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摘要:喷锚支护作为一种先进的支护加固技术,其优点多,在深基坑工程中得到了广泛的应用。本文结合工程实例,对喷锚支护施工技术进行探讨。
关键词:喷锚支护;施工技术;应急措施
中图分类号: TV554+.12文献标识码:A文章编号:
1 喷锚网支护的防止水作用
喷锚网支护中喷射混凝土的嵌固作用及压力灌浆渗透作用。可起到良好的防水止水作用。
①压力灌浆群锚止水。基坑边坡支护中,锚杆间距在1000~1500mm 之间,锚杆孔径在100~150mm 之间,通常锚杆长度大于6m,有的可达到12~25m不等。因高压灌注水泥浆在流砂和砾砂中,其渗透半径较大,对松散土中的含水裂隙,水泥浆可完全渗透到土层中,使土壤固化,起到止水和防水的作用。故通过压力注浆可在基坑边坡周围形成一个数米厚的固化止水层。
②通过局部超前锚管固化止水。在基坑土方开挖护坡过程中,常遇到淤泥和流砂,通过采用超前锚管固化止水措施,进行固化止水,然后再进行开挖和支护。其效果比较好。
③钢筋网喷射混凝土的防护作用。高速喷射混凝土与土体形成整体,从而提高了混凝土与土表层的粘结力,因此,钢筋网上喷射混凝土在边坡表面行成一个较强的防护层,从而防止雨水和其它地表水冲刷边坡产生滑塌现象。
2 喷锚网支护技术在工程的实践
2.1 工程概况
昆明市某区保障性住房项目,地下建筑面积约18.38万㎡,房屋高34层,总高99.4m。属滇池湖积盆地沉积地貌,场地的大部分地段经过人工回填,局部经过整平,总体上大部分地段保留原地形地貌;场地南面有两个搅拌站,场地上堆填砂石料形成料堆,局部由于有魚塘、土堆等原因使得场地地形起伏较大。根据基坑勘察报告,水位深埋在0.30~4.10m之间,标高1903.14~1913.14m,地下水位埋深标高由北向南逐渐变低,变化幅度相对较大,达10m,具有一定的水力坡度。地层主要以黏性土为主,为微透水~弱透水层,地层中含水量有限,基坑影响深度范围内的土层具微透水~弱透水性,场地黏性土为相对隔水层,赋水性弱,含水量少。
2.2喷锚支护技术的应用
考虑到本工程基坑周边环境、施工工期以及工程造价,根据相似地层的施工经验,该工程具备采用喷锚网支护的施工条件。锚杆喷锚挂网支护既安全可靠,又可以降低造价。因此,经过业主组织设计、监理、施工单位及有关专家对喷锚支护方案进行论证后认为锚杆喷锚挂网支护方案可行。
(1)喷锚支护的施工
①施工工艺:挖土→击入锚杆→修坡→布设固定钢筋网片→焊接加强筋→喷射C20细石砼→注浆→养护。
②施工技术要求及技术保证措施。在已开挖修整好的坑壁上挂上φ6.5@2OOX2OO双向钢筋网片,用“U”型或“T”型短钢筋打入土层固定网片,锚管口间再用B14钢筋纵横焊连接加强. 最后用砼喷射机喷上C20细石砼,厚80-lOOmm。水泥使用P.S32.5级硅酸水泥,水灰比≤0.5。
施工完第一层喷锚、浇边后即在坑口每15m左右设一个变形观测点,进行变形观测,在施工过程中,定期(一天一次或开挖一层土测一次)。遇到异常变形则要加密观测次数,以变形观测数据指导开挖支护施工。
③质量保障措施
严格按设计方案组织施工。组织人员会审图纸,勘验现场,降水系统应确保正常工作,必须的施工设备正常运转。施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。
核验高程基准点及坐标控制点并做好保护措施。核查水平及竖向施工放线是否正确,开挖过程中要随时对基坑的开挖尺寸、水平标高和边坡坡度进行检查,注意基坑的变化。坚持见证取样制度,对进场材料严格把关。进场的水泥、钢筋、砂子、石子、掺加剂等必须按规定报验。
做好隐蔽工程验收。施工过程中,应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度,注浆配比、压力及注浆量,喷锚墙面厚度及强度,锚杆应力等进行检查,按规定留置混凝土试块、水泥浆试块,旁站监理锚杆抗拔力实验。
(2)深基坑土方开挖技术
本工程基坑支护采用喷锚网施工工艺,喷锚施工与土方开挖应密切配合。
基坑开挖采用“分层台阶法”进行施工,需要掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点,遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖、随挖随撑、快速封底”的原则。土方开挖时应根据基坑支护图从基坑支护坡顶标高下挖2-3m,机械开挖过程中要配备人工清槽修坡、挂钢筋网、喷砼,搭设围护栏,基坑四周坡顶距基坑顶边线1.0m位置设400×400砖砌排水明沟。按“先周边成槽后向中间扩展”的顺序进行。
当锚杆喷锚挂网、长螺旋钻孔灌注桩、深层搅拌止水桩、预应力混凝土管桩施工完成,待强度达到设计要求后,逐层2m开挖,随喷锚随降水,直至基坑底预留300cm由人工开挖至设计基底标高。由于场地狭小,本工程考虑在基坑四周留出2m的工作面,已经到支护桩位置所以距支护桩200mm由人工配合。每层开挖至设计锚索标高下0.5m时,及时按设计要求挂网喷砼、做腰梁,并预加轴向200预加力200-360KN,待该层锚索施工完成后方可进行下层土方开挖。
3 基坑应急措施
土方开挖时为确保基坑周围环境的安全和正常使用,确保工程的顺利进行,根据支护设计方案对可能出现的险情作出应急措施:
(1)当道路和管线出现过大的沉降和水平变形时,应采取注浆加固道路和管线地基的方法,控制沉降的发展。
(2)当围护桩、支撑结构的变形和内力超过设计值并持续发展时,首先在变形和内力大的部位暂时停止挖土。出现险情时,可采用坑底堆土反压的措施抢险。
(3)在土方开挖过程中,如出现滑坡迹象时,应立即采取下列措施:暂停施工,必要时,所有人员和机械撤至安全地点;立即通知现场管理人员,迅速采取处理措施,如用挖掘机在坡脚迅速回填;根据滑动迹象设置观测点,观测滑坡体平面位移和沉降变化,并做好记录。加强位移观测,每两小时一次,数据及时汇报、及时整理。
(4)在砂层中开挖时,如果裸露时间较长,极易失去水分,受到扰动会使砂层成片剥落。为减少对砂层扰动机会,缩短清坡到支护时间,将开挖分段长度减到3m~5m一段,并改变施工工序,清坡后,立即编网并喷射混凝土。
(5)在整个施工开挖过程中,应连续观察邻近地表、地物的开裂、变形情况。地表发生细小裂缝和紧靠基坑的一般建筑物出现装修层的轻微开裂可视作正常,但必须密切追踪并及时采取处理措施。当裂缝出现不断加速发展并延伸时,必须停止原定施工过程,修改支护参数并及时加固。
(6)做好基坑降排水措施。本工程支护设计中采用“排水沟+集水井”系统进行排水。为避免地标级地下水对土体产生影响,及时排除边坡渗水及基坑内积水;在坡顶设置一道400mm×400mm的砖砌排水沟截断地表水,坡脚设置一道300mm×300mm排水盲沟排泄基坑内积水;在基坑周边或转角等部位设置集水井,坑内井深2.0m,井径φ800mm;在基坑开挖过程中,为保证挖掘部位地基土稳定,常用井点排水等方法降低地下水位。
4 结语
本工程通过喷锚支护的应用不但节约了造价,还缩短了工期,较为显著地提高了深基坑开挖边坡加固土体的稳定性和承载力,且安全性大为提高。从众多深基坑工程实践中证明喷锚支护技术具有很好的社会效益和经济效益,值得进一步深入研究和推广应用。
关键词:喷锚支护;施工技术;应急措施
中图分类号: TV554+.12文献标识码:A文章编号:
1 喷锚网支护的防止水作用
喷锚网支护中喷射混凝土的嵌固作用及压力灌浆渗透作用。可起到良好的防水止水作用。
①压力灌浆群锚止水。基坑边坡支护中,锚杆间距在1000~1500mm 之间,锚杆孔径在100~150mm 之间,通常锚杆长度大于6m,有的可达到12~25m不等。因高压灌注水泥浆在流砂和砾砂中,其渗透半径较大,对松散土中的含水裂隙,水泥浆可完全渗透到土层中,使土壤固化,起到止水和防水的作用。故通过压力注浆可在基坑边坡周围形成一个数米厚的固化止水层。
②通过局部超前锚管固化止水。在基坑土方开挖护坡过程中,常遇到淤泥和流砂,通过采用超前锚管固化止水措施,进行固化止水,然后再进行开挖和支护。其效果比较好。
③钢筋网喷射混凝土的防护作用。高速喷射混凝土与土体形成整体,从而提高了混凝土与土表层的粘结力,因此,钢筋网上喷射混凝土在边坡表面行成一个较强的防护层,从而防止雨水和其它地表水冲刷边坡产生滑塌现象。
2 喷锚网支护技术在工程的实践
2.1 工程概况
昆明市某区保障性住房项目,地下建筑面积约18.38万㎡,房屋高34层,总高99.4m。属滇池湖积盆地沉积地貌,场地的大部分地段经过人工回填,局部经过整平,总体上大部分地段保留原地形地貌;场地南面有两个搅拌站,场地上堆填砂石料形成料堆,局部由于有魚塘、土堆等原因使得场地地形起伏较大。根据基坑勘察报告,水位深埋在0.30~4.10m之间,标高1903.14~1913.14m,地下水位埋深标高由北向南逐渐变低,变化幅度相对较大,达10m,具有一定的水力坡度。地层主要以黏性土为主,为微透水~弱透水层,地层中含水量有限,基坑影响深度范围内的土层具微透水~弱透水性,场地黏性土为相对隔水层,赋水性弱,含水量少。
2.2喷锚支护技术的应用
考虑到本工程基坑周边环境、施工工期以及工程造价,根据相似地层的施工经验,该工程具备采用喷锚网支护的施工条件。锚杆喷锚挂网支护既安全可靠,又可以降低造价。因此,经过业主组织设计、监理、施工单位及有关专家对喷锚支护方案进行论证后认为锚杆喷锚挂网支护方案可行。
(1)喷锚支护的施工
①施工工艺:挖土→击入锚杆→修坡→布设固定钢筋网片→焊接加强筋→喷射C20细石砼→注浆→养护。
②施工技术要求及技术保证措施。在已开挖修整好的坑壁上挂上φ6.5@2OOX2OO双向钢筋网片,用“U”型或“T”型短钢筋打入土层固定网片,锚管口间再用B14钢筋纵横焊连接加强. 最后用砼喷射机喷上C20细石砼,厚80-lOOmm。水泥使用P.S32.5级硅酸水泥,水灰比≤0.5。
施工完第一层喷锚、浇边后即在坑口每15m左右设一个变形观测点,进行变形观测,在施工过程中,定期(一天一次或开挖一层土测一次)。遇到异常变形则要加密观测次数,以变形观测数据指导开挖支护施工。
③质量保障措施
严格按设计方案组织施工。组织人员会审图纸,勘验现场,降水系统应确保正常工作,必须的施工设备正常运转。施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。
核验高程基准点及坐标控制点并做好保护措施。核查水平及竖向施工放线是否正确,开挖过程中要随时对基坑的开挖尺寸、水平标高和边坡坡度进行检查,注意基坑的变化。坚持见证取样制度,对进场材料严格把关。进场的水泥、钢筋、砂子、石子、掺加剂等必须按规定报验。
做好隐蔽工程验收。施工过程中,应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度,注浆配比、压力及注浆量,喷锚墙面厚度及强度,锚杆应力等进行检查,按规定留置混凝土试块、水泥浆试块,旁站监理锚杆抗拔力实验。
(2)深基坑土方开挖技术
本工程基坑支护采用喷锚网施工工艺,喷锚施工与土方开挖应密切配合。
基坑开挖采用“分层台阶法”进行施工,需要掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点,遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖、随挖随撑、快速封底”的原则。土方开挖时应根据基坑支护图从基坑支护坡顶标高下挖2-3m,机械开挖过程中要配备人工清槽修坡、挂钢筋网、喷砼,搭设围护栏,基坑四周坡顶距基坑顶边线1.0m位置设400×400砖砌排水明沟。按“先周边成槽后向中间扩展”的顺序进行。
当锚杆喷锚挂网、长螺旋钻孔灌注桩、深层搅拌止水桩、预应力混凝土管桩施工完成,待强度达到设计要求后,逐层2m开挖,随喷锚随降水,直至基坑底预留300cm由人工开挖至设计基底标高。由于场地狭小,本工程考虑在基坑四周留出2m的工作面,已经到支护桩位置所以距支护桩200mm由人工配合。每层开挖至设计锚索标高下0.5m时,及时按设计要求挂网喷砼、做腰梁,并预加轴向200预加力200-360KN,待该层锚索施工完成后方可进行下层土方开挖。
3 基坑应急措施
土方开挖时为确保基坑周围环境的安全和正常使用,确保工程的顺利进行,根据支护设计方案对可能出现的险情作出应急措施:
(1)当道路和管线出现过大的沉降和水平变形时,应采取注浆加固道路和管线地基的方法,控制沉降的发展。
(2)当围护桩、支撑结构的变形和内力超过设计值并持续发展时,首先在变形和内力大的部位暂时停止挖土。出现险情时,可采用坑底堆土反压的措施抢险。
(3)在土方开挖过程中,如出现滑坡迹象时,应立即采取下列措施:暂停施工,必要时,所有人员和机械撤至安全地点;立即通知现场管理人员,迅速采取处理措施,如用挖掘机在坡脚迅速回填;根据滑动迹象设置观测点,观测滑坡体平面位移和沉降变化,并做好记录。加强位移观测,每两小时一次,数据及时汇报、及时整理。
(4)在砂层中开挖时,如果裸露时间较长,极易失去水分,受到扰动会使砂层成片剥落。为减少对砂层扰动机会,缩短清坡到支护时间,将开挖分段长度减到3m~5m一段,并改变施工工序,清坡后,立即编网并喷射混凝土。
(5)在整个施工开挖过程中,应连续观察邻近地表、地物的开裂、变形情况。地表发生细小裂缝和紧靠基坑的一般建筑物出现装修层的轻微开裂可视作正常,但必须密切追踪并及时采取处理措施。当裂缝出现不断加速发展并延伸时,必须停止原定施工过程,修改支护参数并及时加固。
(6)做好基坑降排水措施。本工程支护设计中采用“排水沟+集水井”系统进行排水。为避免地标级地下水对土体产生影响,及时排除边坡渗水及基坑内积水;在坡顶设置一道400mm×400mm的砖砌排水沟截断地表水,坡脚设置一道300mm×300mm排水盲沟排泄基坑内积水;在基坑周边或转角等部位设置集水井,坑内井深2.0m,井径φ800mm;在基坑开挖过程中,为保证挖掘部位地基土稳定,常用井点排水等方法降低地下水位。
4 结语
本工程通过喷锚支护的应用不但节约了造价,还缩短了工期,较为显著地提高了深基坑开挖边坡加固土体的稳定性和承载力,且安全性大为提高。从众多深基坑工程实践中证明喷锚支护技术具有很好的社会效益和经济效益,值得进一步深入研究和推广应用。