喷锚支护技术在深基坑施工中的应用

喷锚支护技术在深基坑施工中的应用喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡土的结构强度和抗变形刚度，减小土体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。在开挖形成的坑壁中，设置一定长度和密度的锚杆体，锚杆体与喷射混凝土层结构形成柔性支挡体系。挡土体系与坑壁原位土体牢固的结合在一起共同工作，形成在机理上属于主动制约机制的支护类型。1、总述：1.1概述喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡土的结构强度和抗变形刚度，减小土体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。如：成都市沙河污水处理厂工程，位于成都市跳蹬河北路，与四川制药厂，成都市火电厂相邻。由于该工程处于城区，施工场地狭窄，其中提升泵房基坑开挖深度深达13.4米，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。1.2工程地质情况施工区域属岷*Ⅰ级阶地，地形平坦，根据四川省地质勘察院提供的《成都市沙河污水处理厂岩土工程勘查报告》，场地的地层自上而下主要为：⑴杂填土：结构性差，质地疏松，层厚约0.80～3.20m；⑵粘土：可塑～硬塑，层厚约0.30～6.20m；⑶粉土：稍密，层厚约0.50～3.20m；⑷卵石：松散～稍密、密实，顶埋深在494.09～492.06m。拟建场地地下水为孔隙潜水，第四纪卵石层为主要含水层，河水及大气降水为主要补给源，勘察期间测得该场地地下水静止水位埋深为5.10～7.00m。本场地内地下水渗透系数采用k＝20m/d。2、喷锚支护方案设计2.1设计依据本工程依据以下文件和工程经验进行设计①《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GBJ86－85）②《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22-90）③《成都市沙河污水处理厂岩土工程勘察报告》（四川省地质工程勘察院）2.2喷锚支护的可行性喷锚支护是以新奥法为理论基础。在开挖形成的坑壁中，设置一定长度和密度的锚杆体，锚杆体与喷射混凝土层结构形成柔性支挡体系。挡土体系与坑壁原位土体牢固的结合在一起共同工作，形成在机理上属于主动制约机制的支护类型。2.3喷锚支护设计概要本工程于基坑东西侧设计为喷锚支护，喷锚支护设计为两大部分，即锚杆设计和面板设计。根据成都市地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告，结合场地环境条件，本次支护设计按以下参数考虑：坑顶超载:按q=10KN/m2考虑土体结构模型和力学参数:素填土:2.0m,γ=17KN/m3,C=5KPa,Φ=15°粘性土层:5.0m,γ=19.5KN/m3,C=45KPa,Φ=20°粉土土层:1.40m,γ=19.0KN/m3,C=45KPa,Φ=20°卵石层:6.0～14m,γ=20KN/m3,C=5KPa,Φ=35°坑顶位移:控制坑顶位移不大于20mm。2.3.1锚杆设计2.3.1.1锚杆直径及成孔方式结合成孔及灌浆设备，锚杆采用钻神ZSTD-150型气动冲击锚杆机将Φ48钢管击入土层及卵石层中，并在钢管上按@500焊接L40*4角钢段形成倒刺，并按@500梅花型钻制压浆孔，压浆孔与角钢一一对应，以防止在锚杆打入土体过程中压浆孔堵塞。锚杆加工要点：（1）、材料均采用3#钢，钢管d=48，壁厚3.5mm；焊条T42。（2）、管尖加工：管端剖口后，用22钢筋焊制，尖端热镀并淬火。（3）、压浆孔应光洁，必须用台钻加工。2.3.1.2锚杆长度、杆筋、间距及布置方式锚杆设计为全摩擦型锚杆。采用正方形布置。以上设计参数见表1及喷锚支护结构图。2.3.2面层形式面层采用喷射混凝土与钢筋网组成钢筋混凝土板结构；喷射混凝土采用细石混凝土，配比为水泥：砂：石=1：2：2，水泥为P.O32.5水泥,喷射混凝土强度等级C20，喷射混凝土支护面层厚度为90mm；网筋采用Φ6.5@200钢筋绑扎而成，为了增加面板的整体强度，横向设1Φ16Ⅱ级钢筋加强筋、纵向设1Φ16Ⅱ级钢筋加强筋，纵横向加强筋与锚杆焊接。加强筋沿锚杆呈双向布设，纵横间距同锚杆间距见表1并在基坑顶边设一宽1000mm的混凝土散水护面。表1排数

长度（mm）倾角

杆筋

SX

SY

联结方式第一排14.00

12°Φ48钢管

1.5

1.5

2Φ16钢筋焊接第二排12.00

12°Φ48钢管

1.5

1.3

2Φ16钢筋焊接第三排10.00

12°Φ48钢管

1.5

1.3

2Φ16钢筋焊接第四排9.00

12°Φ48钢管

1.5

1.3

2Φ16钢筋焊接第五排8.00

12°Φ48钢管

1.5

1.3

2Φ16钢筋焊接第六排6.00

12°Φ48钢管

1.5

1.3

2Φ16钢筋焊接第七排5.00

12°Φ48钢管

1.5

1.3

2Φ16钢筋焊接第八排4.00

12°Φ48钢管

1.5

1.3

2Φ16钢筋焊接第九排3.00

12°Φ48钢管

1.5

1.4

2Φ16钢筋焊接注：1、所有加强筋均为Φ16。2、锚杆注浆，浆体水灰比0.6:1,注浆压力0.5-1.0Mpa。3、必须准确查明锚杆范围内市政管网的分布深度和范围。4、SX为横向间距，SY为纵向间距。3、喷锚支护施工工艺流程3.1施工工艺流程清理壁面——喷第一层混凝土——锚杆施工——披挂钢筋网——焊加强筋——锚杆注浆-——

喷第二层混凝土——混凝土养护（下图为我司ZSTD-170锚杆机工作状态）3.2基坑开挖与喷锚支护施工工序：工程开工——施工准备技术交底——测量放线施工降水——第一层土方开挖（地表以下4m）第一层喷锚支护施工——变形监测——第二层土方开挖（2.5m）第二层喷支护施工——变形监测——分层开挖及喷锚支护完毕——工程验收（下图为我司ZSTD-150锚杆机工作状态）3.3施工方法及技术措施3.3.1坡面整修由于基坑开挖后，基坑边坡局部松散且不平整，故必须将松散的土质清除干净并将基坑边坡修整顺滑，在适当位置设置泻水孔，便于喷锚作业。3.3.2喷射混凝土作业（1）喷射作业前必须对机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。（2）喷射混凝土之前，先在基坑边坡表面喷射水泥素浆，以确保喷射混凝土与基坑边坡之间的良好粘结。（3）埋设控制喷射混凝土厚度的标志，以确保混凝土喷射的厚度。（4）喷射作业应分段分片依次进行。喷射顺序自上而下；按地形条件和风向从左至右，或从右至左依次进行。（5）喷射完第一层混凝土后才施工锚杆及挂设钢筋网。第一层混凝土的厚度为3～4cm。喷头与受喷面应垂直，宜保持0．6～1．0m的距离。第二层喷射混凝土应在第一层混凝土终凝后进行。若终凝1h后再进行喷射时，应先用水清洗喷层表面。第二次喷射时必须保证厚度和表面的光感。混凝土喷射24h后浇水养护，以保证混凝土质量。（6）喷射时，应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。（7）喷射机设置在地面平整的地方。3.3.3锚杆钻孔及注浆结合成孔及灌浆设备，锚杆采用钻神ZSTD－150型气动冲击锚杆机将Φ48钢管击入土层及卵石层中.采用压力泵将1：1的水泥砂浆注入锚杆孔。要保持0.4MPa的工作压力。3.3.4挂网（1）先将圆盘钢筋（φ6.5）调直，按边坡形状尺寸取料加工，按网孔20cmX20cm的规格编织好钢筋网，分布要均匀，绑扎要牢固。（2）编好钢筋网后，与锚杆交接处用φ16钢筋与锚杆焊接牢固，以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。（3）钢筋网必须紧贴混凝土表面，以保证钢筋网保护层厚度。