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【摘 要】 深基坑支护技术是指灌注桩排桩+预应力锚索+预应力高压旋喷锚桩支护体系，但是目前这项技术在我国并没有一套完整科学的验收标准，为了能够保证预应力高压旋喷锚桩锚固体的可靠性，施工之前需要做锚桩抗拔试验。预应力高压旋喷锚桩作深基坑支护的施工技术在某工程施工过程中取得了很好效果以及较高的经济效益。
【关键词】 深基坑;预应力;支护技术;高压旋喷
引言：
现阶段在我国预应力高压旋喷锚桩技术的发展水平仍然不高，这种技术的优势还未得到充分展示。预应力高压旋喷锚桩支护技术在下述工程中的成功应用为我们提供了宝贵的实践经验。
1 工程概况
某工程总占地面积29159m2，总建筑面积373918m2，建筑高度339m。项目由两幢办公塔楼及商业裙房组成，其中裙楼区域基坑开挖深度为13.45m，T1塔楼区域基坑开挖深度为15.95～16.55m。
2 预应力高压旋喷锚桩施工技术在基坑工程中的应用优势
我国城市尤其是大中城市的住宅楼盘越来越大，基坑的深度越来越深，伴随而来的问题就是基坑支护体系安全性低，风险高，这给基坑工程施工过程提出了更加严格苛刻的要求。传统习惯中采用地下连续墙则经济效益不高，设备条件要求苛刻，工期相对较长;而采用排桩支护加内支撑则常常因跨度过大造成其支护系统会显得笨重复杂并且安全性不高;再者采用中心岛法先行施工的部分逆作施工虽然不失为一种经济安全的施工方法，但底板和侧墙均会留下施工缝，且需要征得结构设计单位的同意并需做好大量的协调工作，程序上比较复杂，在本工程中上述喷锚桩支护施工技术缺陷较为明显，因此在允许实施锚杆（索）的地段即本工程中我们采用预应力高压旋喷锚桩支护技术可以解决工期长、造价高、事故多、后续施工难等诸多问题。
2.1预应力高压旋喷锚桩施工技术可以有效解决深基坑止水帷幕渗漏问题
渗漏难题是深基坑止水帷幕施工过程中必然要面对的首要问题，如果不能及时有效的解决渗漏问题就会导致基坑施工困难，甚至会影响到本工程以及周围房屋建筑的安全。渗漏现象产生的原因一般有三个：一、坑底部的滞水层;二、其他对止水帷幕的破坏;三、周围环境影响。在本工程中设计人员采用锚桩支护替代锚索支护体系并采用掩护式施工来解决渗漏难题。在施工过程中使用先疏后堵的堵漏方案，彻底封闭渗漏点，达到彻底止水的目的。
2.2预应力高压旋喷锚桩支护施工技术的其它优势
在传统的成桩过程中，通常采用常规锚杆在成孔后由人工推送的方法进行，但是该方法有着明显的缺陷，比如锚杆成孔易塌孔导致基坑失稳。相反的，在本工程中设计人员作为筋体材料的钢绞线在成桩过程中由钻杆携带进入，这比传统方法更加简便、安全性更高、施工速度快、承载力更大。水泥浆高压射流旋喷成桩要按照事先设计的要求施工，并且施工过程中要严格控制操作条件如桩长、桩间距、桩径、注浆压力、水泥用量、等施工参数，尤其是喷浆压力，它能决定成桩的直径，在该工程中基坑支护设计的最大直径为700mm，相比于传统锚杆的锚固体直径，直径增大能够提供更大的锚固握裹力，因此旋喷成锚桩的承载能力更大。
3 高压旋喷锚桩施工技术在基坑工程中的应用
高压旋喷锚桩技术是基坑支护工程中已经得到许多工程广泛应用的新技术，具有施工简便、技术可靠、承载力强等优点。
3.1施工设备
高压旋喷加劲水泥土桩锚施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件，并且要时刻防范可能出现的问题，做好应对决策，图1表示通过均匀混合土层与水泥浆所获得搅拌旋喷注浆的复合体。高压旋喷锚桩施工过程中出于对旁边环境的保护需要选择慢速搅拌高压旋喷钻机XL-50和一套拌浆系统及配备充足人员，2班制24小时连续作业，有专职人员监控施工，以确保成桩质量，确保施工工期。
图1 预应力旋喷锚桩锚固体大样
3.2高压旋喷锚桩钻机沟槽内施工工艺
图2为施工示意图，工程开工之前先开挖低于第一道高压旋喷锚桩，同时设计沟槽工作面，其中标高面为30cm、宽度为大于6m，而且锚索施工与开挖要两者兼顾，顺序进行，施工过程要时刻保证稳定的锚固力。
图2 高压旋喷锚桩钻机
（1）注浆材料选用的是42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.7，考虑到本地层情况特殊，需要先进行浆液配比试验，水泥浆应拌和均匀并且现用现配。（2）本工程中高压旋喷锚桩直径分别为300mm、400mm、500mm、600mm、700mm，水平倾角18°～20°，长度为10～20m，根据现场试验确定注浆压力值，确保旋喷锚桩的直径符合设计要求。（3）本工程施工先进行钻进，然后将水泥浆均匀混合并充分搅拌，最后插筋形成高压旋喷锚桩。（4）在本工程中旋喷搅拌锚桩采用专用钻机成孔同时边搅拌注浆。施工过程中通过控制旋喷搅拌钻进注浆压力、搅拌钻杆的钻进、提升速度、搅拌钻杆（轴）的转速确保搅拌桩桩体成桩质量。
锚桩施工前的放线定位包括高度和水平向两个方向的定位：在标高控制方面，土方开挖清理到位后，在灌注桩侧壁拉线、弹线、标识。在水平向定位方面，锚桩在钻孔灌注桩间连续设置，施工时直接取灌注桩的桩间空隙进行定位施工即可。桩位定位环节还可能涉及另一项准备工作——开孔，钻孔桩之间的设计间隙一般200～300mm，对于桩体扩径情况，扩径后造成净间隙不足150mm的部位需先行开孔，一般采用钻孔取石的方式解决。
锚桩桩位定位环节需要高度和水平向两个方向的定位，为后续工作——开孔做好准备。钻孔桩之间的设计间隙为200～300mm，如果由于桩体扩径造成净间隙不足150mm的部位需要先行开孔，对于该问题采用钻孔取石的方式解决即可。
3.2.1旋挖机钻孔灌注桩
预应力高压旋喷锚桩施工技术的关键是锚桩成桩。施工要点如下：（1）采用直径为150mm的三叶钻头钻进初成桩，通过控制压力将水泥浆高压射流旋喷搅拌获得所需直径的锚桩。（2）分节退出钻杆，同时在该过程中为了严格控制退出速度为0.5～0.6m/min，钻轴的转速为20～50r/min，这样做的目的是能够确保退出过程不喷浆。（3）在上一步操作完成后采用携带有喷浆口的光钻头进行二次钻进，这个过程要将钢绞线同时钻进，该过程的施工参数与第一次钻进过程保持一致。（4）在二次钻进成功之后同样进行分节退出钻杆，同时严格控制该过程的施工参数与前述步驟相同。该基坑工程对传统的实心锤进行了改进，改用空心锤，加长了冲锤的长度，在中心部位设置并留有孔位，锤子自重不变，冲孔的沉渣由锤中心孔向上溢出，锤尖相当于桩尖，直接进入新鲜土层或石层，不会重复冲渣，省掉了捞渣工艺，极大地节约了施工时间，成孔时间缩短了一半，降低了一半的能耗，施工时将泥浆泵外围设置了阀门，正循环与反循环经过同一套泥浆管与泥浆池，同步实现了节地、省时、高效、节能的效果，取得了良好的经济效益。
3.2.2预应力锚索张拉与锁定
锚索的张拉与施加预应力（锁定）符合以下规定：a.在锚索施工10天后进行预应力锚索张拉试验，具体时间根据试验确定（不加早强剂为二次注浆完7天后）。b.锚索张拉采用隔一拉一张拉顺序。c.锚索正式张拉前，取20%的设计张拉荷载并进行预拉试验。d.保持规定时间稳定并观测位移变化然后锚索分级张拉至设计施加预应力值的1.05倍后锁定。
3.2.3冠梁和腰梁
本工程中的腰梁和冠梁的加工制作情况如下：（1）腰梁在本工程的腰梁施工中设计人员将两根32b#工字钢与铁板焊接为一体，同时为了确保传力的均匀、可靠采用C30细石混凝土进行填充钢腰梁与围护桩之间空隙。（2）冠梁加工围护桩顶混凝土冠梁尺寸为1400mm×1100mm，锚桩锁定在冠梁、腰梁上。
3.2.4旋喷锚桩的现场检测
根据支护设计的具体要求，为了确定高压旋喷锚桩轴向受拉承载力设计值锚桩在使用之前要经过实地的养护和抗拔试验，且试验桩数应不少于两组（至少三根）。
4 预应力高压旋喷锚桩支护效果分析
本支护工程的安全性由第三方监测，在基坑土方开挖过程中，对支护桩桩顶水平位移、坡顶土体沉降、基坑周边地下水位、基坑周边建筑物及地面沉降等项目进行了严密监测，监测结果显示上述数据没有超出设计允许范围，同时本深基坑支护工程所采用的预应力高压旋喷锚桩支护技术通过了现场抗拔试验，达到了设计要求，锚索优化设计为施工单位节约了600万元成本，取得了显著的经济效益。这些事实都表明在深基坑工程中预应力高压旋喷锚桩支护技术比传统的锚杆、锚索支护技术更加适合现代建筑工程。
5 结语
当前深基坑开挖支护工程已发展到以深、大、复杂为特点的新时期，特别是沿海地区，地下水位较高，深基坑工程施工工艺的改进等问题，有待于实施进一步的研究。
参考文献：
[1]余志成，施文华.深基坑支护设计与施工.北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2]徐至钧，赵锡宏.逆作法设计与施工.机械工业出版社，2002.
【关键词】 深基坑;预应力;支护技术;高压旋喷
引言：
现阶段在我国预应力高压旋喷锚桩技术的发展水平仍然不高，这种技术的优势还未得到充分展示。预应力高压旋喷锚桩支护技术在下述工程中的成功应用为我们提供了宝贵的实践经验。
1 工程概况
某工程总占地面积29159m2，总建筑面积373918m2，建筑高度339m。项目由两幢办公塔楼及商业裙房组成，其中裙楼区域基坑开挖深度为13.45m，T1塔楼区域基坑开挖深度为15.95～16.55m。
2 预应力高压旋喷锚桩施工技术在基坑工程中的应用优势
我国城市尤其是大中城市的住宅楼盘越来越大，基坑的深度越来越深，伴随而来的问题就是基坑支护体系安全性低，风险高，这给基坑工程施工过程提出了更加严格苛刻的要求。传统习惯中采用地下连续墙则经济效益不高，设备条件要求苛刻，工期相对较长;而采用排桩支护加内支撑则常常因跨度过大造成其支护系统会显得笨重复杂并且安全性不高;再者采用中心岛法先行施工的部分逆作施工虽然不失为一种经济安全的施工方法，但底板和侧墙均会留下施工缝，且需要征得结构设计单位的同意并需做好大量的协调工作，程序上比较复杂，在本工程中上述喷锚桩支护施工技术缺陷较为明显，因此在允许实施锚杆（索）的地段即本工程中我们采用预应力高压旋喷锚桩支护技术可以解决工期长、造价高、事故多、后续施工难等诸多问题。
2.1预应力高压旋喷锚桩施工技术可以有效解决深基坑止水帷幕渗漏问题
渗漏难题是深基坑止水帷幕施工过程中必然要面对的首要问题，如果不能及时有效的解决渗漏问题就会导致基坑施工困难，甚至会影响到本工程以及周围房屋建筑的安全。渗漏现象产生的原因一般有三个：一、坑底部的滞水层;二、其他对止水帷幕的破坏;三、周围环境影响。在本工程中设计人员采用锚桩支护替代锚索支护体系并采用掩护式施工来解决渗漏难题。在施工过程中使用先疏后堵的堵漏方案，彻底封闭渗漏点，达到彻底止水的目的。
2.2预应力高压旋喷锚桩支护施工技术的其它优势
在传统的成桩过程中，通常采用常规锚杆在成孔后由人工推送的方法进行，但是该方法有着明显的缺陷，比如锚杆成孔易塌孔导致基坑失稳。相反的，在本工程中设计人员作为筋体材料的钢绞线在成桩过程中由钻杆携带进入，这比传统方法更加简便、安全性更高、施工速度快、承载力更大。水泥浆高压射流旋喷成桩要按照事先设计的要求施工，并且施工过程中要严格控制操作条件如桩长、桩间距、桩径、注浆压力、水泥用量、等施工参数，尤其是喷浆压力，它能决定成桩的直径，在该工程中基坑支护设计的最大直径为700mm，相比于传统锚杆的锚固体直径，直径增大能够提供更大的锚固握裹力，因此旋喷成锚桩的承载能力更大。
3 高压旋喷锚桩施工技术在基坑工程中的应用
高压旋喷锚桩技术是基坑支护工程中已经得到许多工程广泛应用的新技术，具有施工简便、技术可靠、承载力强等优点。
3.1施工设备
高压旋喷加劲水泥土桩锚施工前，应详细研究设计内容、设计要求、地层条件和环境条件，并且要时刻防范可能出现的问题，做好应对决策，图1表示通过均匀混合土层与水泥浆所获得搅拌旋喷注浆的复合体。高压旋喷锚桩施工过程中出于对旁边环境的保护需要选择慢速搅拌高压旋喷钻机XL-50和一套拌浆系统及配备充足人员，2班制24小时连续作业，有专职人员监控施工，以确保成桩质量，确保施工工期。
图1 预应力旋喷锚桩锚固体大样
3.2高压旋喷锚桩钻机沟槽内施工工艺
图2为施工示意图，工程开工之前先开挖低于第一道高压旋喷锚桩，同时设计沟槽工作面，其中标高面为30cm、宽度为大于6m，而且锚索施工与开挖要两者兼顾，顺序进行，施工过程要时刻保证稳定的锚固力。
图2 高压旋喷锚桩钻机
（1）注浆材料选用的是42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.7，考虑到本地层情况特殊，需要先进行浆液配比试验，水泥浆应拌和均匀并且现用现配。（2）本工程中高压旋喷锚桩直径分别为300mm、400mm、500mm、600mm、700mm，水平倾角18°～20°，长度为10～20m，根据现场试验确定注浆压力值，确保旋喷锚桩的直径符合设计要求。（3）本工程施工先进行钻进，然后将水泥浆均匀混合并充分搅拌，最后插筋形成高压旋喷锚桩。（4）在本工程中旋喷搅拌锚桩采用专用钻机成孔同时边搅拌注浆。施工过程中通过控制旋喷搅拌钻进注浆压力、搅拌钻杆的钻进、提升速度、搅拌钻杆（轴）的转速确保搅拌桩桩体成桩质量。
锚桩施工前的放线定位包括高度和水平向两个方向的定位：在标高控制方面，土方开挖清理到位后，在灌注桩侧壁拉线、弹线、标识。在水平向定位方面，锚桩在钻孔灌注桩间连续设置，施工时直接取灌注桩的桩间空隙进行定位施工即可。桩位定位环节还可能涉及另一项准备工作——开孔，钻孔桩之间的设计间隙一般200～300mm，对于桩体扩径情况，扩径后造成净间隙不足150mm的部位需先行开孔，一般采用钻孔取石的方式解决。
锚桩桩位定位环节需要高度和水平向两个方向的定位，为后续工作——开孔做好准备。钻孔桩之间的设计间隙为200～300mm，如果由于桩体扩径造成净间隙不足150mm的部位需要先行开孔，对于该问题采用钻孔取石的方式解决即可。
3.2.1旋挖机钻孔灌注桩
预应力高压旋喷锚桩施工技术的关键是锚桩成桩。施工要点如下：（1）采用直径为150mm的三叶钻头钻进初成桩，通过控制压力将水泥浆高压射流旋喷搅拌获得所需直径的锚桩。（2）分节退出钻杆，同时在该过程中为了严格控制退出速度为0.5～0.6m/min，钻轴的转速为20～50r/min，这样做的目的是能够确保退出过程不喷浆。（3）在上一步操作完成后采用携带有喷浆口的光钻头进行二次钻进，这个过程要将钢绞线同时钻进，该过程的施工参数与第一次钻进过程保持一致。（4）在二次钻进成功之后同样进行分节退出钻杆，同时严格控制该过程的施工参数与前述步驟相同。该基坑工程对传统的实心锤进行了改进，改用空心锤，加长了冲锤的长度，在中心部位设置并留有孔位，锤子自重不变，冲孔的沉渣由锤中心孔向上溢出，锤尖相当于桩尖，直接进入新鲜土层或石层，不会重复冲渣，省掉了捞渣工艺，极大地节约了施工时间，成孔时间缩短了一半，降低了一半的能耗，施工时将泥浆泵外围设置了阀门，正循环与反循环经过同一套泥浆管与泥浆池，同步实现了节地、省时、高效、节能的效果，取得了良好的经济效益。
3.2.2预应力锚索张拉与锁定
锚索的张拉与施加预应力（锁定）符合以下规定：a.在锚索施工10天后进行预应力锚索张拉试验，具体时间根据试验确定（不加早强剂为二次注浆完7天后）。b.锚索张拉采用隔一拉一张拉顺序。c.锚索正式张拉前，取20%的设计张拉荷载并进行预拉试验。d.保持规定时间稳定并观测位移变化然后锚索分级张拉至设计施加预应力值的1.05倍后锁定。
3.2.3冠梁和腰梁
本工程中的腰梁和冠梁的加工制作情况如下：（1）腰梁在本工程的腰梁施工中设计人员将两根32b#工字钢与铁板焊接为一体，同时为了确保传力的均匀、可靠采用C30细石混凝土进行填充钢腰梁与围护桩之间空隙。（2）冠梁加工围护桩顶混凝土冠梁尺寸为1400mm×1100mm，锚桩锁定在冠梁、腰梁上。
3.2.4旋喷锚桩的现场检测
根据支护设计的具体要求，为了确定高压旋喷锚桩轴向受拉承载力设计值锚桩在使用之前要经过实地的养护和抗拔试验，且试验桩数应不少于两组（至少三根）。
4 预应力高压旋喷锚桩支护效果分析
本支护工程的安全性由第三方监测，在基坑土方开挖过程中，对支护桩桩顶水平位移、坡顶土体沉降、基坑周边地下水位、基坑周边建筑物及地面沉降等项目进行了严密监测，监测结果显示上述数据没有超出设计允许范围，同时本深基坑支护工程所采用的预应力高压旋喷锚桩支护技术通过了现场抗拔试验，达到了设计要求，锚索优化设计为施工单位节约了600万元成本，取得了显著的经济效益。这些事实都表明在深基坑工程中预应力高压旋喷锚桩支护技术比传统的锚杆、锚索支护技术更加适合现代建筑工程。
5 结语
当前深基坑开挖支护工程已发展到以深、大、复杂为特点的新时期，特别是沿海地区，地下水位较高，深基坑工程施工工艺的改进等问题，有待于实施进一步的研究。
参考文献：
[1]余志成，施文华.深基坑支护设计与施工.北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2]徐至钧，赵锡宏.逆作法设计与施工.机械工业出版社，2002.