毫米，最大一個點為17毫米外，其餘三側平均位移不到10毫米。沉降量3米。實踐證明選用該方案是安全可行的，而且降低了工程造價，加快了工程進度，取得了經濟社會效益。

3、山東淄博華都名城位於共青團路，淄博飯店南側，基坑開挖深度9.0米，距基坑邊有一棟建在2.5米雜填土上、基礎寬度為370毫米磚基、牆體為泥砌斗子牆的三層臨舍，開挖後經觀測臨舍無裂縫，基坑位移量均小於3毫米。

榮譽表彰

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《樁錨基坑支護施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。