钢板桩加预应力锚索联合支护在深基坑施工中的应用李辉

摘要：在深基坑施工中若遇地质条件不好，土壤凝聚力和成型较差，采用自然放坡无法满足工程需要时，采用钢板桩加预应力锚索联合支护是一种有效的支护方式。本文主要介绍了钢板桩加预应力锚索联合支护施工技术。 关键词：深基坑；钢板桩；锚索；联合支护 1钢板桩加预应力锚索联合支护工艺原理

钢板桩加预应力锚索联合支护是在钢板桩支护的基础上增加锚索，通过锚索固结体与土壤产生的粘结力来增大钢板桩抵抗土壤应力的能力。

钢板桩插打完成后进行基坑土方开挖，开挖到锚索位置后进行锚索施工。在钢板桩内侧距离桩顶一定高度进行钻孔，钻孔成型后塞入钢绞线，然后向孔内进行注浆，注浆强度达到要求后进行钢绞线张拉，张拉完后及时锁定在钢板桩侧面的围檩上。钻孔内的注浆材料和钢绞线形成整体固结体，通过固结体与土壤产生的粘结力来增大钢板桩抵抗土壤应力的能力，从而达到支护效果（图1-1）。

1.1钢板桩的嵌入深度

钢板桩插入基坑底下方土体的长度称为嵌入深度，根据规范要求，钢板桩嵌入深度H2不小于基坑深度H1的1/3。 1.2锚索倾角

锚索倾角越大分配到水平方向的拉力就越小，会降低锚索使用效果；但是过小的锚索倾角不利于灌浆施工，无法确保灌浆的密实性和饱满性，毕竟密实饱满的灌浆体对摩擦力影响较大。综合考虑锚索倾角为15°和25°之间。 1.3锚索的固定端和自由端

锚索固定端的作用主要是提供钢板桩所需的拉力，自由端的作用主要是提供锚索张拉时产生的伸缩量，自由端不需要进行灌浆。同时锚索的固定端和自由端的长度都需要通过计算得出。规范要求锚索自由端长度≥5m，施工中长度设定为5m；固定端长度≥6m。 1.4围檩（腰梁）

围檩也称为腰梁，围檩的作用一方可以增加钢板桩的整体刚度，另一方起到固定锚具的作用。围檩一般采用槽钢、H型钢等材料制成。 2适用范围

本支护工艺适用于粘性土、粉土、砂土等土壤类别的深基坑支护，深度不宜大于10m。 3工艺特点

1、施工快速、便捷，支护效果显著； 2、对施工场地要求低，不占用基坑内部空间，给后续施工带来方便；3、绿色、环保而且可以循环使用、施工费用低，具有较好的防水功能。 4支护形式选择 4.1拉森钢板桩

钢板桩常采用拉森钢板桩，拉森钢板桩带有止口（锁扣），其优点为强度高，防水性能好，绿色、环保，施工速度快，并可多次重复使用。 4.2钢板桩和支护形式选择

钢板桩选择不仅要满足施工需要，还要经济合理，尽量节省费用，但需通过

验算。以下是通过计算机软件验算得出的不同深度的基坑所采用的支护形式（表5.2-1）。其中钢板桩型号统一采用拉森钢板桩NSP-Ⅲw型（厚度13.4mm），锚索采用2Φs15.2（7Φ5）钢绞线（两束公称直径为15.2mm的钢绞线，每束由7根直径为5mm的钢丝拧成）。

5重点工序介绍（本文主要介绍锚索和围檩施工工艺）

先期进行钢板桩打入和基槽开挖工作，基坑开挖完成后便可进行锚索和围檩的施工。先进行锚索的钻孔和注浆施工，接着进行围檩安装，最后进行锚索的张拉和锁定。

距桩顶一定高度（单排：高度为1.8m；双排：第一排高度为1.8m，第二排高度为4.8m）处背靠背锚接2根24#槽钢围檩，打入一排20m锚索，三桩一锚，水平间距1.8m，锚索由2Φs15.2（7Φ5）钢绞线制作而成（两束公称直径为15.2mm的钢绞线，每束由7根直径为5mm的钢丝拧成）。 5.1锚孔定位

钻孔前按方案要求放线确定锚孔位置，并在钢板桩上作上标记，画出锚孔的轮廓边线。锚孔水平方向的孔距偏差不大于50mm，垂直方向的孔距偏差，不大于100mm。 5.2钻孔

1、钻孔前安排人工使用火焊沿着钢板桩上的锚孔轮廓边线把边线内的钢板切割掏出。2、钻孔机具应满足支护设计对锚杆钻孔参数的要求，钻孔直径100mm-150mm，严格按照设计要求的钻孔角度、孔深及孔径施工。如锚孔钻进时遇到地下障碍，可做局部调整。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。 5.3锚索制作与安装

1、锚索采用低松弛高强度钢绞线，单根强度为1860MPa。锚索下料长度为：自由段长度（5m）+锚固段长度（长度不小于6m）+1.0m千斤顶工作长度。2、锚索自由段不需要注浆，因此在锚索自由端设置隔离套筒或用塑料布包裹两层。3、安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。4、应沿锚索全长设置架线环。架线环的作用类似混凝土垫块，一方面能够保证锚索体的保护层厚度不小于10mm，另一方面可以安装注浆管有效解决注浆问题。定位支架的间距自由端为1.5m-2.0m，锚固段为1.0m-1.5m。5、注浆管应在末端1/4-1/3范围内设置注浆孔，孔间距

500mm-800mm，每个注浆截面的注浆孔为2个。6、锚索体安装采用人工缓缓将锚索体塞入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（误差控制在50mm范围内），确保锚固长度。 5.4锚索注浆

1、注浆液采用纯水泥浆,注浆固结体强度不低于20Mpa，注浆采用二次压力注浆，终止注浆的压力不小于1.5Mpa。2、注浆材料选用32.5级水泥，水灰比为0.5-0.55，水泥浆可掺入提高注浆固结体早期强度和微膨胀的外加剂，其掺入量应按试验确定。3、注浆量应达到理论注浆量的1.0-1.2倍，并及时补浆。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。4、注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。 2、5.5围檩（腰梁）安装

1、在注浆体养护期间进行围檩安装，距桩顶一定高度处背靠背锚接2根24#槽钢围檩。2、上下两排槽钢背靠背放置，两排槽钢两腹板净距与锚孔位置一致,间距为50mm。3、槽钢安装时使用吊车把槽钢吊至锚孔位置，使用手工焊把槽钢固定在钢板桩上，要确保槽钢水平。若槽钢与钢板桩之间的空隙大小不一，可以塞入不同厚度的垫板，然后手工焊把槽钢与钢板桩焊接牢固。4、上下两排槽钢用连接焊板进行连接，连接焊板尺寸为200mm×80mm×10mm，间距为2m，焊接为满焊。同一排两根槽钢对焊连接，同时通过连接缀板进行连接，连接缀板的尺寸为100mm×50mm×10mm。 5.6张拉

1、张拉条件。当注浆体强度达到15MPa或设计强度的75%时方可张拉（可通过同条件试块抗压强度判断）。2、张拉机具。锚索张拉采用专用设备，设备在张拉前进行标定，锚具、夹片经检验合格方可使用。3、张拉方法。锚索张拉采取钢绞线束整体张拉锁定的方法，张拉应平缓加载，加载速率不大于

0.1Nk/min（Nk为锚索轴向拉力标准值）。锚索张拉分三个阶次，第一阶次张拉至设计荷载的50%，第二阶次张拉至设计荷载的75%，第三阶次张拉至设计荷载的110%（避免预应力损失）。前两阶次张拉持荷停留时间为5min，最后阶次张拉持荷停留时间为30min，同时最后阶次张拉在注浆体强度达到90%以上进行，整个张拉过程做好张拉记录。4、锁定。最后一阶次张拉完成后使用锚具进行锁定。5、后续处理。张拉完成后的钢绞线其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。锚具锁定后，对孔口段实施二次注浆，确保孔口段注浆密实。 结束语

钢板桩加预应力锚索联合支护是一种有效的深基坑支护方式，不论在建桥围堰、基坑支护还是在大型管道建设等方面，都能发挥重要作用。它不但施工方便快速、安全可靠，还对周围的环境和地质影响较小，能够给后续施工带来很大方便；同时钢板桩本身可以循环利用，是一种安全可靠又相对经济的支护方式。 参考文献

[1]《热轧U型钢板桩》GB/T20933-2014 [2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012