錨桿支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用

胡敏歆

摘 要：在深基坑工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工非常重要，直接決定深基坑工程的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。因此，在工程施工建設(shè)領(lǐng)域，應(yīng)遵循與時俱進(jìn)的工作原則，合理使用先進(jìn)的錨桿支護(hù)技術(shù)，遵循因地制宜的技術(shù)原則，按照工程的施工特點(diǎn)與需求等，正確使用錨桿技術(shù)打造深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，改善傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，為其后續(xù)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：錨桿支護(hù)技術(shù);深基坑工程;應(yīng)用措施

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）29-0108-03

Application of Bolt Support Technology in Deep Foundation Pit Engineering

HU Minxin

（Chenzhou Vocational and Technical College，Chenzhou Hunan 423000）

Abstract： In deep foundation pit engineering， the design and construction of support structure is very important， which directly determines the stability and strength of deep foundation pit engineering. Therefore， in the field of engineering construction， we should follow the principle of keeping pace with the times， make rational use of advanced bolt support technology， follow the technical principles of local conditions， follow the construction characteristics and requirements of the project， correctly use the bolt technology to create a deep foundation pit support structure， and improve the traditional support structure form， in order to lay a solid foundation for its subsequent development.

Keywords： bolt support technology;deep foundation pit project;application measures

在深基坑工程中，人們要合理使用錨桿支護(hù)技術(shù)，樹立正確的觀念，采用科學(xué)方式開展施工工作，按照工程的施工特點(diǎn)與需求，編制計劃，全面提升深基坑工程的施工質(zhì)量，增強(qiáng)各方面的工作效果，達(dá)到預(yù)期的施工目的。

1 工程概況

某工程占地面積1 800m2，南部區(qū)域距離開挖基坑邊緣20m，西側(cè)區(qū)域的樓層為11層，與基坑開挖邊緣距離9m，在開挖之后，基坑壁上段擋土墻側(cè)高度分別是8、10、12m。在沒有進(jìn)行擋土墻錨固處理之前，西部區(qū)域、南部區(qū)域與基坑開挖邊緣的平均距離是5m，有著不同程度的開裂裂隙，寬度在4～7mm，在出現(xiàn)暴雨天氣之后，裂隙的寬度會增加到710mm。該工程區(qū)域中巖土地質(zhì)條件如表1所示，施工前應(yīng)根據(jù)巖土的地質(zhì)條件與特點(diǎn)等，編制規(guī)劃內(nèi)容與計劃方案，以此提升工程的施工水平。另外，應(yīng)正確研究作業(yè)場地的條件，當(dāng)?shù)氐牡孛娣浅Ｆ教?，所露出的均屬于粉質(zhì)黏土，施工面是基坑壁中的擋土樁，因此需要進(jìn)行高空作業(yè)。受天氣因素的影響，3—5月均屬于雨季，經(jīng)常會出現(xiàn)暴雨，導(dǎo)致基坑底部區(qū)域呈現(xiàn)爛泥狀態(tài)。

1.1 地面裂隙生成特點(diǎn)

工程區(qū)域的地面產(chǎn)生裂縫，原因是沒有設(shè)計明渠，導(dǎo)致地表區(qū)域的水分滲入到擋土樁區(qū)域，而施工正處于雨季，坡體區(qū)域的土壤結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出飽和狀態(tài)，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫問題。首先，黏性土壤遇到雨水后會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，最終出現(xiàn)裂隙。裂隙面的水分會形成潤滑劑，導(dǎo)致內(nèi)部摩擦角數(shù)量降低。其次，土壤浸入水分以后，孔隙中的水壓力會有所提升，土體的重力也會逐漸提升，下滑力增高。最后，擋土樁屬于臨時性支護(hù)結(jié)構(gòu)，所設(shè)計的安全系數(shù)很小，受到這些因素的影響，在工程施工中，應(yīng)合理使用錨桿支護(hù)施工技術(shù)，提升深基坑工程的穩(wěn)定性，為后續(xù)施工夯實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 錨桿支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用原理

在工程施工中，開挖深基坑會使得基坑內(nèi)部、外部巖石以及土壤等作用力形成新的分布模式，與此同時，深基坑開挖也會使得擋土樁出現(xiàn)臨空面，會導(dǎo)致深基坑接近臨空面，出現(xiàn)傾覆風(fēng)險與滑移風(fēng)險，為工程施工埋下安全隱患。為更好地解決此類問題，人們通常使用錨桿支護(hù)技術(shù)，其工藝流程為：制作錨桿結(jié)構(gòu)、錨梁結(jié)構(gòu)，之后將其主筋區(qū)域與擋土樁的主筋區(qū)域有效銜接，將鋼管材料預(yù)埋其中，設(shè)計錨孔;在完成錨梁施工以后，應(yīng)使用已經(jīng)制作完成的錨桿和錨梁進(jìn)行錨固處理，使其與擋土樁有機(jī)整合，形成超靜定結(jié)構(gòu)。錨桿可以改變滑體的應(yīng)力與穩(wěn)定性能，使穩(wěn)定性很差的滑體結(jié)構(gòu)處于圍壓很高的三向應(yīng)力狀態(tài)，逐漸提升巖石結(jié)構(gòu)與土壤結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，改善深基坑坡體的巖土受力情況，增強(qiáng)巖土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2 錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

通常，在錨桿設(shè)計中，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)特點(diǎn)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜地實(shí)施設(shè)計工作。經(jīng)專業(yè)計算，該工程需要進(jìn)行二排錨桿施工，一共有62個錨桿，第一排的結(jié)構(gòu)與深基坑的地面距離為3.6m，第二排的結(jié)構(gòu)與深基坑地面距離為6.6m。在兩側(cè)區(qū)域之內(nèi)、南部接近擋土樁的施工區(qū)域之內(nèi)設(shè)計兩排錨桿，在南部區(qū)域的其他位置設(shè)計一排錨桿。在施工之前，應(yīng)先開展試驗(yàn)工作，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，調(diào)整錨桿長度。

設(shè)計前應(yīng)正確使用試驗(yàn)法，測試錨桿結(jié)構(gòu)、錨梁材料的性能，為設(shè)計工作夯實(shí)基礎(chǔ)。

一是開展鉆孔定位、制作安裝和注漿設(shè)計工作。可將鉆孔的直徑設(shè)計為140mm，傾斜角度設(shè)計成30°，中心的偏差應(yīng)在2%，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗巖3.1m，設(shè)計深度暫時定為31m，最后根據(jù)試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行深度調(diào)整與設(shè)計;對于錨桿的制作、安裝和灌漿而言，要將鋼絞線的直徑設(shè)計成15.3mm，使用M25規(guī)格的水泥砂漿原料，錨桿插入階段不可以出現(xiàn)孔壁擦傷問題，錨桿區(qū)域應(yīng)設(shè)計定位器，錨固段間隔應(yīng)設(shè)計成20m，非錨固段的間隔長度是40m。錨固段和自由段的分界區(qū)域可以設(shè)計止?jié){器，預(yù)防自由段流入水泥砂漿，全面提升錨固段的水泥砂漿飽滿度和強(qiáng)度。

二是在制作安裝環(huán)節(jié)，主筋主要選擇[8Φ20mm]Ⅱ級別的螺紋材料進(jìn)行處理。在設(shè)計中，箍筋是直徑8mm的圓鋼，間隔是1m，對擋土樁體進(jìn)行鑿開處理后，錨梁設(shè)備和擋土樁結(jié)構(gòu)的主筋相互銜接。

三是錨桿的自由段長度應(yīng)該設(shè)計為：一排6m、二排4.6m。人們應(yīng)該根據(jù)具體的試驗(yàn)結(jié)果，明確錨桿長度，設(shè)計值應(yīng)該滿足規(guī)定要求。

3 錨桿和錨梁的施工措施

3.1 合理布設(shè)錨桿場地

一是應(yīng)正確布設(shè)鉆孔施工面。沿?fù)跬翗蹲呦?，在機(jī)械設(shè)備安裝范圍內(nèi)，合理布設(shè)2 000mm×200mm×200mm規(guī)格的枕木，將間距設(shè)計成1m，枕木結(jié)構(gòu)區(qū)域應(yīng)該設(shè)計鋼軌，將鉆機(jī)設(shè)備和灌漿平臺等合理安放于鋼軌區(qū)域，如果鉆孔位置很高，應(yīng)該設(shè)計鋼支架結(jié)構(gòu)，結(jié)合鉆孔施工、灌漿施工特點(diǎn)等，明確搭設(shè)高度，組建可移動平臺。

二是對灌漿施工面進(jìn)行布設(shè)處理，合理使用灌漿機(jī)械設(shè)備和鉆孔設(shè)備，利用錨釘材料開展錨固工作。

三是合理布設(shè)錨梁作業(yè)面，開挖后的基坑壁上段擋土墻側(cè)高度分別是8、11、14m，所以應(yīng)該沿?fù)跬翗蹲呦颍O(shè)計腳手架，將高度設(shè)計成10m。

當(dāng)前，人們要正確設(shè)計排水結(jié)構(gòu)，合理布設(shè)錨桿結(jié)構(gòu)、錨梁材料與原材料場地。施工期間可以使用水泥、砂子、碎石、鋼筋、鋼絞線等，錨桿施工、錨梁施工場地應(yīng)與原材料場地臨近。錨桿鉆孔環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)流泥或流砂現(xiàn)象，為提升工程施工的安全性，人們應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計集水坑結(jié)構(gòu)和排水溝結(jié)構(gòu)。

3.2 正確使用錨桿鉆孔技術(shù)

一是合理開展定位工作。兩個擋土樁中間應(yīng)該進(jìn)行鉆孔定位處理，結(jié)合樁體基坑位置，測量鉆孔位置，完成鉆孔，最終實(shí)現(xiàn)定位目的。

二是明確鉆孔的具體結(jié)構(gòu)形式，將錨桿孔徑設(shè)計成150mm，從初始位置鉆孔直到底部位置，傾角均為30°。如果鉆孔存在錨桿與樁基相互碰撞的風(fēng)險，應(yīng)該正確調(diào)整傾斜角。一般情況下，對于錨桿而言，傾斜角應(yīng)該設(shè)計為25°～35°，以免錨桿發(fā)生交叉或碰撞。

三是應(yīng)該明確具體的鉆進(jìn)方向，使用直徑150mm規(guī)格的合金鉆頭設(shè)備，采用正循環(huán)的方式進(jìn)行鉆進(jìn)處理。

當(dāng)前，人們要合理使用護(hù)壁堵漏技術(shù)。土層含砂量很高，所以鉆孔期間，土層加水后應(yīng)該進(jìn)行攪動處理。如果雜填土含有的碎石很多，就應(yīng)該使用套管護(hù)壁。如果是黏性土壤，鉆進(jìn)時應(yīng)合理使用泥漿護(hù)壁技術(shù)。經(jīng)過試驗(yàn)，該工程使用的泥漿比重應(yīng)設(shè)計為1.1～1.2，黏度設(shè)計為22.5，失水量應(yīng)設(shè)計為20mL/h。

完成鉆孔工作以后，應(yīng)該使用泥漿進(jìn)行循環(huán)清孔處理，保證含泥量在3%以內(nèi)，這樣才可以開展提鉆工作。

4 錨桿的總體制作安裝

4.1 合理選擇原材料

對于鋼絞線而言，主要選擇[ΦS15.2mm]的原材料，伸長率要符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 正確裁剪錨索結(jié)構(gòu)

每一根錨索都需要結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，在合理進(jìn)行長度處理以后，開展裁剪工作。

4.3 錨索的連接處理

一是使用三環(huán)或四環(huán)定位器開展錨索連接工作，錨固段的間距設(shè)計成2 100mm，非錨固段的間距設(shè)計成4 100mm。中間區(qū)域設(shè)計出一個環(huán)口的灌漿通道，與孔底的距離應(yīng)設(shè)計成0.19m。

二是使用細(xì)鐵線，捆扎灌漿膠管和錨索結(jié)構(gòu)，結(jié)合實(shí)際情況開展松緊度調(diào)整工作，預(yù)防錨桿安裝中出現(xiàn)膠管松脫現(xiàn)象，通常，膠管低端區(qū)域與錨索低端區(qū)域的距離應(yīng)設(shè)計成0.19m。

三是完成錨桿結(jié)構(gòu)安裝后，應(yīng)該使用噴漿泵與灌漿管送進(jìn)清水，合理清洗，去掉孔壁中的污染物，保證孔內(nèi)返出清水，然后開展灌漿工作。

5 灌漿措施

5.1 合理選擇原材料

使用普通水泥材料、中粗砂材料，將自來水作為攪拌用水，如果使用地下水或天然水，應(yīng)該開展水質(zhì)量檢驗(yàn)工作，保證水質(zhì)量，預(yù)防其對材料產(chǎn)生腐蝕。

5.2 正確攪拌砂漿材料

一是明確配合比。按照M25規(guī)格的水泥砂漿強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，在工程建設(shè)之前，應(yīng)開展配合比試驗(yàn)，明確砂漿配合比。一般情況下，水、水泥與砂的配合比應(yīng)設(shè)計成1.51∶1∶1。二是在砂漿攪拌中應(yīng)正確計量，結(jié)合重量比開展進(jìn)料處理工作，進(jìn)料構(gòu)成為：水50kg、水泥100kg、砂100kg，然后使用攪拌機(jī)進(jìn)行處理，時間設(shè)計為180s[1]。

5.3 合理進(jìn)行灌漿

一是正確使用澆灌泵開展送漿工作，灌漿管和回漿管均使用高壓風(fēng)管，將外徑設(shè)計成48mm，內(nèi)徑設(shè)計成33mm。二是錨固階段應(yīng)該開展灌漿工作，壓力設(shè)計成0.4MPa，孔隙擴(kuò)充率應(yīng)設(shè)計為15%～19%。完成灌漿后，應(yīng)該將管路拔出，待水泥砂漿初步凝固以后，合理插入灌漿管，長度為4.5m，使用清水代替鉆孔內(nèi)的砂漿，確保錨桿自由段長度符合要求。三是自由段的灌漿處理，在進(jìn)行外錨頭鎖定處理以前，應(yīng)該開展二次注漿工作，使用空氣壓縮機(jī)將氣體噴出，使用清水清洗自由段的錨孔，之后開展水泥砂漿的二次灌注工作，在水泥固化以后，如果出現(xiàn)析水空間，錨梁區(qū)域上方位置應(yīng)埋設(shè)兩個分水管，反復(fù)開展灌注漿工作[2，3]。

6 結(jié)語

深基坑工程應(yīng)使用先進(jìn)的錨桿支護(hù)技術(shù)，遵循科學(xué)原則，制定工作計劃，嚴(yán)格開展施工，充分發(fā)揮錨桿支護(hù)施工技術(shù)的優(yōu)勢與作用，提升工程的穩(wěn)定性與強(qiáng)度，消除裂隙，達(dá)到預(yù)期的施工目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]于鵬濤，梅利芳.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（13）：109-122.

[2]于明鑫，楊楠.某深基坑工程鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)體系計算分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（13）：110.

[3]丁國兵.深基坑支護(hù)施工中監(jiān)理工作的控制要點(diǎn)分析[J].裝飾裝修天地，2019（10）：132-199.