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(hù)的施工技術(shù)

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(hù)廣泛用于深基坑邊坡支護(hù)。本文通過分析噴錨支護(hù)加固支撐原理，說明噴錨支護(hù)技術(shù)用于深基坑邊坡支護(hù)是安全可靠的，與傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，有施工技術(shù)易掌握、工期短、造價低的優(yōu)點(diǎn)。本文對噴錨支護(hù)技術(shù)的設(shè)計和施工做了淺析，為相關(guān)工作者提供參考。

深基坑；噴錨支護(hù)；設(shè)計；施工

1 概述

我國的城市建設(shè)進(jìn)入了飛速發(fā)展時期，隨著建筑物的增多，市區(qū)內(nèi)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(hù)技術(shù)的應(yīng)用逐步得到推廣。噴錨技術(shù)是50年代后期在國際上開始應(yīng)用的一種新型巖土加固技術(shù)，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(shù)，在高邊坡治理及隧道支護(hù)等大型工程中取得一定經(jīng)驗。進(jìn)入90年代，噴錨支護(hù)深基坑逐漸為人們熟知，并得到推廣，從設(shè)計方法到施工技術(shù)都不斷進(jìn)行了完善。

2 噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐原理

噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋網(wǎng)噴射混凝土和土層錨桿的優(yōu)點(diǎn)，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(yù)先固定了鋼筋網(wǎng)片得支護(hù)面，在噴射層與支護(hù)土體間產(chǎn)生嵌固效應(yīng)，鋼筋網(wǎng)能有效地調(diào)整噴層與錨桿內(nèi)的應(yīng)力分布，從而改善邊坡得受力條件，有效控制邊坡側(cè)向位移。錨桿固定于土體內(nèi)與土體相互作用，形成一個原位復(fù)合的重力式結(jié)構(gòu)結(jié)提高土體的整體性和強(qiáng)度并限制其位移。噴錨支護(hù)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(qiáng)度

由于土體的抗剪強(qiáng)度小，抗拉強(qiáng)度更小，這決定了自然土坡的自立高度是有限的。當(dāng)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(jié)構(gòu)承擔(dān)側(cè)向土壓力，限制其變形。錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)則是在土體內(nèi)設(shè)置一定長度與密度的錨固體，它與土體牢固結(jié)合使之成為一個整體。土層中都有一定的孔隙和裂隙當(dāng)向錨桿孔中進(jìn)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(kuò)滲，形成網(wǎng)狀膠結(jié)。大量實(shí)驗表明，當(dāng)采用一次壓力注漿時，寬度為1～2mm的裂隙注漿后可擴(kuò)展成4～5mm寬。

水泥漿液的擴(kuò)滲必將增加灌漿錨桿與周圍土體的粘結(jié)作用并增加土體的整體強(qiáng)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(nèi)部強(qiáng)度，同時也提高了支護(hù)體表面整體強(qiáng)度，他們一起構(gòu)成了主動支護(hù)體系。在超載作用下，噴錨支護(hù)體的變形特征表現(xiàn)為持續(xù)的漸進(jìn)性破壞。即使土體已出現(xiàn)局部剪切面和拉張裂縫，被支護(hù)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(chǎn)生，是由于灌漿錨桿與土體間的相對位移產(chǎn)生的。在錨噴支護(hù)的邊坡內(nèi)存在著主動區(qū)和被動區(qū)。實(shí)驗研究表明：在主動區(qū)和被動區(qū)內(nèi)土體與灌漿錨桿摩阻力的方向相反。主動區(qū)內(nèi)灌漿錨桿主要起著增大土體強(qiáng)度的作用，而被動區(qū)內(nèi)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(shù)。

3 噴錨支護(hù)方案的設(shè)計原理

噴錨支護(hù)后的土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個整體，支護(hù)結(jié)構(gòu)同時滿足內(nèi)力和外力的作用，保證支護(hù)面的穩(wěn)定性。錨桿不被拔出或拉斷，結(jié)構(gòu)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(yīng)大于2.5m，邊開挖邊支護(hù)，不得隨意開挖。

4.1 錨桿施工準(zhǔn)備

編制施工組織設(shè)計，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、地址、水文情況及施工機(jī)具、場地、技術(shù)條件制定施工方案，進(jìn)行施工布置、平面布置，化分區(qū)段。在施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置臨時設(shè)施，搭設(shè)鉆機(jī)平臺，將施工機(jī)具設(shè)備運(yùn)進(jìn)現(xiàn)場，安裝試運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)行技術(shù)交底，按設(shè)計要求確定錨桿排數(shù)、孔位高低、孔距、孔深、錨桿型式。進(jìn)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(jī)具設(shè)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(jī)，孔徑范圍50～320mm,具有體積小，使用方便，適應(yīng)多種土層，成孔率高等優(yōu)點(diǎn)。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(jìn)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(shè)：拉桿按其結(jié)構(gòu)構(gòu)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(xì)清除，以免影響于錨固體的粘結(jié)。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(jīng)膠管壓入拉桿管內(nèi)，再有拉桿管端注入錨孔，管端保持高于底150mm。關(guān)注壓力一般為0.4MPa左右。隨著水泥漿或砂漿的灌入，應(yīng)逐步將灌漿管向外拔出直至孔口，在拔管過程中應(yīng)保證管口始終埋在砂漿內(nèi)。壓力不宜過大，以免吹散漿液或砂漿。

支護(hù)面上的鋼筋網(wǎng)片按設(shè)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(diǎn)，是采用壓縮空氣進(jìn)行噴射作業(yè)，將混凝土的運(yùn)輸和澆筑結(jié)合在同一個工序內(nèi)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(jī)中按一定配合比攪拌成混凝土混合料后，再由噴射機(jī)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(yù)先加水?dāng)嚢?，水泥的水化作用比較充分，與干法施工相比混凝土強(qiáng)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(qiáng)度。

5 結(jié)論

噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，其設(shè)計理論簡單，施工技術(shù)容易掌握，方案調(diào)整靈活方便，可根據(jù)基坑邊坡變形情況及時調(diào)整支護(hù)方案，增加支護(hù)強(qiáng)度，確保基坑工程安全。工程實(shí)踐證明，該技術(shù)用于深基坑開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)是安全可靠的。與傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)有工期短，造價低的優(yōu)點(diǎn)。

[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(chǔ)施工，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994.

[3]基礎(chǔ)工程學(xué)，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990.