卢亚杰 尹鼎为 王杰 李强

摘 要：贵阳河滨再生水厂深基坑支护工程采用咬合桩+锚索支护，支护方案经济合理。研究表明，基坑支护方案应结合使用功能、周边环境、施工可行性和经济性等因素，综合确定;咬合樁采用柔性交接，挡土止水效果明显;锚索对支护结构的变形控制效果明显。这对类似工程项目有一定的参考和指导意义。

关键词：咬合桩;深基坑;锚索;监测

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）14-0049-03

Abstract： The supporting project of the deep foundation pit of the Guiyang Binhe Reclaimed Water Plant adopts occlusal piles and anchor cables， and the supporting scheme is economical and reasonable. Studies have shown that the foundation pit support plan should be comprehensively determined in combination with factors such as use function， surrounding environment， construction feasibility and economic efficiency; the occlusal pile adopts flexible transfer， and the effect of soil retaining and water stopping is obvious; the anchor cable has an obvious effect on the deformation control of the supporting structure. This has certain reference and guiding significance for similar projects.

Keywords： occlusal pile;deep foundation pit;anchor cable;monitoring

随着城市建设用地的日益紧张，建筑物向地下空间发展成为一大趋势，基坑工程显得日益重要。这对深基坑开挖设计和施工提出了更高要求。大量工程实践证明，深基坑支护设计既要保证施工过程中的安全，又要控制结构及周围土体的变形，以保证周围建筑和地下管线的安全[1]。贵阳河滨再生水厂采用地下式结构，除必要通风口及逃生出口，各处理构筑物和辅助建筑物紧凑地建设在地下车间内。施工期间，土石方开挖面临深基坑支护、止水、控制变形及工期紧迫等多重难题。为合理解决这些工程问题，贵阳河滨再生水厂深基坑支护工程采用咬合桩+锚索支护形式，并对支护结构进行监测。结果表明，该支护方式在止水、控制变形、有效压缩土石方和开挖工期等方面效果明显，对类似工程项目有一定的参考和指导意义。

1 工程概况

河滨再生水厂位于贵阳市南明区河滨公园内，项目南侧约10 m为南明河，西侧约30 m为拟建人民大道，东侧约150 m为在建轨道交通1号线，周边工程环境条件复杂。项目占地平面呈近似长方形展布，东西向长约为260 m，南北向长约为75 m，占地约18 500 m2。再生水厂为全地下式，设计处理量为5万t/d。其采用整体板式基础，基坑开挖底标高为1 038.15 m，开挖后将形成深达17 m的基坑，实测河面标高为1 050.50～1 051.00 m，基坑边坡安全等级为一级，使用年限小于1年，其为临时性边坡。项目平面布置如图1所示。

2 工程地质条件

2.1 地形地貌

项目处于溶蚀中低山及贵阳溶蚀盆地北侧、贵阳向斜北部扬起端西翼，其属于贵阳构造盆地中心区，位于贵阳市主城区核心区内。原始地貌为南明河一级阶地，受城市建设影响，现状为公园内部房屋及内部道路，场地南侧地势比较平坦，北侧为原始地貌，地势北高南低，场地标高为1 071.00～1 054.00 m，相对高差达17 m。

2.2 地质构造

贵阳河滨再生水厂位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱之贵阳复杂构造变形区，其形成于燕山期，先期在近东西向主压应力及自东至西单向主压应力作用下，形成近南北向、东翼倒转、西翼平缓的卷曲状褶皱——贵阳向斜，该向斜长轴呈北南向延伸，场地位于向斜轴部西侧。

2.3 岩土构成

场区覆盖层主要为杂填土、红黏土、卵石层及三叠系中统松子坎组二段泥质白云岩，岩层呈单斜产出，产状为93°∠30°。场区主要发育两组节理裂隙。一是J1，产状为295°∠70°，泥钙质胶结，结合一般;二是J2，产状为356°∠58°，泥钙质胶结，结合一般。

2.3.1 填土。填土由黏土、碎块石、生活垃圾组成，均匀性差，结构稍密，平均厚度约为1.7 m。

2.3.2 红黏土。红黏土呈褐黄色和可塑状，切面较为光滑，平均厚度约为2.9 m。

2.3.3 卵石。卵石由砂土和卵石组成，平均粒径约为80 mm，呈圆形、亚圆形，结构稍密，厚度不均。

2.3.4 中风化泥质白云岩。中风化泥质白云岩呈灰色至灰白色，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯多呈块状、砂状。岩石饱和单轴抗压强度[frk]=33.602 MPa，其为较硬岩，岩体基本质量级别为Ⅳ级，边坡岩体类型为Ⅲ类。

2.4 岩土参数

根据勘察资料，选取岩土参数，如表1所示。主要岩土参数有五项。一是重力密度（[γ]）;二是内摩擦角（[φ]）;三是黏聚力（c）;四是天然地基承载力（[fak]）;五是岩石与锚固体粘接强度（[frbk]）。

2.5 水文条件

南明河由西向东通过场区南侧，距离场区约10 m，河面宽约为60 m，河床坡度为2‰，洪水期流量约为500 L/s，工程区段南明河水位标高为1 050.50 m，五十年一遇洪水位为1 053.00 m，百年一遇洪水位标高为1 054.80 m。

3 工程难点及对策

3.1 工程难点

贵阳河滨再生水厂总土石方为43.2万m3，土石比为2∶8，且工程处于中心城区，爆破土石方开挖受限，需要采用机械冷作开挖石方，工效慢、工期长。基坑深达17 m，基坑边线距离南明河10 m，其需要在雨季施工，且基坑底标高位于现状河面以下12 m，深基坑支护需要确保边坡稳定性及止水，防止河水倒灌至基坑。河滨再生水厂总工期为1年，工期紧，任务重。

3.2 对策

根据工程特点及周边工程环境条件，排除止水效果好，但施工难度大、工程费用高的地下连续墙方案。为确保工程安全、工程进度并兼顾工程投资，采用咬合桩+锚索支护，咬合桩进行围护、止水，桩身施加预应力锚索控制变形、调整桩身内力[2]。

桩采用[Φ]1.5 m@1.3 m套管咬合桩，咬合厚度为200 mm，采用“一荤一素”的布置形式，套管咬合桩素桩嵌入开挖底标高以下2.0 m（若遇岩溶，应予以穿越）;钢筋混凝土桩嵌入开挖底标高以下6 m;钢筋混凝土桩桩顶下2.5 m设置第一排锚索，共计三排，间距为2.5 m。

3.3 钻孔咬合桩施工技术

素桩采用超缓凝C20素混凝土浇筑，保证素桩混凝土在钢筋混凝土桩成孔期间呈可以被挖除的状态，以便后期桩的成孔。钢筋混凝土桩施工期间，挖除桩间的土和部分素桩混凝土，形成与素桩咬合的状态，保证围护结构桩间没有渗漏水，钢筋混凝土桩施工完成的时间小于60 h（即素桩初凝前）[3]。

套管咬合桩的施工顺序为：平整场地，测量放线，确定咬合桩施工坐标;进行导墙施工;按两期施工顺序进行咬合桩浇筑，一期浇筑素桩，二期浇筑钢筋混凝土桩;套管咬合桩成孔设备就位后，必须保证平正、稳固，以免在施工中发生倾斜、移动。为准确控制成孔深度，在桩架或桩管上应设置控制深度的标尺，以便在施工中进行观测记录[4]。咬合桩施工工艺流程如图2所示。

咬合桩的垂直施工误差不得大于3/1 000，桩径偏差不得大于50 mm，桩位允许偏差不得大于20 mm。在施工放线时，必须考虑套管咬合桩垂直施工误差、水平施工误差以及套管咬合桩允许的最大水平位移，合理进行外放，以符合主体结构限界、内净空尺寸和结构内衬墙厚度的要求。

桩身混凝土采用水下混凝土灌注法连续浇筑，桩顶超灌0.5 m，套管采用边浇边拔方式，待混凝土浇筑至桩顶，方可拔去，进行下一根桩施工。

3.4 锚索施工技术

锚索采用[Φ]15.2 mm（1860级）钢绞线，锚索孔径为150 mm，钻孔后浇筑M35水泥微膨胀砂浆。为保证锚索成孔质量，土层部分宜采用套管跟进。采用孔底压力注浆、孔口补浆，保证浆液饱满，浆液制作时加入专用锚索灌浆料，缩短锚索张拉工期。

4 监测与分析

咬合桩+锚索支护形式在贵州省基坑支护工程中应用较少，贵阳河滨再生水厂项目具有明显的代表性。基坑支护施工时，对桩顶变形、地面及周边建构筑物进行监测，并与设计计算值进行比较，掌控基坑使用安全性，对其支护形式进行合理评价分析[5]。

4.1 监测

监测点按20 m间距布置，拐角及景观桥梁处增设监测点，监测仪器采用精度较高的全站仪、水准仪和测距仪。在桩施工完毕、基坑开挖前开始监测，基坑开挖过程中每天監测一次，开挖至基底标高后，每周监测一次，直至基坑回填。

监测前后历时10个月，其间未出现预警、险情和工程事故，基坑未出现大面积渗水，咬合桩止水效果明显。随着基坑开挖深度的增大，桩顶变形增大，直至开挖至基底，变形趋于稳定。桩顶最大水平位移为21.5 mm，地面最大沉降为12 mm，各项监测数据平稳。

4.2 分析

贵阳河滨再生水厂深基坑采用咬合桩+锚索支护，从支护效果来看，相较其他几种常用支护形式，该支护形式有如下优势：咬合桩采用柔性交接，挡土止水效果明显;采用预应力锚索，有效控制桩顶位移，调节桩身受力，减小桩身截面及配筋;采用锚索灌浆料，3 d可进行一、二级张拉，7 d可进行锁定，有效缩短锚索施工工期;与内支撑支护相比，土石方作业空间不受限制，利于压缩土石方工期;咬合桩比地下连续墙节省成本10%～15%，经济性较好。

基坑开挖完成后，桩顶水平位移实测值为21.5 mm，略小于计算值，实测与计算相吻合。

5 结语

本文以贵阳河滨再生水厂深基坑支护为例，根据工程特征，分析工程重点和难点，寻求合理的支护设计方案，最终确定选用止水效果好、易进行变形控制的咬合桩+锚索支护方案。监测数据显示，支护效果明显，支护方案比较成功。实践表明，基坑支护方案应结合使用功能、周边环境、施工可行性和经济性等因素，综合确定，在确保安全可靠的前提下，兼顾施工可行性及经济性;应严格遵循信息化施工、动态设计基本原则;根据边坡开挖情况，及时调整支护方案;咬合桩采用柔性交接，挡土止水效果明显;锚索对支护结构变形的控制效果显著;专用锚索灌浆料可有效提高锚固体早期强度，锚索施工周期大幅缩减，有利于缩短总工期;支护结构变形随开挖深度增加而增大，至基底标高，变形趋于稳定。

参考文献：

[1]益德清.深基坑支护工程实例[M].北京：中国建筑工业出版社，1996：80-81.

[2]黄强，惠永宁.深基坑支护工程实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：60.

[3]胡世山，朱川鄂，石教豪.钻孔咬合桩在天津地铁3号线华苑站中的应用[J].土工基础，2005（5）：35-38.

[4]住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程：JGJ 120—2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[5]住房和城乡建设部，国家质量监督检验检疫总局.建筑边坡工程技术规范：GB 50330—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.