喷锚网在建筑工程深基坑支护中的应用

喷锚网在建筑工程深基坑支护中的应用

葛勇敢

（宿迁四维建设监理有限公司）摘 要：本为结合高层建筑物深基坑采用喷锚网支护的实例，以此介绍了喷锚网支护在工程应用中的原理、特点、设计与施工方法。关键词：深基坑支护；喷锚网；施工前言喷锚网支护是目前深基坑支护工程中采用较多的一种支护方式。它是喷射混凝土、锚杆、钢筋网联合支护的简称，它是挡土结构与外拉系统相结合的一种深基坑组合式支护结构。喷锚网支护是通过在岩土体内施工一定长度与分布的锚杆，与岩土体共同作用形成复合体，弥补岩土体强度不足并发挥锚拉作用，使岩土体自身结构强度潜力得到充分发挥，保证边坡的稳定。喷锚网支护适用于地下水位以上较密实的砂土、粉土、硬塑到坚硬的载性土层或岩层中的大型较深基坑，该体系可简化支撑，节省劳力，比支撑施工能更有效地控制挡上支护的位移，使得开挖的基坑获得广阔的空间，且能够加快工程进度，取得可观的经济效益。的抗拔力（土层与锚固体的粘结强度），维持被锚固体（边坡）的稳定，抑制岩土体变形的发展。在支护与岩土体的共同工作中，有效地控制和调整岩土体应力的重分布，避免岩土体松动和坍塌，加强岩土体的稳定性。（2）喷锚网支护特点①密贴性。喷层与岩土体的密贴性是喷锚能起较大的作用的关键所在，混凝土以较高的速度喷在新开挖的岩土体表面上，甚至挤进裂缝，锚杆插入钻孔以饱满砂浆胶结。它们与岩土体之间牢固紧密地贴在一起，从而加固了岩土体，使岩土体的强度和弹性模量得到提高。大量资料证明；只要工程施工质量保证，喷锚与岩土体的密贴性和粘结力是无须置疑的。②改善应力条件。喷锚除加固岩土体，改善岩土体力学性质外，还起了改善应力条件的作用，后者将使岩土体破坏的可能性大为减少，这对于岩士体的稳定性是十分有利的。③柔性。柔性是喷锚结构重要特点之一，实践和理论都表明：喷锚结构并非刚性很大不允许岩土体变形的刚性结构，而是允许岩土体在喷锚结构控制下产生一定限度的位移。在变形较大的情况下，可考虑采用所谓二次喷层法，第一次喷的薄层由于其柔性，可使岩土体在有控制条件下释放部分应力，等稳定后第二次再喷，以防止条件变化致使岩土体恶化。④止水作用。基坑开挖后，改变了地下水的原来渗透条件。因为开挖造成某些裂缝进一步开裂或新产生一些裂缝使渗透系数增大，结果导致岩土体稳定性的降低。由于喷层与岩土体的密贴性并填堵了某些张开的裂隙，使渗透系数减小，因此可以使脉状水的渗透方向等因素发生变化，即更多地渗向别处，从而起到山水的效果。提高了边坡的稳定性，这己在工程实践中得到了证明。4 喷锚网设计喷锚网支护技术是保持并且提高边坡土体固有强度，变土体为支护结构体系的一部分的一种支护方法。在对锚杆护壁进行分析时，首先应考虑计算作用于结构物侧壁上的总上压力及分布，然后在确定锚杆的拉力及配置。锚杆倾角的选定，要便于使锚杆段的位置进入有利于锚杆的位置（稳定的土层），同时也利于灌浆。由于土层情况复杂，拉力小于岩土层中锚杆拉力，故采用多层锚杆。根据本工程地质情况及现场实际，经核算采用以下设计：（1）采用φ22钢筋@1500锚杆，排距1500mm；（2）采用干钻成孔的方法进行施工，锚杆孔径为φ130；（3）锚杆倾角均为与水平方向成20°角；（4）锚杆钢筋采用φ22螺纹钢，连接采用双面焊接；（5）注浆用R325水泥配制的M20水泥砂浆，灌浆压力保持在0.5～1.0MPa。（6）挂网钢筋网采用φ6@200×200，加强筋采用2根直径16的二级钢，井字型布置；（7）喷射层厚度为l0cm.混凝土强度不低于C20；（8）混凝土骨料及水泥采用现场人工拌制。5 防水措施由于场地下水较高，粉质粘土亚层和淤泥质土亚层及砂质粘土亚1 工程概况某高层住宅，高18层，长66m，宽15m，建筑面积约18500m2，地下一层，地下为车库及人防工程。基坑开挖深度为6.3m，基坑东西长86m，南北宽约44m，西端变窄，约28m。基坑北侧为城市主干道路，距基坑边缘约16m，其相邻为住宅群和酒店。住宅群有几条排水管直通场内，场地狭窄，根据施工平面布置，在基坑边上需布置塔吊、模板堆放场、钢筋加工场及工人宿舍。由于场地限制，如在基坑开挖时按照一般场地放坡尺寸很难保证边坡的稳定，无法进行基坑顶部施工机械的布置，满足不了施工要求。2 方案选择目前国内基坑支护所采用的方式主要有：①钢板桩支护；②钢筋混凝土挡墙支护；③水泥深层搅拌桩支护；④防水喷锚网支护；⑤钻孔灌注桩围护壁等。（l）钢板桩支护的特点是：前期施工工期短，刚度不大，变形大，且桩与桩之间缝隙大，砂土及水易从缝隙之间渗落到基坑，影响基础施工，在无栏杆作用情况下钢板桩一般仅用于4m左右的基坑支护，而地下室完成后需拔除钢板桩，影响后期施工工序，且对于单位工程来讲，钢板桩成本大，不经济。（2）钢筋混凝上挡墙支护特点是：刚度大、变形小，但工期长、成本大、支模困难，对后序工期影响大。（3）水泥深层搅拌桩支护特点：施工简单，且对一周围建筑物无震动影响，防水性好（∞字形桩），成本低，但工期长，刚度小，对施工速度和搅拌工艺要严格调整，避免引起周围建筑物或路面发生较大隆起，且形成的水泥土挡墙高度不宜太高。（4）防水喷锚网支护特点：施工周期短，成本低，防水效果好，支护高度大，变形小，可利用原土体力学性能，使护壁与岩土体浑然一体，但其施工时需无相邻的深基础建筑物，以免影响锚杆设置和按要求打入的设计深度，即施工场地要有保证。因此，通过对以上各种方案的分析、比较、计算、结合施工工地及地质情况，本着快、好、省的原则，我们认为采用防水喷锚网支护结构是一种经济有效的加固边坡措施，且对加固质量有保证。3 喷锚网支护原理及特点（1）作用原理喷锚网支护是将锚杆与滑裂面以外土体连成一个整体，再通过外拉系统与深基坑边坡组成一个整体受力体，承受主动土压力，利用土层•55•

中华民居2011年09月

层中含水丰富，必须采用绝对可靠的防水止水措施。具体方法如下：（1）锚管长度不少于6m，孔径130灌注高压水泥浆，加防水剂，使其在含水丰富的砂层和裂隙中沿锚孔环向扩散，半径达到60～100cm，锚管间距1500mm形成一个大于4～6m防水帷幕。（2）护坡钢筋网喷射混凝土中加速凝剂和防水剂，厚度100mm，强度为C20，形成一层基坑防水层，即使土层中有一部分水份，也不致于流入基坑，同时又可能保护边坡不受雨水冲刷和侵蚀。（3）在基坑开挖过程中，为减少水对边坡压力，首先每隔4m左右设一根长4～6m的排水管，管上环向打孔，并用铁砂包缠好，然后进行护坡处理，当喷射混凝土达到70%的强度时，向排水孔注水泥浆止水。根据本工程的实际情况，边坡将分不同级进行修整，每级修整至上级锚杆位置以下20～30cm。每层锚杆施工后，立即组织人力进行人工坡面修理，首先在该段两端上下各用钢筋垂直于坡面各打设一个点，然后上下标志分别拉线作为修坡的控制线，同时人工用锄头、铲等工具铲土、修坡，直至两标志线可通视并且坡土面各点距离标志线15cm，即为合格。修坡时，需将上下层接口处的松散混凝土凿除，并使钢筋网的钢筋露出足够的搭接或焊接长度。（2）挂网钢筋网采用φ6@200×200；加强筋采用2φ16钢筋，井字型布置。钢筋网每条网筋需两头弯成180°弯钩，上下层网筋及水平向网筋采用绑扎搭接，搭接长度为35d，钢筋网片的绑扎采用梅花形布点用铁丝扎牢。加强筋的连接采用单面焊接的方法，焊接长度为l0d。加强筋应紧密地压在钢筋网片上或与钢筋网用铁丝绑扎在一起。锚杆与纵、横两向的加强筋通过两个弯成直角的φ16钢筋铁件焊接在一起，焊接时严格控制焊接质量，避免烧伤钢筋或锚杆，以及焊接不牢固的情况发生。（3）层厚度标记在坡面上按2×2m的间距打设短钢筋作为喷射棍凝土面的控制标记。钢筋外露15cm，要求打设较为牢固。（4）混凝土喷射混凝土喷射前应对机械设备、水管、电线等进行全面检查及试运转，确保运行正常后方可施工。喷层厚度为l0cm，混凝土强度不低于C20。（图1）喷锚网支护剖面详图6 喷锚网支护施工方法（5）混凝土养护混凝土喷层喷射完成后需覆盖淋水养护不少于7d。（6）泄水管安装在锚杆施工完成后，混凝土喷射前应按2m×2m安装泄水管，泄水管采用φ50PVC管，每条管长60cm，埋入土层30cm，外露20cm。埋入土层部分钻100×100孔径为小5的孔，用土工布包扎。（7）地下水处理整个基坑坡底留设400×400排水沟，每20m留1000×1000沉沙井一个，地下水由水泵从沉沙井抽到坡顶排水沟，再流入市政污水井。（8）位移观测措施在基坑支护期间，对基坑进行位移和沉降观测尤为重要。因喷锚网支护不同于排桩撑式支护，它是被动作用，因此位移相对较大。沿基坑周边布置水平位移观测点和沉降观测点，每隔6～8m布置1点，每日一测，确保第一时间发现安全隐患。本工程基坑施工期间，各监测点位移速率均在3mm/d以内。6.1 施工程序本工程喷锚支护施工工艺如下：开挖工作面→喷射第一层混凝土→钻孔→安放钢筋→注浆→绑扎钢筋网→喷射第二层混凝土→喷层养护。6.2 施工平台搭设方法木工程采用一次搭设平台至第一排锚杆位置，施工完第一排锚杆及喷锚后继续往下搭设施工平台进行第二排锚杆及喷锚施工，直至按此顺序往下施工完支护任务。竖向钢管搭设在坡体中，沿坡体方向按间距1.5～2.0m布置，水平设置钢管将竖向钢管连为整体，用扣件连接，平台外端设置安全栏及安全网，操作平台面铺5cm厚的松木板。6.3 锚杆施工方法本工程地质报告土层较大部分为粘性土层，考虑场地在中心区，湿法成孔的泥浆排放困难，故采用干法成孔进行施工。锚杆孔径为φ130，锚杆倾角均为与水平方向成20°，锚杆钢筋采用φ20螺纹钢，连接采用双向焊接。钢筋锚杆施工工艺流程：8 结语综上所述，本深基坑工程采用喷锚网支护技术，在地下室的施工过程中，没有发生任何险情，且坑壁四周观感良好。采用这种技术为现场施工节约了大部分空间，使机械设备布置得心应手，产生了很好的经济效益及社会效益。7 喷锚网施工技术措施（1）人工修坡•56•