土钉墙加锚网喷支护技术在首山一矿深基坑工程中的应用

/土钉墙加锚网喷支护技术在首山一矿深基坑工程中的应用兴平管理公司：孟明福摘要：土钉墙加锚网喷支护技术是一种新的深基坑支护技术。近年来，它在城市建设中得到了广泛的应用，并在节约土地资源、克服场地空间狭小和提高经济效益等方面取得了良好的效果。但是这种技术在矿山地面土建工程深基坑支护中应用较少。本文介绍它在首山一矿排矸系统翻车机房及地道深基坑工程中的成功应用和取得的良好效果。关键词：深基坑；土钉墙锚网喷；支护工程；1工程概况首山一矿位于许昌市襄城县紫云镇西2km。排矸系统翻车机房及地道工程位于主、副井工业广场南部。其南邻矸石山，北靠铁路装车站，地销煤道路和工广南部防洪沟从地道上部穿过。翻车机房为一层建筑，工程平面尺寸为长11.87m，宽6.37m。翻车机房基础埋置深度15.3m，基础坐落于第七层粘土上。地道为斜向布置，翻车机房坐于其深部，和地道连体。该工程运用功能是：三吨矿车运矸石至翻车机房，矸石通过翻车机房漏斗下溜到矸石地道中的矿车内，再由矸石绞车拉至矸石山。地道倾斜全长38.41m，水平长度为35.66m。按倾斜角分为两段，下部坡度为13°，斜长22.06m，上部坡度为30°该工程场地狭小。北部紧靠铁路站线，基础边缘距十三矿铁路既有线路基坡角19m，东北角距铁路站线DK10+899.5m盖板涵边缘6.7m，西北角距铁路站线DK10+939.13m盖板涵边缘20m。防洪沟从地道上部穿过，地道完成以前，防洪沟临时先绕地道南侧通过，待本工程完成后再按永久位置砌筑完成。2工程水文地质状况2.1、据建设单位供应的工程地质勘察报告，地面标高为97.3~101.7m，属冲洪积成因的丘间凹地。其中和基坑开挖有关土层状况分别如下：①层素填土：层厚为0.4m~3.4m。②层黄土状粉质粘土：层厚约0.3m~3.2m。③层黄土状粘土：层厚约0.1m~2.6m。④层黄土状粉质粘土：层厚约0.4m~3.7m。⑤层粉质粘土夹姜石：层厚度约0.3m~4.8m。⑥层粉质粘土：层厚度约0.4m~6.2m。⑦层粘土：层厚度约0.1m~6.5m。2.2、水文地质条件：建立场地位于冲积成因的丘间凹地，地势相对较低，为地下水的汇合区，在勘察深度范围内地下水类型主要为潜水，勘察期间钻孔所揭示的地下水位埋深1.2~3.4m。3基坑支护方案选择依据对工程地质、水文地质条件和周边建筑物的状况、结构类型和毗邻基坑的距离等因素的综合分析，确定接受土钉墙加锚网喷支护方案。3.1、场地四周狭窄，相临建筑物较近；工程地质条件相对较好，上部5m土层较软，下部土层较硬，土体自稳性较好。这些条件适宜接受土钉加锚杆支护。对上部6m边坡接受1：0.5的放坡开挖，土钉支护，C20的细石砼喷面。-6.0m处设置一宽2.5m的平台，并设置集水沟，6.0m以下接受锚杆支护，C20的细石砼喷面。3.2、本场地水文地质条件较差，地下水位高，开挖前观测数据显示水位在地表以下1.5m左右，且有防洪沟渠渗水，场地基坑开挖须要降低地下水位至-16m，降水幅度大。为紧密协作支护方案，选用深管井降水方案，附以明沟排水。先降水后开挖，维持降水至工程基础回填完毕。4支护结构设计4.1设计参数取值：依据设计文件和地质勘察报告选取参数如下：开挖深度H=0~15.3m土体重度r=19.0KN/m³土压力p=1rKH²/2土压力系数K=tg²（45-Φ/2）土钉间距Sx=1.3m，Sy=1.3m4.2、设计规范：《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《土层锚杆设计和施工规范》（CECS22：90）4.3、把支护结构不同的边坡段分为1-1、2-2、3-3三个边坡段。1-1边坡段：基坑深度为15.3m；上部6.0m接受1：0.5放坡，面层接受素喷砼护面，6.0m处设置2.5m宽的台阶，在台阶上布置排水沟一道；6.0m以下布置7排锚杆，（Φ20-Φ22钢筋），锚杆长度为14.0m~9.0m，其中第1、第3排为预应力锚杆加10#槽钢腰梁结构，施加70KN的预应力。2-2边坡段：基坑深度为6.0m~12.3m；上部6m接受1：0.5放坡，面层接受素喷砼护面，6.0m处设置2.5m的台阶，在台阶上布置排水沟一道；6.0m以下依据深度不同而布置1~5排锚杆，（Φ20-Φ22钢筋），锚杆长度为12.0m~7.0m，其中第1排为预应力锚杆加10#槽钢腰梁结构，施加70KN的预应力。3-3边坡段：基坑深度为0.0~6.0m；接受1：0.5的放坡，面层接受素喷砼护面，最深处布置排水沟一道。具体支护方案见图1。5具体方案的实施5.1、支护工艺流程：开挖凿孔安装锚杆注浆挂网安装腰梁喷砼锁定5.2、开挖：按基坑开挖上口边线平面尺寸放线开挖，上部6m接受一次放坡开挖（分两次作业），-6.0m以下接受分层开挖，分层开挖最大深度1.5m。5.3、凿孔：按图示间距标出孔位置，接受3KW锚杆钻机和人工洛阳铲成孔，孔径100mm，俯角0~15度，仰角为废孔。5.4、安装锚杆：按设计要求接受国标合格钢材，选好材径、长度、间隔1.5m—2.0m焊接一个居中支架，顺其自然置如孔中。预应力锚头和锚杆接受双面绑接焊。5.5、注浆：在安装的锚杆的孔内插入注浆管至孔底回撤30~50cm，注入1：0.45~0.5的纯水泥浆，注浆管随注浆缓慢有里向外回撤，达到孔口稍有溢浆即行封孔加压保证孔内浆液饱满。5.6、挂网：修整边坡保证设计尺寸无误后按方案要求接受Φ6.5线筋编网，间距200×200mm，之间用扎丝扎牢，Φ10加强筋菱形布设压住网筋和锚头点焊。5.7、喷砼：在完成上述工序后，即可喷砼，厚度80~100mm，协作比，水泥：砂：石=1：2：2，水泥标号32.5级，石子规格0.5cm~1.0cm，砂子用干净的中细砂，要求砼表面基本平整。5.8、安装腰梁：接受国标10#槽钢做腰梁和锚头用螺栓紧固，螺栓和螺帽之间加100×100×100的钢垫板。6主要技术及质量保证措施为确保施工质量，保证边坡稳定，有效限制基坑变形，在施工过程中，实行以下有效措施：6.1、施工过程中，现场专业人员跟班作业，对各分项逐个放样检验。严格限制挖土深度及范围，保证放坡，不超挖，不提前开挖，避开边坡暴露时间太长，开挖后刚好修坡，以便进行下道工序施工。6.2、对土钉成孔深度，拉杆质量，砂浆配比，灌注砂浆饱和度，加强筋焊接质量进行监督检查，并有书面记录资料。6.3、钢筋网接受绑扎，各施工段段间搭接长度不小于20cm，在钢筋网外侧接受Φ10钢筋菱形布设进行6.4、刚好完成坡面的混凝土喷射工作。为保证能刚好形成喷锚网支护，混凝土中掺速凝剂，使混凝土快速凝固。6.5、支护期间密切监视基坑壁的变形态况，并布设5个视察点，定时观测，在整个施工过程中边坡变形未超出规范要求。6.6、在基坑开挖，逐步支护过程中，局部遇到自身强度低，流塑很大的淤泥，刚好挂网喷射混凝土，保证边坡稳定。7经济效果分析依据现场实际条件，不行能接受大开挖的方法进行施工，若接受排桩、地下连续墙或钢板桩等支护方案，支护费用60~90万元，本工程接受这种支护技术，实际支护费用为25万元，实际节约投资