桩锚支护

桩锚支护

建筑术语。

当一个建筑物施工时，如果需要开挖的基础很深，基坑边的土容易倒塌。为了能正常施工，就必须对基坑进行支护。

桩锚支护就是支护方法之一。

在开挖前沿基坑周边打一圈竖直的桩，用桩来阻挡土的坍塌。为防止开挖时桩倒塌，用水平方向的锚杆来拉住桩。锚杆也可以看作是水平方向的桩。

桩和锚杆共同构成的支护体系就叫桩锚支护。

灌注桩钻孔机

利用取土或挤土装置在地层桩位上成孔，然后灌注混凝土成桩的桩工机械。适用于除流动淤泥层以外的一切土层成孔。

钻孔机多以履带式挖掘机（或起重机）的底盘为底架，其上设置龙门导杆，作为钻凿工具的支承，并引导钻孔方向。挖掘机的发动机常作为钻孔机的动力装置。

钻孔机按成孔方法，分螺旋式、冲抓式、潜水式和振动式四种，前三者属取土成孔,后一种属挤土成孔,还有综合上述多种方法的综合钻孔机。

螺旋式钻孔机用于民用和小型工业建筑，利用螺旋钻杆钻孔,螺杆通过上、下导架支承于桩架导杆上,其上端有驱动螺杆钻进的动力头，下端装带硬合金刀刃的钻头，作业时钻渣沿螺杆导槽自动排出，所钻桩孔孔壁规则，不需护壁或清洗孔底，钻至设计深度后，提出钻杆，即可灌注混凝土。此外，还有短螺旋钻孔机和有双刀管、双螺旋及底部扩孔刀的冻土钻孔机。前者专用于爆扩成孔及孔底成形；后者适用于严寒冻土，并能将孔底扩大，增加桩的承载力。

冲抓式钻孔机用于大型工业建筑和桥梁施工，可在土石混合地层、卵石或岩石地层上成孔。利用钻具冲击岩石，使之破碎，然后抓石出渣，达到成孔目的。由机架、卷扬机和钻抓工具组成。钻抓工具有螺旋钻、抓锥和冲锥三种，可根据土质拆换使用。在地下水位较高的泥质地区，采用螺旋钻，钻渣用压力水冲成泥浆排出。抓锥形如抓铲，单索操纵，可抓掘石块和卵石。冲锥有一定重量，下端有刀刃，用于冲凿岩石及坚土。

潜水式钻孔机用于沿海软土地区的桩基础施工，由潜水电动机、行星齿轮减速器和笼式钻头等组成。电动机通过减速器驱动5～7个钻头切削土壤，同时将压力水沿水管从钻头尖部射出，使钻渣成泥浆排出。设备较简单，无公害，效率高，可在各种土质条件下作业。

振动式钻孔机适于在砂土和软土地层成孔。用振动沉拔桩机将底部有单向活门的桩管沉入土中，达设计深度后，边借振动力将桩管逐渐拔出，边通过活门灌注混凝土。也可利用落锤或汽锤将桩管打入土中成孔，利用拔桩机拔出桩管，然后灌注混凝土成桩，但效率低。

薄壁地下连续墙支护技术

1 前言

钢筋混凝土构筑的地下连续墙，墙体刚度大，不但能承受作用于墙面上的侧压力，还具有挡水防渗能力，且变形小，可以作为主体结构的地下室外墙或其一部分。地下墙施工的成槽机械主要有抓斗式和利用泥浆循环的掘削式设备，施工对周围土体和邻近建（构）筑物影响小，对于基坑开挖工程量大，工期长，或利用地下墙作为主体地下室外墙的工程，具有较好的综合经济效益。但对于一般基坑，由于施工技术复杂，造价较高，现有设备施工的地下墙墙体厚度较大（一般厚800mm左右），故混凝土用量较大。因而，在一定程度上限制了它的推广应用。

采用射水法建造的薄壁地下连续墙，成槽设备较简单，它利用高压射源破坏地层结构，水土混合使泥砂溢出地面，并通过成型器（长方形350mm×1500mm）上下反复冲击运动，其下刀具进一步破坏土层，修整槽壁，槽孔中泥浆护壁，形成规格尺寸的槽段，经灌注水下混凝土建成单块槽段，单块槽段墙厚380mm，墙段宽1560mm左右，采用间隔跳打，当施工两槽段之间的槽板时，开启侧向射源，将邻近两槽板侧向泥土冲刷干净，这样，使单块槽板相互紧密衔接，形成一道完整的地下墙体，保持了传统地下连续墙的优点，减少砼用量，且这种地下墙单位体积综合价与（冲）钻孔灌注桩接近，从而大大降低了造价。

射水法建造地下连续墙适用于淤泥、粘性土、砂土、砂砾等土层。该法原用于土坝坝体防渗的防渗墙，近年来，该法应用于基坑支护，取得良好的效果，特别在砂土等透水性好的地层中，因其自身良好的止水防渗功能，可节省止水或降水费用，有利于保护环境，社会经济效益显著。

这种地下连续墙壁厚较小，故墙体在开挖深度上的跨度不宜过大，一般一层地下室要设一层支撑，但其整体好，矩形断面有利于抵抗弯矩，在实际应用中发现其变形并不大，完全可以满足支护要求。

2 薄壁地下连续墙的设计计算

地处福建漳州市闹市区的某工程，高20层，框架剪力墙结构，地下室两层，开挖深度8.5m（承台深度9.5m），基坑占地面积45×37㎡，场地西、北约4.0—5.0m外均为居民住宅楼，高1—4层，浅基，砖混结构，场地东侧6m外为某银行，高5层，天然地基，框架结构，场地南侧为街道，街道边埋设有地下管线，环境条件对基坑开挖要求高。场地土层及主要物理力学性质及其它有关设计计算指标见表1。

表1 场地土层主要物理力学性质指标

支护结构采用薄壁地下连续墙加设两道钢筋砼角撑，4根立柱，连续墙厚380mm、长度12.5m，槽段宽1560mm，共有106块槽段，如图1所示。这种支护型式在漳州地区属首次应用，设计计算如下：

图1 薄壁地下连续墙支护设计图

2.1 土压力计算采用朗肯公式计算土压力，土的强度取固结快剪指标，被动侧粘性土取快剪指标〔1〕。

2.2 墙体嵌入深度计算与稳定性验算场地顶部为杂填土、粉质粘土，利用其可自立深度，将第一道支撑降低至地面以下1.7m，支撑以上基坑外的土重、邻近建筑、施工荷载作为地面超载取P0=50Pa，则计算开挖深度为7.8m.根据静力平衡法原理，计算连续墙嵌入深度〔1〕，第二层开挖力矩平衡所需的嵌入深度Ht=4.2m，设计嵌入深度Hd=1.1×Ht=4.7m，连续墙板块长度12.5m.将上述方法确定的嵌入深度进行基坑抗隆起稳定性验算〔1〕，可得安全系数Kr=2.17＞1.3，满足要求；并进行整体稳定性验算〔2〕，安全系数Kt=1.59＞1.25，亦满足要求。

2.3 地下连续墙内力计算地下连续墙内力取一个槽段计算，b=1560mm，h=380mm，保护层α=30mm，采用考虑支撑设置滞后面的m法〔3〕按四种工况计算：表2为各工况弯矩、剪力、支撑力、位移计算结果，取各工况弯矩包络线计算配筋。

表2 薄壁地下连续墙计算结果