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摘 要:本文结合工程实际,对深基坑锚喷支护施工技术谈一些看法。
关键词:深基坑 锚喷支护 施工技术
许多城市的高层或超高层建筑施工都需要开挖深度较大的基坑,这样会给施工带来很多意想不到的困难,有其实在软土地区或建筑物密集地区更是如此。施工场地邻近的已有建筑物、道路、地下管线等对沉降和位移非常敏感,不允许采用比较经济安全的放坡方式开挖,而需要在人工支护条件下进行基坑开挖。本文结合工程实际,对深基坑锚喷支护施工技术谈一些看法。
一、锚喷支护技术简介
1、锚喷支护作用原理
喷锚支护就是在基坑边壁尚未发生整体滑移失稳前,利用嵌固于体滑移之外的锚杆,逐次超前“缝合”优势滑移控制面的裂缝,并通过锚杆及喷射混凝土和钢筋网将变形的土层介质和滑移面外的稳定介质紧密联系在一起,形成一种整体的自稳能力。
锚喷支护作用原理与多种传统边坡支护手段比较,采用锚喷支护技术施工其经济效益和边坡稳定效果更显优越性。此外,锚喷支护基坑边坡具有及时、快速,随挖随支与基坑开挖同时进行,不占独立工期,占用最小施工场地。混凝土砂浆在高压空气作用下高速喷向受喷面,在喷层与土层间产生嵌固层效应,从而改善边坡受力条件,有效地控制侧向位移,保证边坡稳定。锚杆深固于土体内部,主动支护土体,并与土体共同作用来有效地保护和提高周围土的强度。使土体变荷载为支护结构体系的一部分。从而使原来的被动支护变为主动支护。钢筋网有效地调整喷层与锚杆内应力分布,增大支护体系的柔性和整体性,而传统支挡结构都可归为被动受力结构体系。
2、喷锚支护的特点
深基坑喷锚支护与排桩挡墙等被动受力的支护体系相比,具有造价较低、工程较占地较少、支护及时、施工迅猛、安全可靠、稳定性好等优点,其综合经济技术效果显著。
????喷锚支护施工所用的机械设备简单、用材相对较少,因此造价较低,工程时间证明,采用喷锚支护比采用排桩挡墙支护,可节约投资30%左右;喷锚支护是随挖随支,基坑土方开挖完毕,边壁也紧接着支护完毕,施工作业快,同样工程可比排桩挡墙缩短工期1~3个月;喷锚支护施工时占用空间很小,甚至沿建筑红线也可垂直开挖;喷锚支护是一种主动制约机制的支挡体系,它尽可能保持、提高和最大限度利用土体固有的力学强度,变土体荷载为支护体系的一部分,充分发挥了锚杆、喷射混凝土和钢筋网的作用,因而稳定性好、安全可靠。
??? 3、喷锚支护适用范围
??? 喷锚支护的适应性较广,它不仅能有效地用于一般岩土深基坑工程支护,而且能有效地用于支护流砂、淤泥、厚杂填土、饱和软土等不良地质条件下的深基坑。这种支护的最大深度,在一般土层中可达18m以上,在淤泥土层中可达到10m。此外,喷锚支护还常用来对采用其他支护方法的基坑工程在将要或已经失稳时的抢险加固或滑塌处理。喷锚支护要求地下水低于基坑底部1m左右,因此,对地下水位較高的地层,首先应降低地下水位,然后再进行土方开挖。
二、工程应用
1、工程概况
某商业广场由酒店、居民商住楼组成,本工程地下室三层,其基坑开挖深度为12.9米,基坑平面形状近似长方形,平面尺寸:坑南边长46.850米、坑北边长42.000米、坑东边长51.820米、坑西边长50.195米,基坑周边长度约192米,占地面积约2260平方米,土方开挖量约2.9万立方米。由于该工程处于城区,施工场地狭窄,,必须采用有效的支护措施以稳定基坑壁,确保基坑 施工的安全, 根据场地地质资料、基坑开 挖深度、场地周围环境条件以及工期的要求,决定采用喷锚支护的方案。
喷锚支护结构布置:喷锚设计时设置6排锚杆,锚杆直径为110mm,锚筋采用Φ25钢筋制作,锚杆长度从上至下分别为:L1=12m、L2=12m、L3=9m、L4=9m、L5=7m、L6=7m。锚杆水平间距1.5m。
2、施工技术要点
喷锚支护施工工艺流程是:开挖作业面→修坡(初喷)→成孔→安装锚杆→锚孔注浆→挂网→喷砼。
(1)开挖作业面。根据边坡支护技术要求,须采用分层、跳格开挖。各段面的分层次数与该断面锚杆排数大致相同,按设计每层开挖深度为1~2米左右(开挖深度与当前层锚杆的垂直间距大致相同)。基坑边坡按照1:0.45放坡开挖,作业面的开挖宽度应能满足支护作业需求(约同当前层锚杆长度)。每天开挖长度约20米。对土质较复杂的地段,须适当减少开挖长度及每层高度,以保证基坑边坡安全。挖掘机在开挖作业面时,要听从喷锚作业施工员的指挥,绝不能擅自开挖作业面及作业面附近的土方。作业面开挖完成后,须根据施,工现场的排污、排水布置挖出喷锚施工用水排放槽,以利喷锚施工用水能顺利流至污水排放点排出。
(2)修坡(初喷混凝土)。机械开挖后,由人工铲除边坡上的松土及欠挖土体,填实超挖洞穴,进一步提高边坡的平整度;作业面渗水较大时,须设置临时排水孔。当开挖后发现边坡土质较差时,可先初喷底层混凝土,初喷混凝土厚度以3~5cm为宜。
(3)成孔。按支护图纸设计的锚杆间距和排距布孔,在作业面上按设计要求定出孔位和角度,调整好钻孔机械进行成孔作业,并清理干净孔中的松土和杂物。孔径、孔深均须满足设计要求。
(4)锚杆制作。按设计图纸的直径和长度制作锚杆,锚杆采用焊接且焊接技术必须符合规范要求。预应力锚杆的非锚固段,须作隔离处理并做好防锈处理。锚杆安装时,须清除锚杆上的杂物,确保杆身的清洁。如采用底部注浆时,锚杆前端须绑好底部注浆管,保证其在锚杆送安过程中不脱落。在锚杆上每隔2~3米设锚杆对中架,保证锚杆送入锚孔中后能使锚杆处于锚孔中央,锚杆须送至锚孔底部,锚杆长度与锚孔深度须对应,误差不能大于500mm。
(5)锚孔注浆。锚杆砂浆采用P.042.5普通硅酸盐水泥(即425.R水泥)、细砂和适量的砼外加剂搅拌而成(水灰比为0.4~0.5)。注浆体的强度等级须达到M15(配合比由试验确定)。注浆前,先在孔口绑好注浆袋,拉松底部注浆管,方可注浆;当孔口有稀浆溢出时须先停止注浆,待拆卸底部注浆管后,直接用压浆管和止浆袋实行加压注浆。注浆压力为0.4~0.8MPa(根据锚杆锚固端土质情况进行调整),加压时间不少于5~30分钟,以锚孔中注浆饱满为度。 (6)挂网。钢筋网的直径、间距和构造应符合设计图纸要求;钢筋网须离边壁约3~7cm;各层钢筋网之间采用单面搭接焊焊接且焊接须牢固,搭接长度应不小于10d,加强筋和锚头须按图纸大样牢固焊接。
(7)喷射混凝土(终喷混凝土)。前面工序完成后,最后喷射混凝土成形。喷射混凝土采用P.042.5普通硅酸盐水泥(即425.R水泥)、中细砂、瓜米石和适量的砼外加剂拌合而成;喷射混凝土强度等级为C25(配合比由试验确和喷浆管道是定)。喷射混凝土前,须检查钢筋网是否达到垫离高度否畅通,喷射时,空压机应提供0.4~0.8MPa左右的工作压力;喷射混凝土厚度除满足设计图纸要求外,还须保证钢筋网和加强筋的保护层厚度。
3、施工质量控制措施
(1)开工前须做好各级技术准备和技术交底工作,施工技术人员、测量人员熟悉图纸,掌握现场测量桩及水平点位置,同监理办理验桩、验线手续。
(2)浆体应按设计配制,浆液体搅拌均匀。
(3)干混合料宜随伴随用,存放时间不得超过2h。
(4)混合料采用人工搅拌,搅拌次数不得少于3次。
(5)喷射作业前,须对机械设备、输气管、水管线路、输料管线路和电缆线路等进行全面检查及试运转。
(6)喷头与受喷面须垂直,宜保持0.8~1.5m距离。
(7)喷射手须控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光滑,无干斑或滑移流淌现象。
4、支护结构变形检测
(1)变形检测:①变形监控值:最大水平位移监控值为10mm。②变形监测内容:支护结构和被支护土体的侧向位移变形观测;基坑顶部地表土层状态及四周相鄰建筑物的变形观测;基坑渗漏水及地下水变化观测。③变形观测方法:基坑位移观测采用基准线法,在基坑的长边布设一条基线准线,在基准线的延长线上埋设基准点,在通过基坑的基准线上布设3个基坑位移观测点,在基准点上设站,通过对3个基坑位移观测点的不同周期观测,可以精确直接测出基坑护壁的位移值。
(2)变形监测信息分析:在现场通过基准线法采集到的基坑的准确位移值,在计算机上经EXCL电子表格软件处理,形成表格文件;须及时进行分析,分析结果表明基坑变形位移超出容许值时,须停止基坑开挖,采取行之有效的应急措施。
三、结束语
喷锚支护不仅用于深基坑的支护,同时也广泛用于高边坡支护,是一种利用加固后的原位土体来维护边坡土体稳定的支护方法在我固定层建筑深基坑支护和高边坡稳定支护起了很重要的作用和广泛应用。
参考文献:
1、戴敏耀,深基坑喷锚支护施工技术及其应用,《科技咨询导报》2007年 第8期
关键词:深基坑 锚喷支护 施工技术
许多城市的高层或超高层建筑施工都需要开挖深度较大的基坑,这样会给施工带来很多意想不到的困难,有其实在软土地区或建筑物密集地区更是如此。施工场地邻近的已有建筑物、道路、地下管线等对沉降和位移非常敏感,不允许采用比较经济安全的放坡方式开挖,而需要在人工支护条件下进行基坑开挖。本文结合工程实际,对深基坑锚喷支护施工技术谈一些看法。
一、锚喷支护技术简介
1、锚喷支护作用原理
喷锚支护就是在基坑边壁尚未发生整体滑移失稳前,利用嵌固于体滑移之外的锚杆,逐次超前“缝合”优势滑移控制面的裂缝,并通过锚杆及喷射混凝土和钢筋网将变形的土层介质和滑移面外的稳定介质紧密联系在一起,形成一种整体的自稳能力。
锚喷支护作用原理与多种传统边坡支护手段比较,采用锚喷支护技术施工其经济效益和边坡稳定效果更显优越性。此外,锚喷支护基坑边坡具有及时、快速,随挖随支与基坑开挖同时进行,不占独立工期,占用最小施工场地。混凝土砂浆在高压空气作用下高速喷向受喷面,在喷层与土层间产生嵌固层效应,从而改善边坡受力条件,有效地控制侧向位移,保证边坡稳定。锚杆深固于土体内部,主动支护土体,并与土体共同作用来有效地保护和提高周围土的强度。使土体变荷载为支护结构体系的一部分。从而使原来的被动支护变为主动支护。钢筋网有效地调整喷层与锚杆内应力分布,增大支护体系的柔性和整体性,而传统支挡结构都可归为被动受力结构体系。
2、喷锚支护的特点
深基坑喷锚支护与排桩挡墙等被动受力的支护体系相比,具有造价较低、工程较占地较少、支护及时、施工迅猛、安全可靠、稳定性好等优点,其综合经济技术效果显著。
????喷锚支护施工所用的机械设备简单、用材相对较少,因此造价较低,工程时间证明,采用喷锚支护比采用排桩挡墙支护,可节约投资30%左右;喷锚支护是随挖随支,基坑土方开挖完毕,边壁也紧接着支护完毕,施工作业快,同样工程可比排桩挡墙缩短工期1~3个月;喷锚支护施工时占用空间很小,甚至沿建筑红线也可垂直开挖;喷锚支护是一种主动制约机制的支挡体系,它尽可能保持、提高和最大限度利用土体固有的力学强度,变土体荷载为支护体系的一部分,充分发挥了锚杆、喷射混凝土和钢筋网的作用,因而稳定性好、安全可靠。
??? 3、喷锚支护适用范围
??? 喷锚支护的适应性较广,它不仅能有效地用于一般岩土深基坑工程支护,而且能有效地用于支护流砂、淤泥、厚杂填土、饱和软土等不良地质条件下的深基坑。这种支护的最大深度,在一般土层中可达18m以上,在淤泥土层中可达到10m。此外,喷锚支护还常用来对采用其他支护方法的基坑工程在将要或已经失稳时的抢险加固或滑塌处理。喷锚支护要求地下水低于基坑底部1m左右,因此,对地下水位較高的地层,首先应降低地下水位,然后再进行土方开挖。
二、工程应用
1、工程概况
某商业广场由酒店、居民商住楼组成,本工程地下室三层,其基坑开挖深度为12.9米,基坑平面形状近似长方形,平面尺寸:坑南边长46.850米、坑北边长42.000米、坑东边长51.820米、坑西边长50.195米,基坑周边长度约192米,占地面积约2260平方米,土方开挖量约2.9万立方米。由于该工程处于城区,施工场地狭窄,,必须采用有效的支护措施以稳定基坑壁,确保基坑 施工的安全, 根据场地地质资料、基坑开 挖深度、场地周围环境条件以及工期的要求,决定采用喷锚支护的方案。
喷锚支护结构布置:喷锚设计时设置6排锚杆,锚杆直径为110mm,锚筋采用Φ25钢筋制作,锚杆长度从上至下分别为:L1=12m、L2=12m、L3=9m、L4=9m、L5=7m、L6=7m。锚杆水平间距1.5m。
2、施工技术要点
喷锚支护施工工艺流程是:开挖作业面→修坡(初喷)→成孔→安装锚杆→锚孔注浆→挂网→喷砼。
(1)开挖作业面。根据边坡支护技术要求,须采用分层、跳格开挖。各段面的分层次数与该断面锚杆排数大致相同,按设计每层开挖深度为1~2米左右(开挖深度与当前层锚杆的垂直间距大致相同)。基坑边坡按照1:0.45放坡开挖,作业面的开挖宽度应能满足支护作业需求(约同当前层锚杆长度)。每天开挖长度约20米。对土质较复杂的地段,须适当减少开挖长度及每层高度,以保证基坑边坡安全。挖掘机在开挖作业面时,要听从喷锚作业施工员的指挥,绝不能擅自开挖作业面及作业面附近的土方。作业面开挖完成后,须根据施,工现场的排污、排水布置挖出喷锚施工用水排放槽,以利喷锚施工用水能顺利流至污水排放点排出。
(2)修坡(初喷混凝土)。机械开挖后,由人工铲除边坡上的松土及欠挖土体,填实超挖洞穴,进一步提高边坡的平整度;作业面渗水较大时,须设置临时排水孔。当开挖后发现边坡土质较差时,可先初喷底层混凝土,初喷混凝土厚度以3~5cm为宜。
(3)成孔。按支护图纸设计的锚杆间距和排距布孔,在作业面上按设计要求定出孔位和角度,调整好钻孔机械进行成孔作业,并清理干净孔中的松土和杂物。孔径、孔深均须满足设计要求。
(4)锚杆制作。按设计图纸的直径和长度制作锚杆,锚杆采用焊接且焊接技术必须符合规范要求。预应力锚杆的非锚固段,须作隔离处理并做好防锈处理。锚杆安装时,须清除锚杆上的杂物,确保杆身的清洁。如采用底部注浆时,锚杆前端须绑好底部注浆管,保证其在锚杆送安过程中不脱落。在锚杆上每隔2~3米设锚杆对中架,保证锚杆送入锚孔中后能使锚杆处于锚孔中央,锚杆须送至锚孔底部,锚杆长度与锚孔深度须对应,误差不能大于500mm。
(5)锚孔注浆。锚杆砂浆采用P.042.5普通硅酸盐水泥(即425.R水泥)、细砂和适量的砼外加剂搅拌而成(水灰比为0.4~0.5)。注浆体的强度等级须达到M15(配合比由试验确定)。注浆前,先在孔口绑好注浆袋,拉松底部注浆管,方可注浆;当孔口有稀浆溢出时须先停止注浆,待拆卸底部注浆管后,直接用压浆管和止浆袋实行加压注浆。注浆压力为0.4~0.8MPa(根据锚杆锚固端土质情况进行调整),加压时间不少于5~30分钟,以锚孔中注浆饱满为度。 (6)挂网。钢筋网的直径、间距和构造应符合设计图纸要求;钢筋网须离边壁约3~7cm;各层钢筋网之间采用单面搭接焊焊接且焊接须牢固,搭接长度应不小于10d,加强筋和锚头须按图纸大样牢固焊接。
(7)喷射混凝土(终喷混凝土)。前面工序完成后,最后喷射混凝土成形。喷射混凝土采用P.042.5普通硅酸盐水泥(即425.R水泥)、中细砂、瓜米石和适量的砼外加剂拌合而成;喷射混凝土强度等级为C25(配合比由试验确和喷浆管道是定)。喷射混凝土前,须检查钢筋网是否达到垫离高度否畅通,喷射时,空压机应提供0.4~0.8MPa左右的工作压力;喷射混凝土厚度除满足设计图纸要求外,还须保证钢筋网和加强筋的保护层厚度。
3、施工质量控制措施
(1)开工前须做好各级技术准备和技术交底工作,施工技术人员、测量人员熟悉图纸,掌握现场测量桩及水平点位置,同监理办理验桩、验线手续。
(2)浆体应按设计配制,浆液体搅拌均匀。
(3)干混合料宜随伴随用,存放时间不得超过2h。
(4)混合料采用人工搅拌,搅拌次数不得少于3次。
(5)喷射作业前,须对机械设备、输气管、水管线路、输料管线路和电缆线路等进行全面检查及试运转。
(6)喷头与受喷面须垂直,宜保持0.8~1.5m距离。
(7)喷射手须控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光滑,无干斑或滑移流淌现象。
4、支护结构变形检测
(1)变形检测:①变形监控值:最大水平位移监控值为10mm。②变形监测内容:支护结构和被支护土体的侧向位移变形观测;基坑顶部地表土层状态及四周相鄰建筑物的变形观测;基坑渗漏水及地下水变化观测。③变形观测方法:基坑位移观测采用基准线法,在基坑的长边布设一条基线准线,在基准线的延长线上埋设基准点,在通过基坑的基准线上布设3个基坑位移观测点,在基准点上设站,通过对3个基坑位移观测点的不同周期观测,可以精确直接测出基坑护壁的位移值。
(2)变形监测信息分析:在现场通过基准线法采集到的基坑的准确位移值,在计算机上经EXCL电子表格软件处理,形成表格文件;须及时进行分析,分析结果表明基坑变形位移超出容许值时,须停止基坑开挖,采取行之有效的应急措施。
三、结束语
喷锚支护不仅用于深基坑的支护,同时也广泛用于高边坡支护,是一种利用加固后的原位土体来维护边坡土体稳定的支护方法在我固定层建筑深基坑支护和高边坡稳定支护起了很重要的作用和广泛应用。
参考文献:
1、戴敏耀,深基坑喷锚支护施工技术及其应用,《科技咨询导报》2007年 第8期