支护加固

2024-05-21

支护加固（通用10篇）

支护加固篇1

0引言

山西晋煤集团泽州天安圣鑫煤业井下回风巷、胶带大巷等煤巷变形压力较大, 巷道部分地段受地质构造和煤层赋存状态及矿井整合前小窑采掘破坏等影响, 局部多处地段出现不同程度的底鼓、帮鼓、浆体离层、支护材料变形等现象, 成为矿井多年来顶板管理的难题, 该矿一直在寻求和探索行之有效的支护方式及方法, 通过对巷道侧压的分析和研究, 提出了煤巷巷帮侧压变形注浆加固支护, 采取巷道不同地段采用不同注浆加固支护等措施, 有效增强了支护强度, 控制了巷道变形压力。本文着重从井下煤巷巷帮侧压变形加固支护应用与探索进行浅析。

1 矿井采动及井田地质概况

1.1 矿井概况

山西晋煤集团泽州天安圣鑫煤业有限公司隶属于晋城煤业集团下属资源整合矿井。属单独保留矿井, 井田位于山西晋城市泽州县巴公镇南连氏村—北连氏村一带, 矿井位置在巴公镇北连氏西头村口, 井田面积3.569 9 km2, 批准开采3#~15#煤层, 批准生产能力为0.90 Mt/a, 该井田呈不规则多边形, 见图1。

1.2 矿井整合前小窑采动情况

整合前原圣鑫煤业井田范围内小煤矿开采情况:整合前原圣鑫煤业井田范围内分布有3个小煤矿, 分别为原北连氏西头煤矿, 武警东头煤矿和南连氏煤矿。西头煤矿和武警东头煤矿于1995年建矿, 1997年春季投产, 2001年6月份两矿相继停产、后关闭至今;原南连氏煤矿属无证开采, 开采年限2 a~3 a, 1996年被关闭。上述矿井采用短壁炮采工艺, 立井开拓, 箕斗提升, 中央并列式通风, 机械排水。上述3个小煤矿开采过的区域已在整合后划为采空区范围。

1.3 井田地质及构造

井田位于沁水复式向斜 (沁水块坳) 的东翼南段, 晋获褶断带中, 井田位于沁水复式向斜 (沁水块坳) 的东翼南段, 晋获褶断带中。受区域构造晋 (城) —获 (鹿) 褶断带的控制, 井田内总体表现为一单斜构造, 局部发育褶曲, 地层总体走向NW, 倾向NE, 倾角一般较缓, 约7°~10°, 在断层附近倾角变陡, 约10°~20°, 主要发育有3条区域大断层 (上寺河逆冲断层、正断层和逆冲断层, 3条断层构造特征见表1, 地层走向NW、倾向NE, 倾角一般较缓, 约7°~10°, 在断层附近倾角变陡, 约10°~20°, 界内未发现陷落柱, 井田总体构造属简单类型。

具体3条断层情况如下:

a) 上寺河逆冲断层 (F1) 。据凤凰山井田精查勘探报告资料, 该断层属白马寺逆冲断层的一部分, 穿越井田东部, 是晋 (城) —获 (鹿) 断裂带的组成部分。位于下寺河村东—上寺河村—二仙掌村一线。走向NE 12°~NE 15°, 倾向NW, 倾角65°~70°, 落差约200 m, 井田内延展长度约500 m; b) 正断层 (F2) 。据野外地质填图, 北部陈沟乡村西, 南部位于与南连氏村东与壁落寺之间东头间, 走向NE 6°~NE10°, 倾向NW, 倾角70°, 落差250 m~350 m, 井田内延展长度约2 800 m;c) 逆冲断层 (F3) 。位于井田西部边界外100 m左右, 走向NE 7°~NE 10°, 倾向NW, 倾角约70°, 落差约350 m。

2 巷道目前现状

圣鑫煤业井下回风巷、胶带大巷等巷道变形压力较大, 巷道部分地段受地质构造和煤层赋存状态及矿井整合前小窑采掘破坏等影响, 局部多处地段出现不同程度的底鼓、帮鼓、浆体离层、支护材料变形等现象, 具体各巷道情况如下。

2.1 回风巷

a) 巷道用途。该巷道整合后重新掘进维修利用, 目前担负矿井井下回风任务;

b) 井上下位置。地面位置位于主斜井工业广场场地正南方向的山坡山梁沟谷地段, 地面没有村庄等其它建筑物;井下位置位于原东头煤矿采空区, 西部为专用回风大巷;

c) 四邻采掘情况。原东头煤矿部分空巷横穿回风巷, 造成巷道支护压力大;

d) 巷道现状。该巷道第一段220 m~480 m段, 原断面净宽3 m, 净高3 m, 净断面9 m2, 现部分地段巷道净高1.9 m~2.3 m左右, 净宽1.1 m~2.3 m左右, 采用锚网支护加工字钢对焊钢腿联合支护, 锚索加强, 空巷地段采用木棚架棚支护。目前该巷道出现不同程度的底鼓、帮鼓, 钢梁棚梁腿弯曲变形, 喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象;为了确保巷道部分地段行人安全, 两帮采用了临时撑木梁支护, 顶板采用了打点柱支护;该巷道第2段520 m~720 m段, 巷道原断面净宽4 m, 净高4 m, 净断面16 m2, 现部分地段巷道净高2.8 m~3.3 m左右, 净宽3.1 m~3.5 m左右, 采用锚网支护加工字钢对焊钢腿联合支护, 锚索加强, 目前该巷道出现不同程度的底鼓、帮鼓, 地板裂缝、顶帮喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象。

2.2 胶带大巷

a) 巷道用途。该巷道为矿井皮带运输大巷, 承担矿井原煤运输任务和单轨吊运输任务;

b) 井上下位置。地面位置位于主斜井工业广场场地正南方向的山坡山梁地段, 地面没有村庄等其它建筑物;井下位置位于回风大巷西, 井底车场及轨道大巷东侧;

c) 四邻采掘情况。东侧回风大巷和西侧井底车场及轨道大巷与该巷道同时平行施工;

d) 巷道现状。该巷道口0 m~50 m段, 原断面净宽4 m, 净高3.25 m, 净断面13 m2, 矩形断面, 现部分地段巷道净高1.9 m~2.3 m左右, 净宽3.1 m~3.6m左右, 采用W钢带锚网喷支护, 锚索加强, 目前该巷道出现不同程度的底鼓、帮鼓, 顶帮W钢带变形、喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象;为了确保巷道部分地段行人安全, 顶板采用了钢梁、锚索加固支护, 帮部采用了补打锚索支护。

3 巷道测压大原因分析

针对上述巷道出现的巷道压力大, 部分巷道地段出现底鼓、帮鼓、顶帮喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象, 认真地进行了研究和分析, 主要存在以下三方面原因:

a) 受地质区域构造晋 (城) —获 (鹿) 褶断带的控制, 井田呈单斜构造, 局部发育褶曲;井田处于两断层 (正断层、逆冲断层) 之间, 受局部地质条件影响, 井田内的原煤先天性煤体地质赋存状态发育的变化, 造成煤层厚薄分布不均衡, 采掘巷道时围岩压力大, 出现底鼓、帮鼓、顶帮喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象;

b) 井田内原煤赋存状态形式, 造成井田内煤质松软、松散、煤脆碎性大、硬度不够, 使得原煤易破碎、块率低、底煤软、粉末状多, 吸附性强, 遇空气末煤潮湿粘性高、遇水呈泥化状态, 遇风吹风化易破碎, 造成煤体自身韧性承载力差, 支护巷道支撑受力不平衡, 出现底鼓、帮鼓、顶帮喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象;

c) 受原小窑巷道采掘采动影响, 再进行维修重新支护利用, 使实体煤遭到应力不平衡, 产生压力大, 出现底鼓、帮鼓、顶帮喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象。

4 采取的措施

针对上述巷道出现的巷道压力大, 部分巷道地段出现底鼓、帮鼓、顶帮喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出等现象, 提出了巷道注浆加固支护应用方案, 采取了巷道不同地段采用不同注浆加固支护等措施。

4.1 回风巷注浆加固方案

对巷道空巷地段采取分次、多次注浆顺序进行。首进行浅部注浆封闭, 深部注浆加固的原则, 注浆材料以水泥浆为主、配合水玻璃混合注浆, 提高注浆加固效果。

根据围岩裂隙发育程度确定深部注浆孔的长度及相应的注浆压力、注浆参数 (注浆孔的间排拒) ;在空巷区确定总回风巷与空巷的煤柱尺寸, 对空巷破碎区煤体进行初步注浆封闭, 然后分次进行注浆加固, 确定合理的注浆参数。过空巷时采用36U型钢进行加固支护, 支护方式:每2架U型钢作为1个整体进行支护, 排距800 mm, 每架U型钢用U型钢卡兰进行联接, 2架U型钢至少用8个拉杆进行组合联接;U型钢后面要用水泥垫板垫实, 并用双层金属菱形网护顶、护帮, 支护后进行喷浆, 厚度不小于150 mm。

注浆加固后进行扩帮维修满足巷道断面的使用要求, 然后打设注浆锚索对巷道围岩进行加固, 保持巷道围岩的整体完整性, 保证巷道在使用期间不会发生太大的变形。

4.2 胶带大巷注浆加固方案

由于胶带大巷两帮变形严重, 两帮煤层遭到极大的破坏, 裂隙多, 巷道围岩的松动圈较大, 两帮对顶底板的承载能力大大减小, 根据以前无机普通水泥材料注浆经验, 往往在注浆时产生大量普通水泥浆液由裂隙漏出的现象, 从而使注浆压力没法达到标准, 导致单孔注浆量偏小的问题。为了提高终孔注浆压力, 增加单孔注浆量, 保证注浆量, 要求无机材料能够在注浆过程中对两帮裂隙进行封堵, 从而使两帮形成较高的支护结构、承载能力和严谨的密封, 因此, 采用低压浅孔充填注浆与高压深孔渗透注浆相结合的技术方案。

低压浅孔注浆就是在喷浆封闭围岩的基础上, 采用浅孔和低压对喷层壁后及破碎的围岩进行注浆加固。因对浅部围岩实施注浆加固的过程中, 避免已形成喷网层的变形与破坏, 所以严格控制浅孔注浆压力, 且因围岩裂隙极其发育, 因此浅孔充填注浆材料以无机地质聚合物单浆液为主。

高压深孔注浆就是在低压浅孔注浆加固后形成一定厚度的加固圈 (梁、柱) 的基础上, 布置深孔, 采用高压注浆加固, 一方面可扩大注浆加固范围, 另一方面高压注浆可提高浆液渗透能力, 改善注浆加固效果, 而不会导致喷网层的变形破坏, 并可对低压浅孔注浆加固体起到复注补强的作用, 从而显著提高注浆加固体的承载性能。具体注浆钻孔布置如下:

a) 两帮注浆钻孔布置如图2所示, 具体布置及要求如下:注浆孔排拒6 m, 每排2个注浆钻孔, 顶眼和底眼成梅花型布置。顶部钻孔距巷道顶板2.0 m, 底部钻孔距底板1.5 m, 现场施工可根据原锚杆、锚索施工情况局部调整位置, 应尽量施工在空挡区域, 且距锚索孔有适当距离, 因巷道留有底煤, 下排的注浆孔向下20°;b) 注浆钻孔在两帮的布置形式一样, 如图3所示。具体布置及要求如下:注浆钻孔孔深8.0m, 施工过程中应略有1°~3°的仰角;注浆钻孔孔深8.0 m, 钻孔封孔长度1.0 m~2.0 m, 套管直径42mm, 注浆封孔, 然后进行扫孔, 钻进到8.0 m, 扫孔直径为32 mm。封孔长度可以根据现场漏浆情况进行调整, 但不得少于1.0 m, 注浆量根据煤体松软程度及漏浆不严重时可以适当减少。

5 结语

通过对井下煤巷巷帮侧压变形注浆加固支护施工及巷道不同地段采用不同注浆加固支护等措施, 有效增强了巷道支护强度, 控制了巷道变形压力, 减少了煤巷因底鼓、帮鼓、顶帮喷浆浆体离层脱落、裂隙鼓出多次起底、扩帮支护维修工程人力、物力、财力的投入, 降低了矿井生产成本支出;通过围岩强度测试及地应力测试, 巷道顶板下沉量不超过100 mm, 巷帮移近量不超过500 mm的效果。

支护加固篇2

2018年二建《市政实务》章节讲义：喷锚加固支护施工技术

2K313030 喷锚暗挖(矿山)法施工

2K313032 喷锚加固支护施工技术

一、喷锚暗挖与初期支护

(二)支护与加固技术措施

(1)暗挖隧道内常用的技术措施

(2)超前锚杆或超前小导管支护;(3)小导管周边注浆或围岩深孔注浆;(4)设置临时仰拱。

2.暗挖隧道外常用的技术措施

(1)管棚超前支护;(2)地表锚杆或地表注浆加固;(3)冻结法固结地层;(4)设置临时仰拱。

2.暗挖隧道外常用的技术措施

(1)管棚超前支护;(2)地表锚杆或地表注浆加固;(3)冻结法固结地层;点击【二级建造师学习资料】或打开http:///category/jzs2?wenkuwd，注册开森学（学尔森在线学习的平台）账号，免费领取学习大礼包，包含：①精选考点完整版 ②教材变化剖析 ③真题答案及解析 ④全套试听视频 ⑤复习记忆法 ⑥练习题汇总 ⑦真题解析直播课 ⑧入门基础课程 ⑨备考计划视频(4)降低地下水位法。

二、暗挖隧道内加固支护技术

(一)主要材料

(1)喷射混凝土应采用早强混凝土，其强度必须符合设计要求。严禁选用碱活性集料。

使用前应做凝结时间试验，要求初凝时间不应大于5min，终凝不应大于10min。

(二)喷射混凝土前准备工作

(2)应根据工程地质及水文地质、喷射量等条件选择喷射方式，宜采用湿喷方式;喷射厚度宜为5 0～100mm。

(3)钢架应在开挖或喷射混凝土后及时架设;超前锚杆、小导管支护宜与钢拱架、钢筋网配合使用;长度宜为3.0～3.5m，并应大于循环进尺的2倍。

(三)喷射混凝土

(1)喷射混凝土应紧跟开挖工作面，应分段、分片、分层，由下而上顺序进行，当岩面有较大凹洼时，应先填平。

三、暗挖隧道外的超前加固技术

(一)降低地下水位法

(2)在城市地下工程中采用降低地下水位法时，最重要的决策因素是确保降水引起的沉降不会对已存在构筑物或拟建构筑物的结构安全构成危害

(二)地表锚杆(管)(1)地表锚杆(管)是一种地表预加固地层的措施，适用于浅埋暗挖、进出工作井点击【二级建造师学习资料】或打开http:///category/jzs2?wenkuwd，注册开森学（学尔森在线学习的平台）账号，免费领取学习大礼包，包含：①精选考点完整版 ②教材变化剖析 ③真题答案及解析 ④全套试听视频 ⑤复习记忆法 ⑥练习题汇总 ⑦真题解析直播课 ⑧入门基础课程 ⑨备考计划视频地段和岩体松软破碎地段。

(2)地面锚杆(管)按矩形或梅花形布置，先钻孔吹净钻孔用灌浆管、灌浆垂直插入锚杆杆体在孔口将杆体固定。地面锚杆(管)支护，是由普通水泥砂浆和全粘结型锚杆构成地表预加固地层或围岩深孔注浆加固地层。

(三)冻结法固结地层

(1)冻结法是利用人工制冷技术，在富水软弱地层的暗挖施工时固结地层。通常，当土体的含水量大于2.5%、地下水含盐量不大于3%、地下水流速不大于40m/d时，均可适用常规冻结法，当土层含水量大于10%和地下水流速不大于7～9m/d时，冻土扩展速度和冻结体形成的效果最佳。

(4)冻结法主要优缺点：

1)主要优点：冻结加固的地层强度高;地下水封闭效果好;地层整体固结性好;对工程环境污染小。

2)主要缺点：成本较高;有一定的技术难度。

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支护加固篇3

【摘要】我国经济飞速发展，国家城市人口不断增加，城市土地成为稀缺资源，工程建设向空中、地下发展成为一种必然。因此，对建筑施工过程中基坑支护与加固工程的控制的研究十分必要。

【关键词】建筑施工；基坑支护；加固工程；控制

我国经济飞速发展，国家城市人口不断增加，城市土地成为稀缺资源，工程建设向空中、地下发展成为一种必然。因此，建筑施工过程中基坑支护与加固工程的控制非常重要。

1. 工程概况

某工程施工区域临近主楼18层主体施工已完成，主楼东侧有7.5米双向地库汽车坡道出入口；由于前期施工场地相当狭窄，开挖对东侧高压电线钢塔安全影响未知、且加固方案未定等问题的限制，该部分坡道以及部分地库长度32米未进行开挖；由于主楼开挖对该部分地质情况十分熟悉，从上到下依次，现场表层1.5～2.0米为垃圾回填土，1.5米厚粉土层，0.5米粘土层，以下为粉土层，在车库出入口东侧为高压入地电缆盘曲部分，电缆盘曲向西3.0米向东连接22米、25米2座高压钢塔；地库及坡道开挖深度在1～6米，钢塔处开挖深度4米左右；坡道底部为地库，该部分深度6米；在开挖4～6米范围东侧为已建成小区道路、地库出入口，该路面标高低于本工程开挖面1.2米，道路下走有电缆、排水管；且开挖面紧邻隔壁围墙，由于该部位特殊、地质且不均匀，土层有夹杂粘土层，遇水容易滑坡，为保证基坑安全以及隔壁围墙、道路安全，主楼开挖时在围墙内侧采用微型桩加钢筋网砼支护形式，但不理想，围墙局部出现较大裂缝，隔壁道路出现轻微变形；对于现在坡道施工，为保证开挖临边高压钢塔、基坑、以及道路安全，对施工方案进行了多次讨论、对比；在钢塔附近埋有110千伏高压电缆，该部位采用土钉支护安全隐患太大，且放坡使基坑外沿向钢塔、电缆靠近，对钢塔结构安全有影响；钢塔南侧基坑开挖如果采用素喷砼，放坡按照1：0.4放坡，现场尺寸无法满足；用土钉墙支护形式，土钉的长度会伸入临近道路排水管、电缆区域，安全隐患较大，无法保证施工安全；经过对钢塔结构现状了解，钢塔基础为独立钢筋砼灌注桩，直径2.2米，埋深9米。

2. 工程施工方案的选择、分析

通过采用土钉支护或采用13米400微型桩加钢筋网的支护方案的对比，由于钢塔顶部钢绞线相拉，钢塔基础受力大小无法预计，仅靠基坑土体受力计算显然不符合实际，在结构安全和施工安全方面都没有把握，由于该部位较为特殊，一旦影响电线高塔的安全对社会影响较大，施工工艺选择不妥会造成施工安全事故；经多方面考虑、推敲和借鉴其他类似项目，在保证不影响高塔使用安全和坡道施工安全的前提下，设计安全系数适当提高；根据JGJ120-99和GB50202-2002的相关规定，基坑侧壁钢塔处安全等级1级，其他部位为3级；设计类型采用悬臂桩结构，用北京理正软件对支护结构抗拉、内部稳定、外部稳定性进行设计，安全系数均满足规范要求；并通过结构、岩土、电力等方面的专家对该施工方案的论证。

3. 方案主要内容

3.1采用直径600mm的钻孔灌注桩，桩入土深度自地表以下 12米，有效桩长11米，嵌固深度6.5～9.5米，桩身采用C30砼，主筋10根HRB400级16钢筋均匀分布，箍筋￠8@150，加强箍筋￠14@2000，桩间距在电线杆处为1.0米，其它地段为1.2米；冠梁500×800，10根HRB400级18，箍筋、拉钩￠8@200，采用C30砼。

3.2坡道边坡、钢塔变形监测。

4. 现场施工组织安排

由于现场狭窄，大型机械无法进入施工，且施工区域地下、地上均有高压电缆；对砼灌注桩成孔、钢筋笼安装、砼浇注较为困难；经多方面考虑、讨论决定按照以下组织实施：

（1）在施工前详细了解高压地下电缆走向、埋深以及接电线的辐射范围。

（2）砼灌注桩放线：为了尽最大可能远离高压地下电缆，桩位紧靠车库剪力墙外皮。

（3）由于打桩位置狭小无法使用大型机械进行砼桩施工，采用人工机械洛阳铲成孔工艺，机械选用1T卷扬机配三木塔、活底吊桶、双轮手推车等。

（4）钢筋笼加工：由于钢筋笼11米，钢筋长度9米，需接长2米，计划采用双面焊接工艺，用25吨吊车在地库顶安装，但最北侧4～5根钢筋笼受1#楼主楼位置影响，无法使用吊车，该部位钢筋主筋连接采用直螺纹一级连接，接头钢筋在场外加工后进场。

（5）砼浇注：为保证基坑、钢塔安全，砼浇注桩成孔采用隔二打一，每三根桩浇注砼一次。

（6）变形监测：委托有测量资质的单位进行变形监测，砼灌注桩强度满足设计强度后，组织土方开挖，土方开挖后一周内每天观测1次，以后每三天观测1次。

5. 主要施工工艺和质量控制措施

5.1灌注桩放线定位：利用原1#楼主体定位，定出灌注桩中心位置，桩外侧与坡道剪力墙只留30mm空隙。

5.2机械洛阳铲成孔。

（1）采用600mm机械洛阳铲在在桩位中心，利用卷扬机提升及下落进行挖土和垂直运输，闭合抓土，至地面卸土，依次循环成孔，直至达到设计标高。

（2）灌注桩施工部位为前期基坑开挖土钉支护面，在自然地坪以下1.5米和3.0米处有土钉，影响到洛阳铲的施工；有土钉的部位桩径均扩大到700mm，用电焊切除。

5.3钢筋笼制作安装。

（1）钢筋原材经现场见证取样试验合格后，方准予加工。

（2）钢筋受力筋按照50mm保护层下料，钢筋主筋搭接采用双面电弧搭接焊，焊头错开50%；个别桩钢筋笼接头采用一级直螺纹连接，接头可在同一个平面上。

（3）钢筋保护层用50砂浆垫块每组4块水平对称排列与主筋固定牢固，间距1000mm。

（4）钢筋笼吊装：用25T吊车吊装钢筋笼；吊装钢筋笼时要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁，钢筋笼放到位置立即固定；吊车不能直接吊装的钢筋笼，分两段钢筋笼施工，第一段5米，加强箍筋采用￠14@1500，成型后人工放入桩孔，临时固定后，用一级直螺纹机械连接其余主筋钢筋。

5.4砼施工。砼采用10～20mm粒径、砼塌落度80～100mm商品砼，灌注前再次校核钢筋笼标高、孔深，检查有无坍孔现象，符合要求后即可开盘灌注。由于砼灌注桩深度较深，混凝土采用溜管用手推车向桩孔内浇筑。灌注开始后应紧凑连续地进行，严禁中途停灌，桩顶以下6米范围采用插入式振动棒进行振捣密实。

5.5质量标准。根据机械洛阳铲砼灌注桩施工验收标准，设计文件和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002以及砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002相关规定。

（1）机械洛阳铲成孔检验标准及检验办法：桩位小于10mm，孔深+300mm，垂直度10mm。

（2）钢筋笼安装质量检验标准及检验办法：钢筋笼主筋间距±10mm，钢筋笼箍筋间距±20mm，钢筋笼直径±10mm，钢筋笼长度±100m，用尺量。

（3）砼灌注桩质量检验标准及检验办法：桩体质量检验：无桩身断裂、裂缝、缩径、加泥、空洞、蜂窝、松散；砼强度：大于30MPa；桩径：-20mm；桩顶标高：+30mm，-50mm；沉渣厚度：小于100mm。

6. 结束语

从土方开挖到观测变形结束，除开挖当天1个观测点变形最大3mm，（报警值为5毫米/天），其余变形观测为1～2毫米/天，累计最大6mm，远远满足规范30mm要求；对临近建筑、道路沉降观测未发现明显变形。

深基坑支护的超期使用与加固篇4

根据基坑支护设计, 北面坡度1:0.2, 采用土钉墙支护结构, 设8排φ22土钉, 长7~12m, 间距1100, 水平夹角10度;第二、三排加设预应力锚杆, 锚杆为3×7φ5、1860MPa级高强度钢绞线, 长16米, 间距2200, 水平夹角15度。西面坡度垂直, 采用树根桩 (钻孔孔径350) 加土钉墙支护, 共设9排φ22土钉, 间距1200;预应力锚杆设在第二、五、八排, 间距2400, 长度为15~18米, 其他均和北面支护结构基本相同。南面坡度垂直, 采用人工挖孔桩加预应力锚杆结构, 人工挖孔桩φ1200@2000;预应力锚杆根据实际情况设一至三道, 分别设在-3、-6、-9m处, 锚杆为5×7φ5、1860MPa级高强度钢绞线, 长21~24m, 间距2.0~2.4m, 水平夹角25度, 锚杆设计承载力600KN。东面坡度较大, 设有部分土钉。面层全部采用钢筋网喷射砼。

2 使用情况

该工程基坑支护于二〇〇四年十二月动工, 二〇〇五年五月完成基坑支护施工, 后由于各方面原因停建, 直到二〇〇七年五月才正式恢复施工, 二〇〇七年十月底完成地下室施工, 如果不计算基坑支护施工时间, 使用的时间应为30个月以上, 大大超过基坑支护设计的有效时间。二〇〇六年四月的监测报告显示, 少量基坑的沉降和水平位移存在加速发展的趋势, 北侧有两个点最大位移达40mm, 超过设计允许值30mm, 南侧坑边部位和坑边民房 (距坑边约5m范围) 院内地面出现5~20mm宽裂缝。当时雨量较多, 如果继续发展下去, 对基坑安全非常不利。于是召集各有关单位参加的基坑支护专题会议, 确定先对支护结构进行检测, 设计单位再根据检测报告进行加固处理。根据二〇〇六年四月的检测报告, 绝大部分土钉和预应力锚杆能够满足设计要求, 短期内可不进行加固处理, 需加强观测;但考虑到南面民房密集, 后果严重, 中间部位应加设部分砼内支撑。采用13道水平内支撑梁, 砼内支撑于二〇〇六年五月底完成施工。

到二〇〇六年底, 工程开工的时间还未确定, 而支护时间越来越长, 虽然基坑支护的沉降和水平位移都在设计允许范围内, 但基坑支护的安全已刻不容缓。除了加强基坑观测、加强周边建筑物或构筑物的观测外, 要求施工单位派专人对基坑周边定期进行巡视, 制定紧急预案, 准备足够的人力物力, 以备万一。二〇〇七年二月的监测报告显示, 北侧的最大位移达70mm, 南侧顶面位移已接近警戒值, 并有加大发展趋势, 周边建筑物最大沉降达59mm, 但最大沉降差小于10mm, 小于千分之一的规定。从观测结果看, 上次加固措施对位移和沉降起了较大作用, 但累计的位移和沉降量已超出或接近警戒值。因此要求建设单位对支护结构进行再次检测, 并进行加固处理, 否则, 将强行回填基坑, 确保安全。根据二〇〇七年二月的检测报告, 共检测8根土钉, 就有3根失效;少量预应力锚杆的承载力有不同程度的降低, 必须对土钉和预应力锚杆进行加固处理。第二次加固处理于二〇〇七年五月底完成施工, 这时工程已全面恢复施工, 直到二〇〇七年十月底, 该工程的基础及地下室完成, 十二月底完成基坑回填, 该基坑支护均未发生任何安全问题。

3 基坑支护加固方案

第一次加固方案, 主要是针对南面民房密集, 后果严重, 中间部位加设部分砼内支撑。支撑梁顶面设在-9.5m处, 采用人工挖孔桩支撑水平砼梁, 将南北基坑顶紧, 砼梁应错开工程桩, 另在水平砼梁中间加设一牛腿, 采用45°斜支撑钢梁顶住南面基坑顶面冠梁, 形成三角形支撑结构。共设四处十三道, 间距约9m左右。

第二次加固方案, 分两部分。由于部分土钉失效, 设计不考虑土钉的作用, 对没有支撑的南面、北面及西面的所有预应力锚杆, 逐根进行检测, 考虑到将继续使用一年左右, 全部重新评估。最后确定土钉改为预应力锚杆, 原来为预应力锚杆, 全部重新张拉索定, 局部增加预应力锚杆, 增加锚杆采用为3×7φ5, 1860MPa级高强度钢绞线, 长16m左右, 间距2.2~2.4m, 水平夹角15o, 锁定荷载450~500KN。南面基坑顶面位移有增大的趋势, 少数已达到设计允许值, 说明第一次加固方案中三角形支撑结构效果没有达到设计要求, 应采取进一步的措施。经过多次协商, 确定采用钢结构水平支撑, 中间设多个钢格构柱, 支撑梁顶面设在-6.5m处, 错开建筑物梁板位置, 为Φ630的钢管支撑, 南北基坑护壁面加设砼腰梁。为了确保基坑不再增加位移, 在北侧基坑腰梁处, 每根横梁设一台1000KN的千斤顶, 对钢管支撑施加预应力, 预应力值为800KN。加固施工由西向东分段 (30m为一段) 进行, 施工过程采取监测-施工-支撑循环过程进行作业。加固处理前及施工过程中, 要求西面道路封闭, 禁止车辆通行, 北面临时工棚里的工人全部转移到其他安全地方, 不准住人, 确保基坑支护施工的安全。

4 基坑支护监测

该工程基坑的沉降及位移观测点按照规范要求设置。基坑四周每隔20m设1个沉降观测点, 邻近建筑物每栋设4个沉降观测点, 共设沉降观测点149个。基坑坡顶每隔20m设1个位移观测点, 共设位移观测点45个。观测频率要求为, 土方开挖时, 每天一次, 待位移或沉降相对稳定后三天一次;如变化幅度较大, 需加密观测。坡顶位移不宜大于30mm, 基坑邻近地面沉降不宜大于45mm。对于加固后的监测, 坡顶位移增加值不宜大于15mm, 地面沉降值不宜大于15mm。

在施工过程中, 要求对基坑四周及邻近建筑物和道路进行沉降及位移定期观测, 监测单位必需是第三方, 由业主直接委托, 监理单位监督, 定期出具监测报告。基坑监测需由专业人员进行, 对监测结果及时进行反馈, 发现异常情况及时通知有关人员, 以便研究对策处理。同时应做好信息化施工工作, 通过不断对监测结果的分析以指导整个施工过程。

5 有关建议

5.1 根据施工进度选用不同的支护结构从本工程基坑支护情况来看, 土钉墙最差, 有效使用时间为一年, 超过18个月后, 开始失效;

预应力锚杆较好, 使用18个月后, 预应力损失不大, 如果适当采取一些措施, 可提高预应力锚杆的使用效果;树根桩质量比较稳定, 与施工质量有很大关系;人工挖孔桩施工质量有保证, 使用时间最长。基坑支护结构的选用, 应根据基坑的深度、周边环境、地质水文情况, 工程规模、施工单位的施工进度计划以及支护造价综合加以考虑。

5.2 超期使用措施根据《基坑土钉支护技术规程》 (CECS96:

97) 第1.0.2条规定, 土钉使用期限不宜超过18个月, 比深圳规定的一年要长, 主要原因是深圳地下水对砼结构具有腐蚀性。由于土钉墙使用时间短, 一年后就开始出现失效, 18个月后基本不能用, 因此在土钉墙的监测过程中, 一年后应开始重点监控, 作好各种应急准备, 18个月后停止使用。

根据《土层锚杆设计与施工规范》 (CECS22:90) 第2.1.3条规定, 临时性锚杆使用年限在2年以内。但根据本工程情况看, 预应力锚杆使用一年半后, 锚杆承载力有不同程度的降低。因此锚杆使用一年后, 应加强监测, 对于基坑边缘与邻近已有建筑浅基础或重要管线边缘净距小于基坑深度时, 还应对锚杆预应力变化进行监测, 18个月后应委托专业机构进行全面检测, 以确认是否需要加固及采取重复张拉或增加锚杆等加固措施等。

参考文献

[1]建筑基坑支护技术规程.JGJ120-99.

[2]土层锚杆设计与施工规范.CECS22:90.

[3]基坑土钉支护技术规程.CECS96:97.

支护加固篇5

⑴ 工程概况

某项目，包括6幢15层住宅楼、1幢16层酒店、2幢11层公寓楼，其中一部分设有一层地下室，地下室底板面标高为-4.800m，底板厚400mm，底板底设100mm厚垫层。本工程±0.000相当于黄海高程5.750m，现有场地（回填整平）的高程约为5.450m，相当于设计标高-0.300m。基坑开挖至垫层底，开挖深度为5.0m。在结构设计方案多次变更后，最终的开挖深度最大处为8.0m。场地北侧5～10米范围外有自来水管线与通信光缆，埋深2－3米；场地西南侧0～8米处有地下排污管线，埋深3－4米。

⑵ 场地工程地质条件

场地地貌上属冲海积平原，地势平坦，标高3.64～5.03m。地层分布为第四系全新统冲海积层Q4a1-m（岩性为粉质粘土，淤泥）、第四系上更新统冲积层Q3a1(岩性为粉质粘土)、更新统残积层Qpe1（岩性为砂质粘性土），总厚度为13.50～27.0m。在开往范围内，现场岩土性质经钻孔取样自上而下分别为①新回填土，厚约为1.0～1.6m、②素填土，厚0～1.6m，局部分布、③粉质粘土，厚0.80～1.90m、④淤泥，厚4.1～13.8m。

2、支护参数与方案选择

根据岩土工程勘察报告与设计院提供的桩基础平面布置图和相关承台大样图，认定该工程基坑安全等级为二级，重要性系数为1.00，地下水位取均值，确定为-2.15m，参考勘察报告中相关土层的物理力学指标，综合现场实际情况和经验值，采用该场地最差地质条件为设计的标准值。

根据规范JGJ 120-99中的3.8条规定，本工程侧壁安全等级属于二级，则必须对支护结构水平位移、周围建筑物沉降、地下管线变形、地下水位进行监测，故在基坑周围共设20个土体变形监测点（测斜），29个基坑边坡坡顶水平位移观测点，6个建筑物沉降点。

3、各剖面土钉支护体设计及稳定性分析

依照规范JGJ 120-99中6.3条所规定，利用理正深基坑支护结构设计软件进行设计及稳定性分析。

(1)1-1剖面

基坑东南侧一面长约160m，附近坑底设计

标高约为-5.300，挖深5m左右，则以5.00m为

其基坑深度，设计四道水平间距均为1.40m、直径

为150mm的锚杆与两排密布长为4m的超前木桩。

四道锚管竖向间距均为1.20m，锚管长度从上至下

分别为12m、12m、9m、9m（图3-3-1）。

图3-3-11-1剖面基坑支护设计示意图

表3-3-1：1-1 剖面各层土钉稳定性分析表

土钉道号入射角度

（度）土钉长度

（m）滑裂面圆心坐标半径（m）局部抗拉安全系数整体稳定安全系数最大拉力设计值（KN）

X坐标Y坐标

15.0012.003.532.275.8625.222.696.05

25.0012.003.461.546.147.772.0612.58

310.009.007.723.3510.820.531.6868.54

415.009.007.963.5311.140.661.7961.15

⑵2-2剖面

基坑西南侧靠近9＃楼一段长约140m，附近坑底设计标高约为-5.300，挖深5m左右，则以5.00m为其设计深度。该段靠近某路，附近无建筑物，但必须考虑车辆过载。适当放坡，设计三道水平间距均为1.20m、直径为150mm的锚杆与一排密布长为4m的超前木桩。三道锚管竖向间距分别为1.30m、1.40m、1.50m，锚管长度从上至下分别为9m、9m、6m。利用软件进行整体稳定性分析，整体稳定安全系数达到1.326。

基坑东侧靠近8＃楼一段长约180m，附近坑底设计标高约为 -5.300，挖深5m左右，则以5.00m为其设计深度。该段靠近外环路，附近无建筑物，考虑场地内车辆过载。2级放坡，设计一道水平间距为1.00m、直径为150mm的锚管一排密布长为4m的超前木桩。锚管竖向间距为4.00m，锚管长度为9m。利用软件进行整体稳定性分析，整体稳定安全系数达到1.236。

（3）3-3剖面

基坑西南侧靠近双沟环岛一段长约25m、基坑半圆弧段长约80m、东北侧靠近外环路一段长约55m，附近坑底设计标高约为-5.750m，挖深5m左右，以5.15米为其设计深度。该段附近有该工程场地路口，材料、设备堆载，生活区与施工单位

临时活动楼，则应该增加坡顶荷载，提高安全系

数。设计三道水平间距均为1.20m、直径为150

mm的锚杆与一排密布长为4m的超前木桩。三道

锚管竖向间距均为1.50m，锚管长度从上至下分

别为10m、9m、6m（图3-3-4）。利用软件进行

整体稳定性分析，整体稳定安全系数达到1.443。

进行局部抗拉验算，最后一道锚管抗拉承载力

为T＝46.37KN，安全系数为0.539。

图3-3-23-3剖面基坑支护设计示意图

表3-3-2：3-3 剖面各层土钉稳定性分析表

土钉道号入射角度

（度）土钉长度

（m）滑裂面圆心坐标半径（m）局部抗拉安全系数整体稳定安全系数最大拉力设计值（KN）

X坐标Y坐标

15.0010.002.450.663.96319.952.180.46

210.009.004.502.057.035.631.406.02

315.006.006.002.978.650.541.4446.37

（4）4-4剖面

基坑西南侧中段靠环岛一段长约32m，附近坑底设计标高约为-6.350m,挖深约为5.7m，以5.750m为设计深度。该段附近临近某路，且基坑最深。设计四道水平间距均为1.20m、直径为150mm的锚杆与两排密布长为4m的超前木桩。四道锚杆竖向间距均为1.50m，锚杆长度从上至下分别为12m、12m、9m、9m。利用软件进行整体稳定性分析，整体稳定安全系数达到1.480。进行局部抗拉验算，最后一道锚管设计抗拉承载力为T=69.19KN，安全系数0.574。该段必须尽快开挖后浇注承台封底。

4、基坑支护结构的加固设计

1)支护结构整体稳定性分析

加固前，由于受到承台超挖和水管破裂的影响，整体稳定安全系数下降到0.682。按加固设计

方案，以最危险面计算，将第一排槽钢压入基坑坡脚处后，整体稳定安全系数上升到0.783；打入第一层新增锚杆后，整体稳定安全系数上升到0.902；打入第二层新增锚杆后，整体稳定安全系数上升到1.043。其中超挖最大处，则必须在超挖面再新增一排锚杆。以上加固设计未考虑前期抢险工作时回填的沙袋与土体的自然放坡，并且将基坑顶部均布荷载值定为10KPa，此作用仅作为加固

期间的安全储备。重新开挖后则必须尽快进行垫层和承台的浇注，避免产生新的滑移面。

图3-4-4 开挖前后滑裂圆弧面变化示意图

2)土层锚杆局部抗拉承载力验算

根据规范JGJ 120－99中6.1所规定，将支护体看成连续工程，考虑超前桩设置，计算第六道锚杆抗拉承载力为181.35KN,安全系数为0.310；计算第三道锚杆抗拉承载力为20.35KN，安全系数为1.462（由于施工顺序原因，该验算仅供参考）。

5、基坑塌滑的原因分析

根据现场实际情况与原基坑设计图纸，此次事故的原因可以从以下几个方面来分析。

⑴标高变更与施工方擅自超挖是发生塌滑的主要原因

由于在支护施工完成多日后酒店部分的设计方案多次变更，使得地下室和承台的标高变动，基坑的深度加深，靠近坡脚的局部承台开挖超过原设计标高多达2.25m。根据福建省地质工程勘察院提供的勘察报告来分析，发生塌滑事故段可分为三层：第一层为杂填土，厚度在1.60m左右；第二层为粉质粘土，厚度在0.4～0.6m左右；第三层为淤泥，厚度在11.0～13.0m左右。开挖大部分处于淤泥层中，抗剪强度很低，参考场区淤泥土的工程地质条件,取该土层的物理力学性指标为：固结快剪指标为Ｃ=12KPa,φ=10.4°,天然重度为γ=15.9 KN/m3,土体与锚固体的极限摩阻力取值为10KPa,按原设计方案进行分析，土钉的倾角自上而下分别取5°、10°、15°、15°,则此时的整体稳定性安全系数为1.354，接近极限平衡状态。由于超挖最大处达2.25 米，使整个滑裂面向后移动，半径增加，使得土钉的原加固面失效，大面积土体从坡脚拱出，整体稳定安全系数减少到0.682。由此可以分析得出施工方的大面积超挖是使基坑塌滑的最重要的原因。

6、结束语

土钉墙＋木桩支护结构适用于多种软弱地基的基坑支护和边坡加固工程，通过采用松木桩+锚杆的基坑支护结构加固方法能有效地支擋软弱土层，阻挡软弱土层从基坑底部的挤出。这种基坑支护结构形式做到既经济,又安全。

参考文献

[1]建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99） .中国建筑工业出版社, 1999

[2]基坑工程手册中国建筑工业出版社, 2009.

浅谈深基坑支护加固施工技术篇6

该工程位于厦门市区两条主干道交汇处西北角, 基础采用人工挖孔灌注桩, 围护结构为人工挖孔悬臂挡土桩和钢筋锚杆喷射砼护坡相结合。

原基坑开挖深度为西侧6 m, 东侧4.7 m。后改变原设计, 地下室埋深加大1.3 m。基坑开挖深度变更为西侧7.3 m, 东侧6.0 m, 地下室平面尺寸为120×44.1 m。除东侧局部维持原设计的地下室轮廓线外, 在西、北、南三向的支护工程均有变化。报废12根旧的支护排桩, 在三处放坡的开挖坡段, 增设49根支护排桩, 对其余原支护体系的排桩和砼喷锚护坡。按更改后的基坑深度和桩长进行强度和稳定性验算, 根据验算结果, 设置锚杆和土钉进行加固。

二、工程地质情况及周围环境:

从地质勘察报告知, 场内地质从上至下分别为:人工填土0~2.2 m;冲洪积粘性土及含泥中粗砂, 砂质粘土:0.7~6.1 m;含泥中粗砂:3.0~10.5 m;粘土:2.8 m;残积土:0~10.3 m;辉绿岩残积土:0.8~7.4 m。基岩分强、中、微三个亚层, 强风化:12.3~25.7 m;中风化:11.5~33.0 m;微风化:13.6~44.0 m, 场内地下水综合稳定水位埋深为0.5~2.4 m。本工程西北角及北面与周边建筑物为邻, 相距约3~5 m。

三、基坑支护加固质量方案:

设计单位决定继续采用排桩和喷锚砼护坡相结合的形式, 桩采用人工挖孔灌注桩。桩径800 mm, 最长桩长11.75 m, 其中嵌固深度5.5 m, 空孔2.5 m。桩中心距地下室外墙线1.5 m, 桩身砼强度C25, 钢筋笼主筋8Φ25+6Φ18, 砼护壁, 支护桩顶设置800×300 mm的锁口圈梁。桩顶以上2 m高土方按1:1放坡, 坡面插钢筋挂钢丝网, 并用50厚1:3水泥砂浆抹面。

其中, 西侧和北侧靠东端二处部分桩设置了桩间Φ25锚杆, 锚杆长17 m。

喷锚砼护坡C20, 厚80 mm, 内配Φ6@200双向钢筋。并设二~三排1Φ20@1 500钢筋土钉, 长7.5 m。

桩间用M7.5水泥砂浆砌120厚砖拱挡土, 在砖拱垂直方向设Φ500@1 000的PVC管泄水孔。

四、支护结构的施工工艺

1. 施工顺序

检查、修补原排水设施→重新复核、测定现场地面标高→放线定出新增桩的位置→成孔、锚杆、腰梁施工→新增围护桩养护→等新增桩强度达到70%设计强度后, 凿除原设计报废的围护桩, 同时施工锁口梁、桩间墙→重新设置坑底排水→验收。

2. 人工挖孔桩施工要点

挖土必须从中心向四周对称开挖, 防止因开挖不对称造成上部的护壁倾斜。护壁配筋、砼厚度及砼强度均按设计图纸进行, 每一节护壁的设计长度可根据土质的好坏进行调整, 但壁厚和配筋不能变。

护壁模板采用工具式定型模板, 并用组合式环形圈撑牢, 使规格一致, 受力均匀, 防止变形。

挖孔、护壁达设计要求深度, 经检查合格, 方可将钢筋笼吊入孔内, 按设计图纸绑扎成型。也可在地面绑扎成钢筋笼, 用吊车整体吊入孔内。

桩身砼采用插入式振捣器捣实, 采用串筒下料分层振捣。在浇砼之前必须将桩孔底面清理干净, 同一根桩的砼连续浇灌完。

3. 基坑锚杆施工要点

施工工艺:放样定位→成孔→锚杆制作→安放锚杆→洗孔→一次注浆→二次注浆→腰梁施工、养护。

钻孔时应根据地质及水文情况决定钻进速度, 并对易塌孔的孔段采用泥浆护壁或加套管等措施。对土层裂隙大、存在孔洞的孔段采取先固结灌浆处理再二次钻成孔, 确保成孔质量。

锚杆体放锚孔前应清除孔内的石屑与岩粉, 检查注浆管是否畅通, 锚杆灌浆采用二次灌浆。

4. 喷锚砼护坡施工要点

喷射采用的空压机和喷射机应设置合理, 其位置应能在其左右各工作一个区段, 并尽量满足一根胶管长度所能工作到的喷射位置。喷射时要根据受喷面上的固定钢丝中的钢筋所露标记, 逐遍喷射到设计厚度。喷射砼时, 一方面要使喷机风压稳定;另一方面, 要随进调节好水灰比, 以确保喷层的密实性, 防止干砂和夹层存在。

5. 锁口梁的施工

围护桩新增加的锁口梁施工前, 应在新增桩的砼浇筑完成后, 把相邻旧围护桩的锁口梁头人工凿除砼露出钢筋。并把新增梁的钢筋按设计要求与相邻梁的钢筋焊接, 再支模浇筑砼。

在围护结构调整施工完成后, 并达到设计要求强度的70%, 才使用风炮凿掉旧废弃桩。在凿旧桩时, 应保护好新围护结构。

6. 桩间砖拱墙施工

基坑土方开挖后, 应及时将桩间拱墙砌筑上, 以防桩间土方坍塌。砌筑时砂浆饱满, 并按规定留设泄水孔。

7. 基坑土方开挖及排水

为减小对原围护设计中的部分围护桩和护坡的影响, 基坑四周预留局部土方。待大面积承台、地梁土方完成后, 再施工。

场地排水采用地面和孔内排水相结合的方法, 基坑顶部四周设砖砌排水沟, 防止地表水流入坑内。基坑开挖完土方后, 在基坑底四周及中间每隔6 m交叉设置临时排水沟。并每隔一定距离设集水坑10个, 井深3~5 m, 坑内四周明沟和集水井全部连通, 然后由水泵排出坑外。

五、为结合加固质量方案和施工工艺, 确保基坑围护方案的落实, 我们应采取以下控制措施

(1) 基坑土方开挖前, 按设计单位提供的“基坑支护监测平面布置图”设置观测点, 监测的主要内容包括桩顶位移、坡顶土方位移、周边建筑物沉降等。共设沉降点57个, 位移观测点20个。

(2) 本工程围护结构有效安全保证时间为2年, 主要预警指标:A支护结构的位移累计达45 mm;B支护结构位移≥2.5 mm/d且位移速率不能收敛。

(3) 各项监测的时间间隔视施工进程而定。在土方开挖期间每天观测一次, 土方挖完观察数据稳定后每十天观测一次, 雨天适当增加观测次数。当有危险事故征兆时, 应进行连续监测。

(4) 该新增围护结构至地下室施工基坑土方回填完成, 历时100天, 共观测25次。周边建筑物最大累计沉降量21 mm, 最小沉降量4 mm;桩顶最大累计位移17 mm, 最小位移3 mm。均未超过设计预警值, 围护结构安全可靠。

六、结语

(1) 深基坑施工前, 要对周边环境及地下管网进行详细调查。取得周边建筑物基础形式、地下综合管线图等详细资料, 以便选择基坑支护方式。

(2) 设计单位专项设计人员经常到现场了解施工情况, 能做到基坑施工过程中出现异常及时予以解决, 确保设计质量。

(3) 深基坑对旧围护结构进行补强加固, 施工中要确保对原基坑围护设计不造成破坏。报废旧围护桩必须等新增围护桩具有设计规定强度后, 才能凿除。

(4) 深基坑的施工要严把工序、材料、质量关, 特别是灌注桩及锚杆的施工要制定专项施工方案, 并根据实际情况和遇到的问题制定相应措施。

(5) 要科学组织施工, 尽量缩短地下工程的施工工期。地下室施工完成后及时回填土方, 以消除对周边建筑物等的不利影响。

(6) 深基坑必须按规定进行监测和信息化施工, 掌握和控制支护结构的变形情况, 以便及时采取相应措施, 确保支护结构以及周边建筑物、道路等的安全和正常使用。

摘要：某深基坑工程在基坑开挖完成后, 因特殊原因需设计变更, 地下室埋深加深1.3 m。经采取一系列有针对性的支护加固措施后, 取得了良好的效果, 对类似工程施工有一定的参考价值。

关键词：深基坑,支护加固,施工技术

参考文献

[1]聂淼, 郑玉元.贵阳某深基坑土钉支护设计研究[J].山西建筑, 2009.

[2]晁得祥.建筑工程深基坑支护方案的设计[J].中国住宅设施, 2011.

千秋矿架空人车下山加固支护技术篇7

架空人车下山为全煤巷道, 沿底掘进。该区域煤层顶板等高线变化平缓, 倾角13°～14°, 但煤层厚度变化比较大, 3905、3803钻孔揭露煤厚分别为12.6, 8.5 m, 3807钻孔揭露煤厚20.3 m, 下山左侧煤层厚度较大, 下山右侧煤层厚度较小, 上部区域煤层厚度较小, 下部煤层厚度较大。据3807号钻孔实际揭露, 二煤厚20.32 m;二煤顶板泥岩厚23.37 m。二煤底板为含砾黏土岩, 厚3.48 m, 灰色;其下为泥岩, 厚1.17 m;基本底为细砂岩, 厚10.16 m, 泥和硅质胶结, 夹泥岩薄层, 具斜层理和小型交错层理。当下山巷道沿煤层底板全煤布置时, 顶板30～40 m、底板4～5 m均为软弱煤层或岩层, 因此巷道施工过程中围岩稳定性较差, 受采动影响, 围岩松动破坏范围较大, 给巷道支护带来难度, 也给巷道后期维护造成困难[1]。

1 架空人车下山支护与破坏状况

巷道支护原采用U型钢拱形支架支护, 喷浆封闭。由于底鼓严重, 反复的起底工作导致拱形支架两腿失去支撑甚至悬空, 两腿受挤压内移, 巷道宽度变小, 影响架空人车的正常运行。巷道受破坏状况如图1所示, U型钢拱形支架承载能力如图2所示, 可见支架承受侧向压力的能力是很低的, 特别是当底鼓严重、反复起底, 导致拱形支架两腿失去根基甚至悬空时, 很容易造成支架两腿内移, 断面缩小, 影响巷道正常使用。架空人车下山U型钢拱形支架支护巷道变形破坏严重, 表明现有的支护强度不足, 不能达到支护效果。

2 支护设计原则

(1) 以主动加固代替被动承载, 尤其要避免支架棚腿水平压力。

巷道围岩压力主要由围岩自身来承载, 支架只承载很小的部分, 因此加固围岩、提高围岩强度是最科学、最有效、最经济的技术手段。实践证明, U型钢拱形支架在未采取壁后充填、封底等配套措施的情况下, 其实际承载能力是很低的, 尤其不能承受较大的水平压力, 很难实现均匀可缩的目的。故设计时建议取消U型钢拱形支架被动支护, 采取锚网喷和注浆主动支护技术。若围岩破碎, 则取消现有拱形支架支护, 如在施工上存在困难, 可取消棚腿或者采取让压措施以减轻支架棚腿横向载荷, 使载荷主要由锚网支护承载。

(2) 加强对巷道底鼓的治理, 采取封底措施, 形成封闭支护。

现场观测表明, 巷道两帮及顶板变形严重, 影响架空人车的正常运行。因此, 重视对底鼓的治理, 采取封底措施, 形成封闭支护, 是本设计的另一重要原则。

(3) 采用“高锚固力”、“高预紧力”高强锚杆, 实现强力主动支护。

锚杆支护的关键是确保每根锚杆都能实现“及时、主动、可靠、有效”承载, 因此采用“高锚固力”、“高预紧力”的高强锚杆, 实现主动支护, 其中关键是提高锚杆预紧力, 即安装荷载。

3 巷道修复加固方案的确定

3.1 方案的提出

分析架空人车下山地质条件、破坏程度等因素, 结合现有支护材料, 提出4种加固方案。

(1) 大断面扩修、全断面锚网喷支护 (图3a) 。

①按设计要求扩大整个断面, 撤掉全部支架;②全断面铺网, 安装锚杆、锚索, 然后全断面喷浆封闭;③选择合适的时机进行二次注浆加固。该方案施工前, 须完全拆除架空人车运输系统。

(2) 扩帮、撤腿、锚网喷加固 (图3b) 。

即:锚网喷+锚梁联合支护。①扩帮、撤腿, 顶板及顶梁基本保持不动;②原顶梁由锚杆或锚索固定;③全断面锚网喷;④架空人车顶梁保持不动, 两钢丝绳间距减小200 mm, 挂钩缩短200 mm;⑤选择合适时机进行二次注浆加固。

(3) 扩帮、蹬腿、锚网喷加固 (图3c) 。

①扩帮、蹬腿, 将两棚扶直, 顶板及顶梁基本保持不动;②除顶板极其破碎、架后空间较大、无法安装锚杆的地段外, 巷道顶板也要进行锚喷加固;③架空人车顶梁保持不动, 两钢丝绳间距减小200 mm, 挂钩缩短200 mm, ④选择合适时机进行二次注浆加固。

(4) 扩帮、架设新的拱形支架、锚网喷 (图3d) 。

即:锚网喷+架形棚联合支护。①扩帮、卧底, 架设新的拱形支架, 撤掉旧支架;②两帮锚网喷, 并留出变形让压空间200～300 mm;③除顶板极其破碎、无法安装锚杆的地段外, 巷道顶板也要进行锚喷加固;④选择合适时机进行二次注浆加固[2]。

3.2 方案比较与选择

从巷道布置与原岩应力关系、围岩条件、地质构造影响等方面考虑, 根据现场具体情况, 采用方案1对巷道进行大修, 刷扩成较大的巷道断面, 并采用高强锚杆加固, 能保证巷道长期稳定。但方案1要求顶板比较稳定, 撤架、扩修时不出现大的片帮、冒顶。方案2与方案3只进行扩帮修复, 顶板及顶梁基本保持不动, 属于简单维修和临时维修。2个方案均依靠锚杆加固巷道两帮, 但方案2将旧棚腿撤掉, 旧顶梁用锚杆或锚索固定在顶板上;方案3将旧棚腿扶直, 棚腿与巷帮间留200～300 mm让压空间, 使棚腿免受侧压。从支护效果看, 方案2可完全避免棚腿内移的可能性, 但方案2要求顶板比较稳定, 能够安装锚杆或锚索固定顶梁;方案3施工工艺较简单, 但由于旧棚腿变形较严重, 承载能力较低。方案4与方案3类似, 但采用新的拱形支架。从支护效果来看, 方案4优于方案3, 施工工艺也较简单。

经方案比较, 结合架空人车上山用途与使用年限, 方案1的稳定性最好, 建议无特殊情况时采用方案1;若因围岩破碎, 完全取消现有的拱形支架进行锚网支护在施工上存在困难时, 则可采用方案2或方案3;若现有支架变形严重, 则采取方案4。

4 底板加固方案

4.1 方案选择

底板加固采用锚网加固为主, 根据现场条件选择以下4个方案 (图4) 。其中方案3注浆厚度为0.2 m, 方案4注浆厚度为0.4 m。

方案1:仅用锚网加固。按设计要求扩大整个断面, 撤掉整个支架, 铺网、安装锚杆、锚索, 实施锚网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆。

方案2:锚网+U钢底梁。按设计要求扩帮、卧底、蹬腿, 将支架顶梁由锚杆或锚索固定在顶板上, 撤棚腿;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施锚网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。

方案3:锚网+钢筋格栅混凝土浇筑。按设计要求扩帮、卧底、蹬腿, 将支架两腿扶直;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施铺网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。

方案4:锚网+钢筋格栅混凝土浇筑。按设计要求扩帮、卧底, 架设新的支架、撤掉旧的支架;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施铺网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。

4.2 设计参数

(1) 反底拱。

可以先打眼安装锚杆 (但不安装托盘, 用布将螺纹段包好) , 然后安装钢筋格栅并连接牢固, 进行初次混凝土浇灌 (浇灌厚度200 mm) , 待混凝土凝固后安装托盘、上紧螺母。然后进行二次浇灌, 至设计厚度;或者, 先安装钢筋格栅并联接牢固, 进行初次混凝土浇灌 (浇灌厚度200 mm) , 待混凝土凝固后, 打眼安装锚杆、托盘并上紧螺母。然后进行二次浇灌, 至设计厚度。支护形式为锚杆支护+钢筋格栅混凝土浇灌, 或锚杆支护+U型钢底梁。其支护参数:Ø16 mm圆钢或玻璃钢锚杆, 长1.6 m, 孔深1.5 m, 外露0.1 m, 钢筋格栅, 由Ø14 mm钢筋编制而成;外形长度根据巷道宽度确定 (等于巷宽或巷宽的一半) , 宽高分别为0.8 m (巷道轴向方向) 和0.2 m或0.4 m (高度方向, 即混凝土浇灌厚度) 。网格尺寸为400 mm (巷道宽度方向) ×400 mm (巷道轴向方向) 。

(2) 顶帮锚杆 (锚索) 。

顶帮锚杆 (锚索) 支护形式为高强锚杆+锚索+金属网+高强大托盘+喷层。支护参数:①采用Ø200 mm×200 mm高强度螺纹钢锚杆, 1～2卷树脂锚固剂锚固;锚杆间排距为800 mm×800 mm;②采用带阻尼的高强度螺母和高强度大托盘 (150 mm×150 mm×8 mm) ;③锚索Ø15.2 mm×6.5 mm, 锚索排距1.6 m, 每排3～5根;④菱形金属网;⑤喷层厚度100 mm。

4.3 技术要点和要求

(1) 采用主动加固措施代替被动承载支架, 特别是避免承载能力最低的两腿受力, 是4个方案的共同出发点。

(2) 锚杆支护关键是提高锚杆预紧力, 每根锚杆扭矩应在150～200 Nm (预紧力20～30 kN) 。

(3) 方案3、4的架后预留让压空间分别不小于200, 300 mm, 但肩窝以上包括拱顶必须填充密实, 建议采用袋装碎煤矸充填。

(4) 锚杆的锚固力应在100～150 kN。

(5) 钢筋格栅要每格一联, 并联结牢固。

(6) 反底拱深度设计为0.3～0.9 m, 其中回填厚度为0.3～0.5 m, 钢筋格栅浇灌混凝土厚0, 0.2, 0.4 m;或采用U钢底梁。

(7) 当需要破顶扩修而顶板比较破碎时, 可以考虑先锚注加固, 然后扩修[3]。

5 结语

在千秋矿架空人车下山套修加固施工过程中, 4个方案均有采用, 大部分巷道采用方案1, 特殊情况下采用其他3个方案, 取得了理想的支护效果, 使巷道在接替周期长、动压影响条件下保持稳定性良好, 确保了安全生产, 满足了生产实际需要, 对受动压影响较大巷道今后的支护、套修提供了有益的借鉴。

摘要：千秋矿是一座具有50多年开采历史的老矿, 长期受采动影响, 井下巷道变形破坏程度较高, 其中架空人车下山巷道破坏较重, 已影响人员运输。为解决架空人车下山巷道大面积严重失修的状况, 从巷道布置与原岩应力方向关系、围岩条件、地质构造影响等方面考虑, 并根据现场具体情况设计合理的支护方案, 对下山巷道进行加固, 其效果良好。

关键词：架空人车,采动影响,围岩条件,地质构造,支护方案

参考文献

[1]陈炎光, 徐永圻.中国采煤方法[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1991.

[2]张荣立, 何国纬, 李铎.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2006.

支护加固篇8

随着城市化进程飞速发展，工程建设规模逐步扩大，在原有工程场地范围内建设新工程的情况已经出现。原工程场地为天然地基的较易进行处理，但原工程为桩基础的较难处理，拔桩工程费用较大、工期长，且拔桩对原有土质有较大破坏。对于低层建筑，采用地基处理新建建筑基础底与原工程桩桩顶之间的土体，进而用作新建建筑的地基，既利用了原有工程桩，又省去了拔桩的费用，不失为一种有效的方法。对于不具备施工工程桩条件的基坑工程，注浆支护方式是一种可行的方法。本文将结合实际工程，对在原工程场地上新建建筑工程的情况进行探讨分析，为类似工程提供参考。

一、工程概况

天津市海河剧院附属用房位于天津市南开区卫津南路与复康路交口处，为一栋高度为24.2 m的六层框架结构，地下一层为3.9 m高与另外一栋海河剧院相连的车库。基坑深度约为4.7 m，基坑近似成矩形，面积为3 500 mm2。该场地进行过工程桩施工及工程开挖，原设计深度为10.0 m，采用钻孔灌注桩加设一道水平环撑的方式进行支护，后开挖后将基坑回填，回填过程中支撑及支护桩受到了不同程度损坏。现场地地坪埋深10 m范围内为杂填土及素填土，结构松散、土质不均，且填垫年限小于十年。

本场地西侧紧邻施工道路，东侧与既有12层框架结构建筑距离为8 m，且东侧地下室外墙与原支护桩相邻，北侧为施工单位临时办公用房，距离地下室外墙距离为15 m，南侧与本工程海河剧院相连。海河剧院采用三轴工法桩(SMW)进行支护，辅助用房场地范围分布着原工程的工程桩，采用工法桩或钻孔灌注桩的方案不可行。北侧有放坡空间，可采用放坡开挖，东侧及西侧不存在放坡空间，且无法施工支护桩。该场地10 m范围内为松散的填土，且10 m深度以下密布原工程桩，不具备重新施工工程桩的条件，若将此部分土换填，则开挖工作量大，工期长，支护结构较难选择。

二、基坑支护设计

由于原工程的截水帷幕保留较完好，并能将新建工程包括在内，原截水帷幕距坑边较近，且新建工程开挖深度较浅，故依靠原截水帷幕截水，在坑边设置大口进行降水，沿基坑四周及基坑内部设置碎石排水暗沟，将其与集水井相连，形成纵横连通排水系统。距离坑边设置三排间距1.0 m、孔距1.0m的注浆孔，孔径为100 mm，孔深为基坑底下6 m，并在每个孔内插入3根直径16 mm的钢筋以增加其刚度。注浆初期强度较低，为防止施工时浆液串孔和对邻近注浆体的破坏，采取穿插、跳打方式施工，施工后期加入速凝剂。在注浆孔顶部周圈设置250mm厚度的盖板，将整个支护结构连成一个整体，盖板在坑内一侧方向垂下900 mm长的垂板以固定基坑顶部的土体。由于坑边较长，每隔15 m设置一个斜撑，斜撑顶与盖板相连，斜撑底与坑底基础相连。计算模型采用重力式挡墙[1]，墙厚度取注浆孔距加左右外扩0.5 m，为3 m，弹性模量及抗压强度均进行了相应折减，计算桩顶最大位移为40 mm，满足设计要求及工程需要。在基坑施工过程中进行了实时监测，坑体变形与周边建筑的观测变形均满足设计要求，时值雨季，有效地保证了地下工程的施工，节省了工期及工程造价。

三、注浆加固地基设计

由于本工程重新施工工程桩的条件不完备，为了提高地基承载力、减小不均匀沉降，采用压密注浆方法来进行地基处理。压密注浆方法通过与土体发生物理化学反应及挤密土层来提高土体承载力[2,3]。压密注浆地基处理需要达到的目的：(1)基础以下形成一定厚度的均匀、坚硬持力层，达到基础承载力要求[4];(2)由于原工程桩长短、刚度不一，通过压密注浆，控制建筑物建筑物产生明显的不均匀沉降。

本场地后填土大约至10.5 m，其下为粉土、粉质粘土层，土层较好，故加固深度设计为进入好土层不少于0.5 m(即加固至埋深11.0 m)。

压密注浆孔的扩散半径为1.5 m，为了更好达到注浆效果，中间注浆孔孔距设为1.2 m，按梅花状布置[5]，沿基础周边布置的外围封闭注浆孔设为1.0 m。注浆顺序先外后内，内部注浆孔采取隔排跳打方式进行注浆。

1. 有限元模型分析

本工程最关心的是竖向沉降问题，而且地基是抗剪强度很低的人工填土和软土，故采用文克尔地基模型，采用COMBINl4弹簧单元来模拟注浆桩和桩间土体的共同体，SHELL43壳单元来模拟筏板、地下室顶板及地下室外墙，BEAM188梁单元来模拟梁和柱[6]。

为简化模型及综合考虑整体结构刚度，仅建立地下一层模型，在地下一层顶处输入PKPM中导算下来传至柱顶的准永久荷载。底板约束限制x、y方向平动及z方向的转角，桩底全刚接，见图1。准永久荷载下底板沉降计算结果如下：整个底板变形下凹，中部变形最大，最大沉降为20 mm，四周变形较小，最小沉降为3.6 mm，见图2。

2. 实测结果对比

据主体封顶后的环形闭合线路沉降观测结果，建筑四周沉降量为2.05～4.5 mm，中间沉降在15 mm左右，沉降总体较为稳定，沉降差较小。总体来说实测结果与有限元分析结果较为吻合。地基承载力载荷板试验，地基承载力达到120KPa，满足基础设计要求。

四、结语

采用类似重力式挡墙模型对注浆插筋支护结构进行了分析，采用有限元分析方法对注浆加固地基进行了沉降计算，并在施工过程中进行实时观测，得出结论如下。

(1)对于较浅且不具备放坡及支护桩施工条件的基坑工程，采用注浆加固土体的方式能有效控制基坑变形，计算时采用类似重力式挡墙模型能较真实反映工程实际情况，保证支护工程正常施工。

(2)注浆加固地基对提高地基承载力及控制主体沉降能起到有效作用，并具有施工方便、灵活、成本低、工期短等优点，具有一定的推广价值。

(3)随着城市化进程飞速发展，在原有桩基工程上新建工程的情况会越来越多，拔桩的工期长，成本高，可行性差。注浆支护及注浆加固地基是一种有益的尝试，具有可操作性。本工程只是对于低层建筑的一个探讨，有必要对原有桩基上施工高层建筑进行进一步研究。

摘要：本文以海河剧院附属用房注浆支护及注浆加固地基为例,介绍了压密注浆支护及加固地基在实际工程中的应用,采用类似重力式挡墙计算支护结构,采用有限元数值分析基础沉降,并与工程实测进行对比,验证了注浆支护及加固地基对控制基坑变形、控制基础沉降能起到显著作用,具有施工方便、降低成本、缩短工期等特点,是在原工程基础上施工新建建筑的一种有益尝试,为此技术的推广提供理论参考与借鉴价值。

关键词：注浆支护,注浆加固地基,重力式挡墙

参考文献

[1]刘国彬,王卫东.基坑工程手册(第二版)[M].中国建筑工业出版社,2009.

[2]徐至钧,赵锡宏等.地基处理技术与工程实例[M].科学出版社,2008.

[3]王杰,杜嘉鸿.岩土注浆技术的理论探讨[J].长江科学院院报,2000(06).

[4]刘恩元.秦皇岛市某公司车间注浆加固地基实例[J.山西建筑,2009(06).

[5]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠珊.地基与基础[M].中国建筑工业出版社,2002.

支护加固篇9

钱家营矿是现代化大型矿井, 也是开滦集团的骨干矿井, 迄今已连续8年生产优质炼焦配煤实现550百万吨/年, 煤炭近距离多层赋存 (各个煤层间距6～10米) , 立井集中大巷开拓方式。随着开采深度的不断增加, 巷道围岩应力增大, 地温升高, 涌水量变大, 尤其是开拓巷道新区域掘进更为明显, 给巷道施工及后期修护带来很多困难。受地质条件及构造的影响, 巷道后期维护过程中经常遇到大面积冒顶区, 如果支护方式、支护工艺选择不合理, 很容易发生再次冒落, 造成顶板事故。目前, 冒顶施工仍主要采用架金属拱形支架支护, 顶空地段使用木垛接顶。

1 锚注技术的引入

1.1锚注支护机理

(1) 采用注浆锚杆注浆, 可以利用浆液封堵围岩裂隙, 隔绝空气, 防止围岩风化;

(2) 注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体, 提高了岩体强度;

(3) 注浆后使得喷层壁后充填密实, 保证荷载能均匀地作用在喷层和支护上, 避免出现应力集中点而首先破坏;

(4) 利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙, 配合锚喷支护, 可以形成一个多层有效组合拱;

(5) 注浆后使得作用在顶板上的压力能有效地传递到两帮, 通过对巷道帮的加固, 又能把荷载传递到巷道底板;

(6) 注浆加固后能使普通端锚锚杆实现全长锚固, 从而提高了锚杆的锚固力和可靠性, 保证了支护结构的稳定, 提高了支护结构的整体性;

(7) 注浆使支护结构的断面尺寸加大, 这样围岩作用在支护结构上的荷载所产生的弯矩较小, 扩大了支护结构的适应性。

1.2主要支护技术参数

1、正常高强锚杆:长度 2000mm, 间排距700×700mm

2、顶帮注浆锚杆:顶、帮的注浆锚杆规格为φ22×1800mm, 采用1/2″黑铁管制作, 壁厚4mm, 杆体上顺序钻有φ6mm注浆孔, 封孔采用快硬水泥药卷。巷道全断面布置注浆锚杆, 间排距1500×1500mm。

3、二次注浆锚杆;顶板的注浆锚杆规格为φ22×1800mm、底角注浆锚杆:底角注浆锚杆规格同顶部锚杆, 排距1500mm, 距离底板不超过100mm高, 下扎角度30°～45°。

4、钢丝绳:采用废旧钢丝绳。

5、喷射混凝土:初喷层厚度50mm, 复喷层厚度50mm

锚注技术在钱矿公司是一项比较成熟的巷道维护方式, 虽在冒顶区尚未采用, 但在普通断面巷道维护过程中, 对顶板控制较为有利, 如果将锚注技术引入, 可解决打木垛空顶作业这一安全隐患, 还实现了先锚注后架棚, 支护强度将显著提高, 是一项较为可行的技术方案。

2 技术方案的确定

-600水平西轨道大巷正六采以里巷道, 施工过程中, 围岩应力大, 地温高, 水量大, 于2002年因施工困难停掘, 至今已有10年时间。根据工程安排需要重新开工, 局部巷道顶板冒落高度约7米, 冒顶范围45米, 需要对此段巷道进行维护, 支护方案选择了架设25U -9㎡金属支架, 空顶区使用木垛接顶通过冒顶区的方法。但是施工过程中, 冒顶高度大, 找掉工作很难进行, 且打木垛接顶工作量大, 持续临时性空顶作业时间长, 很难保证施工安全。如何选择合理施工方案, 确保冒顶区施工安全成为研究的主要内容。

我们根据动压原理, 充分利用岩体“松、展、放”自然平衡变形特性, 利用围岩自身稳定性, 对巷道进行喷浆封闭围岩, 防止风化, 采用锚网喷加锚索联合支护方式对上半部进行有效支护, 然后再施工下分层两帮巷道, 待全断面锚网喷支护完成后采用注浆的方式进行围岩加固, 最后再架设29U-14m2将金属支架, 支架上方使用木垛接顶。实现五项措施并举, 确保冒顶区施工安全。

3 施工工艺

3.1 喷浆封闭围岩

对冒顶区裸露巷道进行喷射厚度不小于50mm的混凝土, 防止岩石吸收空气中的潮气而发生膨胀风化。

3.2 锚网喷加锚索联合支护

在喷浆封闭围岩的基础上, 打树脂锚杆, 并在挂钢丝绳和压钢筋网 (或钢筋带) 并安装托盘后复喷, 然后加打锚索。

锚杆采用Ф22.5×1800 mm, 每根锚杆用树脂药卷不少于2卷, 金属网采用Φ6mm～Φ10mm的钢筋焊制, 网格为100mm×100mm.全断面挂金属网, 金属网片规格1000mm×1000mm, 金属网搭接100～200mm。

锚索长度8m, 直径15.2mm, 排距2.5m, 巷中双排布置, 间距2m, 分中布置。

3.3 分层施工工艺

巷道顶板冒落高度约7米, 如果采用全断面施工高度太大, 找掉、支护困难, 对巷道支护不利。我们采用分层施工, 上分层高度不大于2.5米, 基本上分三层, 避免高空作业。

3.4 锚注施工

沿巷道顶帮布置注浆锚杆进行注浆加固, 改变冒顶区围岩的松散结构, 提高黏结力和内摩擦角, 封闭裂隙, 阻止水对岩体的侵蚀, 使岩体强度显著提高。

3.4.1 打注浆锚杆孔

采用ZY-24型风钻打注浆锚杆孔, 锚杆孔尺寸要与锚杆尺寸相匹配。锚杆采用φ20mm×2.5mm钢管加工而成, 长1 600mm, 一端车丝, 在距车丝端500mm处焊上1个φ35mm×5mm的挡板 (止浆盘) 和两根10号铁丝。

3.4.2 安装注浆锚杆

安装前, 要检查孔深、孔径、角度等参数以及锚杆尺寸、质量是否符合要求。安装时, 先把注浆锚杆锚固端插入水泥药卷内至止浆盘, 然后将其浸入水中浸泡10～20s取出, 用专用套筒顶住水泥药卷连同注浆锚杆一起快速送入孔内, 再用锤打套筒镶实水泥药卷。水泥药卷与锚固端充分结合20min后, 便可注浆。

3.4.3 注浆

注浆所用浆液为水泥浆液, 选用普通硅酸盐水泥, 水灰比为1∶1, 浆液中添加水泥用量2%～3%的水玻璃。采用SGB-1型注浆泵 (泵量50～90L/min, 压力5～9MPa) 注浆。采用间歇注浆方式, 间隔时间为30s左右。当注浆压力达到3～4MPa, 并保持此压力20min时, 可关闭阀门, 结束注浆。

3.5 架棚施工

在锚注支护的基础上, 最后再架设29U-14㎡金属支架, 支架间距500mm, 背板采用700×120×50mm (长×宽×厚) 的钢筋水泥背板, 不接顶处用填充板、木背板、半圆木或道木接顶背实。

4 支护效果分析及结论

在大面积、大高度冒顶区施工过程中, 采用喷浆封闭围岩, 有效地防止围岩继续风化, 阻止围岩松动;采用锚网喷加锚索支护, 避免空顶作业, 保证了顶板安全;采用分层施工, 降低施工高度, 提高了冒顶区施工安全性;将锚注技术应用于冒顶区加固, 提高了围岩自身稳定性;采用架设29U-14m2金属支架, 支护强度大大提高。这五项措施并举, 解决了大面积垮落区施工安全这一难题, 安全及经济效益显著, 在今后的冒顶区施工中有极强的借鉴意义。

摘要：本文探讨了矿井深部巷道围岩应力影响情况, 分析巷道修复工艺, 将锚注技术引入到冒顶区修复施工, 锚注、锚索、锚杆、架棚、木垛五项措施并举, 解决了大面积、大高度冒顶区施工的安全难题, 在巷道、硐室的冒顶区支护与修复方面开辟了一条新的途径。

关键词：联合支护,巷道修复,锚注,冒顶区

参考文献

[1]钱鸣高, 等.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2003.

[2]李明远, 等.软岩巷道锚注支护技术与实践[M].北京:煤炭工业出版社, 2001, 9.

[3]康红普, 等.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].煤炭工业出版社, 2007, 11.

支护加固篇10

关键词：边坡,方案选择,支护形式,加固设计

1 工程概况

长沙市某安置小区边坡为开挖原始平缓山坡而形成的人工高陡边坡,边坡高度为12.0 m～13.0 m,边坡东西向长约130 m,南北向长约290 m。开挖后形成的边坡坡度约为80°。边坡形成后出现了局部垮塌等不安全迹象,故决定对该边坡进行永久性加固治理。

2 工程地质条件

据钻探揭露,边坡需加固场地主要地层为素填土、粉质黏土、黏土、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩等。区域范围内所分布的土层及其力学性质如表1所示。

3 边坡加固方案选择与设计

边坡加固支护的方案较多,如放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等。各种方案都有其优点和局限性,因此,选择合理的方案是保证边坡支护工程质量的关键。本次边坡加固设计在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上,参照过去已成功的设计及施工经验[1,2,3,5,6],在综合考虑多方面因素后,采用边坡支护设计软件对多种方案进行了计算分析、论证与优化,最后确定采用以下设计方案。

1)边坡的北侧及西南侧的北段,由于边坡顶标高距开挖底面标高10m多,考虑到边坡的土质情况,为确保该处边坡稳定,设计采用土钉+土层锚杆间隔设置的支护形式。其具体设计参数如图1和表2,表3所示。

2)边坡的南段由于边坡顶标高距开挖底面标高6m,设计采用土钉支护。其具体设计参数如图2,表4所示。

4 边坡加固注意事项

1)土钉、锚杆的成孔深度、孔径、倾角要求按施工参数表,施工允许偏差应在规范的允许范围内。

2)采用普硅R32.5水泥,水泥砂浆标号为M20,砂浆配合比按室内配合比试验结果确定,注浆应饱满。锚杆内注浆前应清孔干净,不得留有残渣。

3)当土钉、锚杆施工完毕后,锚固体强度达到设计强度等级的75%时,应进行验收试验,试验数量按规范要求。

4)喷射混凝土喷射厚度为100 mm,混凝土标号为C20细石混凝土,混凝土配合比按室内试验结果确定。网筋为Υ6@250×250,交点绑扎,骨架筋Υ16@1 600×1 600,拉杆弯头与骨架焊接,拉杆弯头长L≥200 mm。

5)锚杆施加预加力均为锚杆设计承载力的40%,分两次张拉,第一次张拉总预加力的60%,第二次张拉总预加力的40%,锚固体强度须达到设计强度的70%后方可进行张拉。

6)在边坡顶、底修筑排水沟,尺寸300×300,排水沟用M10水泥砂浆抹面,厚度不小于10 mm。坡面设置一定数量的泄水孔,纵向孔距和横向孔距都为3.00 m,采用50 PVC管,长度不小于400 mm,呈梅花形布置。

5结语

在对某安置小区边坡现场实际情况进行调查分析的基础上,综合考虑多方面因素对该边坡采用了分段多种加固支护形式施工,加固施工期间的监测资料和后续监测资料结果表明边坡变形在规范允许范围内。因此,该方案的选择是合理的。该边坡的成功施工,对长沙地区类似边坡的加固支护设计具有一定的借鉴作用。

参考文献