深基坑噴錨支護的施工技術

胡德洪

（江西省吉安市建筑安裝工程總公司，江西 吉安 343000）

深基坑噴錨支護的施工技術

胡德洪

（江西省吉安市建筑安裝工程總公司，江西 吉安 343000）

近幾年噴錨支護廣泛用于深基坑邊坡支護。本文通過分析噴錨支護加固支撐原理，說明噴錨支護技術用于深基坑邊坡支護是安全可靠的，與傳統(tǒng)的支護結構相比，有施工技術易掌握、工期短、造價低的優(yōu)點。本文對噴錨支護技術的設計和施工做了淺析，為相關工作者提供參考。

深基坑；噴錨支護；設計；施工

1 概述

我國的城市建設進入了飛速發(fā)展時期，隨著建筑物的增多，市區(qū)內高層建筑物的施工場地受到限制，影響到基坑開挖時邊坡得放坡系數(shù)。既要邊坡穩(wěn)定，同時又要節(jié)省投資，這使噴錨支護技術的應用逐步得到推廣。噴錨技術是50年代后期在國際上開始應用的一種新型巖土加固技術，最初用于加固巖體，隨后逐步向加固土體發(fā)展。我國80年代引入該技術，在高邊坡治理及隧道支護等大型工程中取得一定經驗。進入90年代，噴錨支護深基坑逐漸為人們熟知，并得到推廣，從設計方法到施工技術都不斷進行了完善。

2 噴錨支護結構的支撐原理

噴錨支護結構結合了鋼筋網(wǎng)噴射混凝土和土層錨桿的優(yōu)點，對邊坡提供柔性支撐。鋼筋網(wǎng)噴混凝土是所噴混凝土在高壓空氣作用下高速噴射向預先固定了鋼筋網(wǎng)片得支護面，在噴射層與支護土體間產生嵌固效應，鋼筋網(wǎng)能有效地調整噴層與錨桿內的應力分布，從而改善邊坡得受力條件，有效控制邊坡側向位移。錨桿固定于土體內與土體相互作用，形成一個原位復合的重力式結構結提高土體的整體性和強度并限制其位移。噴錨支護的支撐加固原理主要表現(xiàn)在以下兩方面：

2.1 有效提高土體強度

由于土體的抗剪強度小，抗拉強度更小，這決定了自然土坡的自立高度是有限的。當基坑開挖深度超過土坡自立高度時，放坡系數(shù)又滿足不了要求，基坑邊坡就會失穩(wěn)。為了保證深基坑邊坡的穩(wěn)定，通常采用支擋結構承擔側向土壓力，限制其變形。錨噴支護結構則是在土體內設置一定長度與密度的錨固體，它與土體牢固結合使之成為一個整體。土層中都有一定的孔隙和裂隙當向錨桿孔中進行高壓注漿，在灌漿壓力的作用下，水泥砂漿沿著土體中的孔隙和裂隙擴滲，形成網(wǎng)狀膠結。大量實驗表明，當采用一次壓力注漿時，寬度為1～2mm的裂隙注漿后可擴展成4～5mm寬。

水泥漿液的擴滲必將增加灌漿錨桿與周圍土體的粘結作用并增加土體的整體強度。灌漿錨桿與鋼筋網(wǎng)噴射層共同作用，既提高了土層體內部強度，同時也提高了支護體表面整體強度，他們一起構成了主動支護體系。在超載作用下，噴錨支護體的變形特征表現(xiàn)為持續(xù)的漸進性破壞。即使土體已出現(xiàn)局部剪切面和拉張裂縫，被支護體仍可支撐很長時間而不發(fā)生滑塌。

2.2 灌漿錨桿與周圍土體間的相互作用

灌漿錨桿與其周圍土體之間的摩阻力的產生，是由于灌漿錨桿與土體間的相對位移產生的。在錨噴支護的邊坡內存在著主動區(qū)和被動區(qū)。實驗研究表明：在主動區(qū)和被動區(qū)內土體與灌漿錨桿摩阻力的方向相反。主動區(qū)內灌漿錨桿主要起著增大土體強度的作用，而被動區(qū)內的錨桿起著錨固作用。灌漿錨桿與周圍土體間摩阻力的大小取決于土的類型、上覆土壓力和錨桿施工技術。

3 噴錨支護方案的設計原理

噴錨支護后的土體與支護結構形成一個整體，支護結構同時滿足內力和外力的作用，保證支護面的穩(wěn)定性。錨桿不被拔出或拉斷，結構體同時具有抗滑和抗傾覆穩(wěn)定。

4 施工工藝

基坑開挖前，根據(jù)極限平衡法算出土體的臨界直立高度，每層開挖深度不應大于2.5m，邊開挖邊支護，不得隨意開挖。

4.1 錨桿施工準備

編制施工組織設計，根據(jù)工程結構、地址、水文情況及施工機具、場地、技術條件制定施工方案，進行施工布置、平面布置，化分區(qū)段。在施工區(qū)域內設置臨時設施，搭設鉆機平臺，將施工機具設備運進現(xiàn)場，安裝試運轉。進行技術交底，按設計要求確定錨桿排數(shù)、孔位高低、孔距、孔深、錨桿型式。進行施工放線，確定各個錨桿孔的孔位，錨桿的傾斜角。

4.2 錨桿施工程序

成孔機具設備及方法：在黃土地區(qū)可采用洛陽鏟形成錨桿孔穴，孔徑70～80mm，國外一般采用履帶行走全液壓萬能鉆機，孔徑范圍50～320mm,具有體積小，使用方便，適應多種土層，成孔率高等優(yōu)點。成孔工藝有水作業(yè)法和干作業(yè)法，這里主要介紹干作業(yè)法。干作業(yè)鉆進法成孔，是先用螺旋鉆成孔，清除廢土，然后插入拉桿。

拉桿安設：拉桿按其結構構造，有鉆人制作，要求順直。鉆完后盡快按舍拉干，防止鉆孔塌陷。拉桿使用前要除銹，在其錨固段要仔細清除，以免影響于錨固體的粘結。拉桿焊接可采用對焊，亦可在工地用兩根幫條焊焊接，幫條長度不小于40d0(d0-錨桿鋼筋直徑)，一般焊高不小于7～8mm，焊縫寬不小于16mm。

灌漿：高壓灌漿的灌漿材料多用純水泥漿，水泥采用425號以上普通水泥，地下水如有腐蝕性，宜用抗腐蝕性水泥漿。水灰比為0.4～0.45左右，其流動性要符合泵送。灌漿亦可采用水泥砂漿，灰砂比為1：1或1.：0.5（重量比），水灰比0.4～0.5，砂用中砂。灌漿方法采用一次性灌漿，是用壓漿泵將水泥漿經膠管壓入拉桿管內，再有拉桿管端注入錨孔，管端保持高于底150mm。關注壓力一般為0.4MPa左右。隨著水泥漿或砂漿的灌入，應逐步將灌漿管向外拔出直至孔口，在拔管過程中應保證管口始終埋在砂漿內。壓力不宜過大，以免吹散漿液或砂漿。

支護面上的鋼筋網(wǎng)片按設計要求固定在露出土層的錨桿上，連接方法一般采用焊接。噴射混凝土的特點，是采用壓縮空氣進行噴射作業(yè)，將混凝土的運輸和澆筑結合在同一個工序內完成。噴射混凝土有“干法”噴射和“濕法”噴射，兩種施工方法，主要介紹濕噴法。濕法噴射就是在攪拌機中按一定配合比攪拌成混凝土混合料后，再由噴射機通過膠管從噴嘴中噴出，再噴嘴處不再加水。濕法施工由于預先加水攪拌，水泥的水化作用比較充分，與干法施工相比混凝土強度增長速度快，粉塵濃度底，材料回彈量小，節(jié)約壓縮空氣。為了改善噴射混凝土的性能常摻加占水泥重量2.5%～4.05%高效速凝劑，有利于提高混凝土的早期強度。

5 結論

噴錨支護結構，其設計理論簡單，施工技術容易掌握，方案調整靈活方便，可根據(jù)基坑邊坡變形情況及時調整支護方案，增加支護強度，確保基坑工程安全。工程實踐證明，該技術用于深基坑開挖支護結構是安全可靠的。與傳統(tǒng)的支護結構相比，噴錨支護結構有工期短，造價低的優(yōu)點。

[1]建筑施工手冊，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]高層建筑基礎施工，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994.

[3]基礎工程學，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990.