沈 凱

(馬鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 安徽馬鞍山 243000)

1 噴錨技術(shù)在支護(hù)過程中的原理

土方開挖以后，會(huì)形成一個(gè)坑洞。超過5 m的坑洞由于四周高度過高，且土的側(cè)壓力會(huì)導(dǎo)致土體失衡，造成基坑上側(cè)坑壁的土方滑坡至坑內(nèi)，造成人員傷害及財(cái)產(chǎn)損失。噴錨技術(shù)就是應(yīng)用于過高的基坑內(nèi)壁上，將坑壁利用物理特性連接成整體，同時(shí)錨桿可伸入圍巖的縫隙內(nèi)，起到加固土體的作用，減少土體流失的可能性，提高坑壁的整體性和承受能力?？傮w來說，噴錨支護(hù)作用就是利用錨桿、注漿固定、掛網(wǎng)噴漿，將部分區(qū)域的土質(zhì)結(jié)合成整體，達(dá)到基坑側(cè)壁的作用，保護(hù)坑內(nèi)的施工人員及財(cái)產(chǎn)的安全。

2 噴錨技術(shù)在破碎生產(chǎn)線中的應(yīng)用

2.1 工程概況

本次研究所選擇的是某礦石破碎生產(chǎn)線中的粗破碎廠房，該座廠房位于山體腳下，廠房高度與山坡高度齊平，約為20 m，山體整體坡度為80°。并且由于山坡上需新建礦石運(yùn)輸卸料平臺(tái)，導(dǎo)致廠房必須建在山體邊5 m內(nèi)，不然無法達(dá)到工藝效果。如果在山體不采取任何措施的情況下，冒然進(jìn)行粗破碎廠房施工的，大型設(shè)備的震動(dòng)荷載可能會(huì)導(dǎo)致山體的塌方或部分碎石的滾落，造成人員傷害。經(jīng)過方案討論，由于該廠房的位置無法避開山體，同時(shí)山體(20 m)過高無法采用鋼板樁支護(hù)方案，所以采用噴錨加固土體技術(shù)。

2.2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)地勘報(bào)告，本項(xiàng)目巖土層特征分述如下：

①層雜填土(Q4ml)：淺黃色-褐黃色，濕、松散，上段0.3 m為水泥混凝土，下段主要為粉質(zhì)黏土，含有大量碎石，局部混有塊石，承載力低。揭露層0.9 m-3.6 m，層底絕對(duì)標(biāo)高53.08—64.29。

②層粉質(zhì)黏土(Q4al+pl)：褐黃色-灰黃色，不均勻，稍濕，硬塑，局部混有少量碎石，干強(qiáng)度中等，韌性中等，局部為軟可塑。揭露層厚度1.5 m-14 m，層底絕對(duì)標(biāo)高為41.9—57.8，分布整個(gè)場(chǎng)地。

③層碎石層(Q4al+pl)：淺黃色-雜色，不均勻，稍濕，中密，骨架成分為碎石，含量為75%，充填物為粉質(zhì)黏土，碎石巖性為灰?guī)r、砂巖等，揭露層厚度2.9 m-6.2 m。層底絕對(duì)標(biāo)高41.34—45.34。

④層強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r(c)：灰黑色，淺灰色，不均勻，巖石風(fēng)化程度強(qiáng)烈，巖質(zhì)軟，泥質(zhì)膠結(jié)，層狀結(jié)構(gòu)，位于場(chǎng)地水泥平地區(qū)域內(nèi)風(fēng)化石取芯似煤矸石，巖石松軟，揭露層厚1.3 m—10.3 m。層底標(biāo)高為35.31—54.5.

⑤層中風(fēng)石灰?guī)r(c)：淺灰色，不均勻，巖石風(fēng)化程度中等，巖質(zhì)稍硬，泥質(zhì)膠結(jié)，層狀結(jié)構(gòu)。巖石的基本質(zhì)量等級(jí)為IV級(jí)，未揭穿，揭露層厚4.6 m—9.2 m。

設(shè)計(jì)方案：本次需支護(hù)的區(qū)域?yàn)榉霰趽鯄可襟w側(cè)，面積約2450 m2，邊坡全長76 m，最高處(正面)約17.9 m(即坡頂標(biāo)高為73.00 m)，最低處為14.9 m(即坡頂標(biāo)高為70,00 m)。邊坡上方為山體，道路下方為正在施工的扶壁擋土墻現(xiàn)場(chǎng)，為防止工程基礎(chǔ)開挖時(shí)造成上方道路邊坡坍塌，結(jié)合上述地質(zhì)情況描述，該區(qū)域的地質(zhì)條件存在滑坡的可能性較大，經(jīng)計(jì)算，決定采用錨桿，錨桿長度18.00 m，間距2 m，呈梅花狀，鉆孔深度為150 mm，錨桿注漿材料等級(jí)M30水泥砂漿。錨桿規(guī)格為?25鋼筋，鋼筋網(wǎng)片?10@200×200，混凝土等級(jí)采用C20噴射混凝土，厚度為100 mm?；炷翐鯄κ┕ね瓿珊螅练交靥钪粮叱?3.00 m。以下為部分計(jì)算數(shù)據(jù)，因計(jì)算書篇幅過大，本文不詳述全部計(jì)算內(nèi)容。

計(jì)算參數(shù)：

A、支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0

基坑深度：18.0 m

坑內(nèi)地下水深度：31.0 m

基坑外地下水深度：1.0 m

錨桿參數(shù)：11道，材料：鋼筋。

B:輸出參數(shù)(見表1)

表1 抗拔承載力驗(yàn)算結(jié)果

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，可得本項(xiàng)目采用的錨桿構(gòu)件規(guī)格為?25鋼筋，鋼筋網(wǎng)片?10@200×200符合設(shè)計(jì)要求。

2.3 工藝流程

本工程的順序?yàn)椋呵宄襟w側(cè)的石塊→土方開挖到第一排錨桿以下300→鉆設(shè)錨桿孔→錨桿施工→坡面清理→噴射混凝土(掛網(wǎng))→土方開挖至第二排錨桿以下300→鉆設(shè)錨桿孔→錨桿施工→坡面清理→噴射混凝土→直至最后一排錨桿施工完畢→截排水。

2.4 施工方法

1)施工準(zhǔn)備：三通一平，技術(shù)安全交底，測(cè)量放線

2)錨桿施工：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用鑿巖機(jī)YT28造孔，MZ-30錨桿注漿機(jī)注漿，砂漿由0.75 m3砼攪拌機(jī)集中拌和站拌制。錨筋在鋼筋加工場(chǎng)加工制作成型，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。流程為：坡面清理→鉆孔孔位位置→操作平臺(tái)搭設(shè)→鉆具及風(fēng)、水準(zhǔn)備→鉆孔→灌注。

3)鋼筋綁扎及噴射砼：根據(jù)上述計(jì)算采用?25鋼筋，鋼筋網(wǎng)片?10@200×200，雙向設(shè)置，鋼筋設(shè)置范圍超過坑頂放坡線1 m，網(wǎng)邊采用?12壓邊鋼筋通常設(shè)置，并將長1 m，間距1.5 m的垂直打入坡頂?shù)孛?25鋼筋，縱向采用通長的2根?25鋼筋。

4)噴射混凝土：采用HTS-300型混凝土噴射機(jī)施工，噴射料采用0.75m3攪拌機(jī)拌和站集中拌制。

5)坡底、坡頂明溝排水：水流是導(dǎo)致山體塌方的主要因素，因此在坡底每隔25 m設(shè)置集水井(800*800*1000)，沿坡腳每20 m設(shè)置集水井，基坑外設(shè)置截水溝，并及時(shí)將截水溝中的水排至沉淀池，坡頂現(xiàn)有排水溝無須考慮。

6)臨邊防護(hù)：坡頂現(xiàn)有一條上山通道，現(xiàn)由于施工將半幅道路封閉，采用封閉式彩鋼瓦圍擋，并懸掛安全警示標(biāo)志及夜間紅色警示燈。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理及檢測(cè)

強(qiáng)度檢測(cè)：嚴(yán)格要求施工單位在噴射混凝土之后做混凝土抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)，采用300*300專用試塊盒，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行灌制。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)與構(gòu)筑物同條件情況進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)7天。然后繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至28d齡期后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試 驗(yàn)。

噴漿掛網(wǎng)質(zhì)量控制：a、在施工第一層噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可開挖第二層土方及下層噴錨施工。b 、在挖機(jī)開挖后，應(yīng)輔以人工修整坡面，坡面平整度的允許偏差±20 mm，在坡面噴射混凝土支護(hù)前，應(yīng)清除坡面虛土。

土方開挖：開挖前應(yīng)完成支護(hù)結(jié)構(gòu)、地面排水、地下水控制、基坑及周邊環(huán)境奸惡、施工條件驗(yàn)收和應(yīng)急預(yù)案準(zhǔn)備等工作的驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行土方開挖。開挖過程中，定期測(cè)量和校核設(shè)計(jì)平面位置、邊坡坡率和水平標(biāo)高。平面控制樁和水準(zhǔn)控制點(diǎn)采取可靠措施加以保護(hù)，定期檢查和復(fù)測(cè)。實(shí)時(shí)觀測(cè)山體土方不塌方，確保施工安全。

3 結(jié)語

隨著時(shí)代的進(jìn)步，建設(shè)過程中各方責(zé)任主體對(duì)施工安全愈加重視。各種超危大工程的專項(xiàng)措施也幫助施工人員確保安全。本工程將噴錨技術(shù)應(yīng)用在礦山破碎生產(chǎn)線，起到保護(hù)山體的作用，大大保障了施工人員的生命安全，加快了施工效率。今后的建筑行業(yè)將愈加規(guī)范，所有施工步驟必須嚴(yán)格執(zhí)行方案，在確保安全的同時(shí)，做好每一個(gè)項(xiàng)目。