喷锚支护技术（精选9篇）
喷锚支护技术 篇1
0 引言
土土钉挡墙自20世纪70年代产生以来,至今也不过30几年的历史,由于其明显的优势,在边坡工程、基坑工程中得到广泛的认可和应用。1972年凡尔赛地区首先用土钉加固铁路路堑边坡,我国的首例土钉墙是1980年用于山西柳湾煤矿的边坡加固。
土土钉支护技术则是一种主动的制约机制。总的说土钉喷锚支护技术有以下几种作用机理:
(1)箍束骨架作用:该作用是由土钉本身的刚度和强度,以及它在土体中的分部空间所决定的,土钉在复合体中起骨架作用,使复合土体构成一个整体,从而约束土体的变形和破坏,分担作用在土钉具有很大的抗拉、抗剪强度和抗弯刚度,土体进入塑性状态后,应力逐渐向土钉转移,延迟塑性变形。(2)应力传递与扩散作用:当荷载增加到一定程度,边坡表面和内部裂缝已经发展到一定宽度,坡脚应力最大。此时下部土钉位于滑裂区域以外土体中的部分、仍然能够提供较大的抗力。土钉通过他的应力传递作用使得可将滑裂区域内的应力传递到后面稳定的土体中,分布在较大范围内土体,降低应力集中程度。(3)对坡面变形的约束作用:在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分,喷射混凝土面板对坡面起着约束变形作用,面板的约束力取决于土钉表面与土体间的界面粘结强度。
1 工程实例应用
1.1 工程概况:
拟建建筑物为一栋地上23层医院业务综合楼,带1层地下室,总建筑面积50816.99m2,拟采用框剪结构,整体基坑实际开挖深度在自然地面-6.0m左右,现拟开挖基坑布局呈矩形,基坑开挖后的基底总面积约为2227.2m2,基坑南侧、西侧贴近已建建筑及三个消防水池。
基坑边线距离现有建筑物及消防水池太近,放坡系数为0.3-0.5,有可能因基坑开挖导致边坡发生有害沉降变形,根据《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)确定本基坑侧壁安全等级定为三级,对此段开挖局部基坑边采用逆作法土钉墙、喷锚支护。
1.2 工程地质条件:
该基坑场地地形较平坦,地貌单元单一,场地为拆迁已有建筑。场地地层主要由卵石、风化基岩组成。拟建场地地层由上至下分述如下:(1)杂填土:杂色,稍湿,松散,场地均有分布;层厚1.2-1.7m。由建筑垃圾,生活垃圾及漂石组成。含水量为15%,重度为17.5kN/m3,粘聚力c=18,内摩擦角0.0。(2)卵石:青灰色、土黄色为主、稍密-中密、湿-饱和。该层夹有少量漂石,最大粒径可达40cm,约10%左右,圆形、亚圆形,分选性一般,分布连续,充填物主要为粉土及中粗砂,局部含有细砂透镜体。在基坑范围开挖内没有地下水。
2 基坑支护设计参数验算
喷锚网支护所需各土层的设计参数见表1:
2.1 土钉支护内部稳定性计算:
土体主动土压力:根据库伦土压力理论计算,基坑剖面见图1。
取地区经验值卵石的内摩擦角φ=35°,按卵石土厚度为6.0m计算,则土层根据规范主动土压力系数:
其中γa为土体重度;h为底部土钉距地面高度。
假定为土钉作用所控制的坡面面层上的侧向土压力。因此只计算最低的土钉拉力。土钉抗拔拉力值计算如下式:
土钉设计内力或者最大拉力N
其中:hm为土钉的深度;Sx,Sy是土钉间的水平与垂直间距。
土钉的极限抗拉强度为:
所以Tg≥T满足要求。
2.2 土钉与土体间的界面摩阻力。
对没有超载或均匀超载的情况下,可能产生的破裂面与水平线的夹角为,考虑作用与土钉墙侧面的水平应力,则界面摩阻力为:
底部即第二排土钉的界面摩阻力:
其中:Ln2为土钉破坏面外锚固长度;
K0为静止土压力系数,K0≈1-sinφ',φ'为土体的有效内摩擦角;在此取值为综合内摩擦角。
h'为土钉有效锚固长度以上的土层厚度,在此取值为5.0m。
2.3 内部稳定分析。
在本设计中采用了上部Ф48钢管,在底部内力设计值为:
而土钉所要承受的最大抗力T=47.652kN≤E=106.52kN,即可以安全承受水平侧压力。
2.4 外部整体稳定性分析。
在土钉墙完全达到作用时,即当注浆完成后,水泥与土体发生物理与化学变化增强土体的固结强度,则与原土组成假定的重力挡墙。其作用类似于重力式挡墙,所以外部稳定性按照重力式挡樯考虑。外部稳定性包括抗倾覆性系数、抗滑移稳定性系数、地基承载力稳定性系数。
2.4.1 抗倾覆性验算。
验算上部土层土钉墙稳定性
取前面值,计算得
式中,Mw—土钉墙自重产生的抗倾覆力矩;Mm—土钉对墙体产生的抗倾覆力矩;ME—侧向土压力产生的倾覆力矩;γ0—基坑安全重要性系数,本设计取值1.2。
Kq=2.0则符合安全系数的要求。
2.4.2 抗滑移验算:
在此基坑土的有效内聚力可不作考虑,而偏于安全计算:
Ep为被动土压力。Wμ为土钉墙厚度取土钉水平投影11/12长度,在本设计中,若令Wμ=0,则Kh≥2.5,按照规范要求,临时性基坑安全性系数应不小于2.0,即可以满足要求。
3 设计方案
土钉墙设计方案
基坑按1:0.3-0.5放坡。
土钉锚杆水平间距为2m,土钉锚杆垂直间距为2m,土钉倾角15°,土钉Φ48钢管,土钉的具体长度如下:
第1排锚杆长3.0m;
第2排锚杆长6.0m;
第3排土钉长3.0m;
土钉为Φ48焊接钢管,加强筋为Φ10圆钢。水泥选32.5#水泥。钢板网网眼50×40mm,土钉采用Φ48厚钢管,尖部采用线锥焊接或将钢管端部制尖,端部1-2m每30cm按梅花形焊5mm焊洞制成花管,钢筋骨架采用Φ10单向钢筋做加强筋,平均喷射50mm厚M10砂浆。土钉垂直间距为2m,水平间距均为2m。
钢筋与圆钢的焊缝长度:钢筋与圆钢的搭接双面焊的焊缝长度按规范规定为≥5d1,即应不小于5×28mm及5×25mm,为了接头整齐,取搭接长度一律为140m
挂网喷浆护面:对基坑边坡中的卵石层向下开挖时,对坡面立即进行喷浆处理,进行成孔、安装锚杆、压力注浆,再挂网喷射浆,砂浆厚度为2-5cm。
4 位移监测与支护效果
土钉挡墙源于新奥法,新奥法的基本指导思想是围岩的变形和变形速率是施工的依据。同样土钉挡墙必须伴随施工过程中的监测,监测到的地面沉降和墙顶水平位移,及时反馈到设计和施工,根据位移沉降检查设计、施工的合理性,在基坑周围有代表性的位置设置五个测点。利用精密水准仪、经纬仪量测基坑边顶部的水平位移,测得基坑最大位移观测点为J5观测点位移为基坑深度的0.42%,变形值小于规范0.5%的要求,在变形允许值范围内,其顶部水平变形与时间关系如图2所示。
5 结论
(1)锚喷支护技术在地质条件较好的情况下运用于中深基坑的支护,具有质量安可靠,结构轻柔,具有良好的延性和抗震性、施工设备简单施工占用土地少、工程造价低经济效益好等特点。(2)从开挖结果来看,土钉墙挡土效果良好,保证了边坡稳定和地面建筑物的安全,这表明土钉墙支护,对加固土层,改善地质条件是切实可行的。(3)在施工期间,及时采取跟踪注浆,增大土体的c、φ值对于控制基坑周围沉降的发展,以及减少开挖给周围环境的影响是很有效的。从监测的效果来看基坑变在规范允许的范围之内。
摘要：本文介绍了土钉喷锚支护技术在医院综合楼基坑支护设计和施工中的应用,分析了复合土钉作用机理,验算了土钉支护结构的稳定性、安全性。对复合土钉墙的设计、施工工艺进行了较详细的阐述。通过监测支护结构水平位移认为:土钉喷锚网支护技术在本工程的应用是成功的。
关键词：土钉喷锚支护,主动土压力,安全系数,稳定性分析,水平位移监测
参考文献
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[2]某医院综合楼场基坑边坡支护施工组织设计[Z].
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[10]JGJ79-2002建筑地基处理技术规范[S].
喷锚支护技术 篇2
一、工程概况
本工程属民用建筑工程，框剪结构，总建筑面积为126267.96平方米，地下建筑面积29313.61平方米，共七栋高层建筑，主体22-26层，框剪结构。主楼地下室为二层，车库层为一层，基础通过后浇带连接为整体。整个小区四周均无永久性建筑，距城市道路均有安全距离。
二、采用喷锚支护依据
根据地质勘察报告、现场场地及施工图纸，基坑整体开挖至-7.37m，承台部分开挖至设计标高。
1、施工场地的局限性，考虑到施工过程中基坑周边堆载等因素影响，基坑不能满足粘性土坡1：1~1：1.25的放坡要求。
2、基坑整体开挖深度较深，承台部分开挖采取直立开挖，没有坡度。雨季施工容易引起塌方，影响施工进度，存在安全隐患。
3、根据广饶县安监站要求，基坑开挖超过2.5m必须采取支护措施，否则将给予建设单位和施工单位停工整改及经济处罚。综合各方面因素，本工程基坑支护采取喷锚支护。
三、土钉支护设计参数
打入长度为0.8m的14螺纹钢筋布置，倾角10。，长度间距详见方案图。
钢筋网：Φ6.5@300×300 喷射混凝土配合比（重量比）为水泥：砂：碎石=1：2：2，斜坡处80mm厚，坡顶外延部分100mm厚。
四、主要分项工程施工技术措施
施工工艺流程：土方开挖→钢筋网片制作安装→安放土钉钢筋→喷射混凝土→混凝土养护
1、基坑开挖
基坑开挖为整体一次性开挖至-7.37，承台部分整体开挖后再次开挖至设计标高。土方工程完成后开始搭设脚手架做支护。
土方开挖前，按照设计放线，确定开挖边线，基坑开挖在破壁留出后10~20m土由人工修至规定坡度。在确保边坡幅员尺寸情况下，尽量保持边坡壁面的平整。
2、钢筋网片制作安装
土钉安放完成后，按要求修整坡面，在边坡上挂Φ6.5@300×300钢筋网片。
面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上，钢筋网片用插入土中的铁丝固定，但在喷射混凝土时不应出现振动。
钢筋网片用扎丝绑扎而成，网格允许偏差为±10mm，铺设钢筋网时每边的搭接长度不应小于200mm，网片与坡面间隙不小于20mm。土钉与面层钢筋网的连接通过钉头，土钉头为四段Φ16钢筋截成250-300mm成“井”字形焊牢到土钉尾部。
3、插入土钉钢筋
土钉钢筋选用14螺纹钢，插入土钉钢筋为0.8m，间距为2m。
4、喷射混凝土 喷射混凝土配合比（重量比）水泥：砂：碎石=1：2：2，采用机械拌和。喷射机输送干料至工作面，在喷头处加水混合，喷湿到坡面上。喷层厚度80mm，混凝土强度等级不低于C20，石子粒径不大于12mm，水灰比不大于0.45，喷射混凝土中加入3%的速凝剂。喷射混凝土时，喷头与受喷面要保持垂直，距离1~1.5m。
土钉支护的喷射混凝土面层宜插入基坑底部以下，插入深度不小于0.2m，在基坑顶部设置宽度为1m的混凝土护顶。面层喷射混凝土终凝后2小时内喷水养护，养护时间为3-7天。
5、排水设施的设置
开挖前先做好预防下雨时地表水流入基槽内的排水工作，护坡的同时，在基槽上口一米以外用砖砌240mm厚400mm高砖墙作为阻水带，在基槽下口设置排水沟；基底设10个1m*1m*1m深集水坑，每个集水坑内预备4.0KW水泵一台。
坑内排水沿基坑横向中线向基坑东西方向挖满足要求的集水坑，用水泵抽水。集水坑平面布置见下页图。
6、斜梯设置
在基坑东侧设置1个、南侧设置1个、西侧设置1个及北侧设置2个斜梯供施工人员上下。
五、质量保证措施
1、建立有效的质量保证体系和管理制度，并严格加以实施，确保工程施工质量。
2、建立开工前的技术交底制度。
3、建立严格的隐蔽工程检查制度。
4、建立严格“跟踪监测”制度。
5、建立严格的原材料、成本、半成品进场检验制度，不合格产品马上清出现场，不得在现场存放。
六、正常使用已支护边坡要求
1、严禁随意破坏坡面。
2、准确掌握基坑边10m范围内上、下水管线情况，对污水管线进行疏通，确保流水通畅，壁面破坏上水管线，杜绝边坡内部出现涌水现象。
3、注意坡顶和坡脚的防水、排水工作，各种施工及生活用水和雨水不能直接排放到基坑边10m范围内未硬化的地面，以免地表水进入坡面。坡顶和坡脚的积水及时排走，严禁坡脚长期被水浸泡。
土钉墙支护与喷锚支护的区别 篇3
关键词：土钉墙支护；喷锚支护；挡土支护技术；锚杆；锚索
中图分类号：TU942
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2009)17-0179-02
土钉墙支护与喷锚支护因其在支护施工中的可靠性、可行性与经济性，在现代的边坡基坑及隧道等支护工程中得到了广泛的应用。土钉墙支护与喷锚支护(特别是非预应力锚杆喷锚支护)在型式上是相似的，都是在开挖边表面铺钢筋网，喷射混凝土面层，并在其上成孔然后安设锚钉或锚杆(索)。二者从表面看有着很多相似之处，具有共性一面；另一方面，各自又有各自的特征和使用范围，具有个性的一面。由于二者的共性和个性，使我们在应用中有选择的可能性和必要性，而且能够借鉴两者各自的优点，设计复合支护结构，以满足各种复杂施工现场和环境的要求。其实，这种所谓的复合支护结构在实际应用中是较普遍的。现在先对二者进行简要的分析，然后在此基础上得出二者的异同点及适用条件。
一、土钉墙
土钉支护(soitnailing)，是新兴的挡土支护技术，最先用于隧道及治理滑坡，20世纪90年代在基础深基坑支护中应用。土钉墙是将短而密的土钉(钢筋、钢管)置入被支护的土体中，通常辅之以喷射混凝土面层。被支护土体置入土钉后得到加固改善而形成土钉墙。土钉墙是抵抗其后土压力的承载体，近似于重力式挡土墙。土钉墙后的土压力是使土钉墙变形、位移、倾覆的动力。土钉的长度取决于基坑的深度和土质情况，一般为基坑深度的0.5～0.8倍。
土钉支护工艺，可以先锚后喷，也可以先喷后锚。喷射混凝土在高压空气作用下，高速喷向喷面，在喷层与土层间产生嵌固效应，从而改善了边坡的受力条件，有效地保边坡稳定；土钉深固于土体内部，主动支护土体，并与土体共同作用，有效地提高周围土的强度，使土体加固变为支护结构的一部分，从而使原来的被动支护变为主动支护；钢筋网能调整喷层与锚杆应力分布，增大支护体系的柔性与整体性。
土钉支护的施工工艺流程是：按设计要求开挖工作面，修正边坡；喷射第一层混凝土；安设土钉(包括钻孔、插筋、注浆、垫板等)；绑扎钢筋网、留搭接筋、喷射第二层混凝土；开挖第二层土方，按此循环，直到坑底标高。
土钉施工机具采用螺旋钻、冲击钻、地质钻、洛阳铲等。其施工要点是：按设计图的纵向、横向尺寸与水平面夹角进行钻孔施工；钢筋要平直、除锈、除油；注浆材料用水泥或水泥砂浆，水泥砂浆配合比为1:1—1.2(重量比)，水灰比宜为0.4—0.45；注浆管插到距孔底250～500mm，为保证注浆饱满，在孔口设止浆塞：土钉应设定定位器，以保证钢筋的保护层厚度。
土钉支护适用于水位低的地区，或能保证降水到基坑面以下；土层为粘土、砂土和粉土；基坑深度一般在15m左右。
二、喷锚支护
喷锚支护(shot-anchoring protection)，其形式与土钉墙支护类似，亦是在开挖边表面铺钢筋网，喷射混凝土面层，并在其上成孔，但不是埋设土钉，而是锚杆，借助锚杆与周围土体间的粘聚力，使与边坡土体形成复合体共同工作。
喷锚支护是以圆弧滑动面以内的土体为研究对象，将其分成若干个垂直的土条，该土体的自重w土钉墙支护与喷锚支护因其在支护施工中的可靠性、可行性与经濟性，在现代的边坡基坑及隧道等支护工程中得到了广泛的应用。土钉墙支护与喷锚支护(特别是非预应力锚杆喷锚支护)在型式上是相似的，和该土体上的地面荷载是该土体下滑失稳的动力，而圆弧滑动面上的总抗剪力和作用于该土体上的总锚固力是该土体下滑失稳的抗力。被研究的土体沿滑动面下滑的平衡状态是：下滑抗力≥下滑动力。
喷锚支护实际上可分为两大部分：一部分是喷混凝土；一部分是设锚杆。在基础开控后，将岩石或土体表面清理，然后立刻喷上一层厚3～8cm的混凝土，防止围岩或土体过分松动。如果这层混凝土不足以支护围岩，则根据情况及时加设锚杆，或再加厚混凝土的喷层。
喷混凝土的施工工序是：首先清理支护面(为了提高喷层与支护面的粘结，并减少回弹，有的国家在岩体表面先喷一层厚约1cm、水灰比较小的砂浆，或喷2～3cm含水泥量较高的混凝土)。喷完底层后，即可分层喷混凝土，每层厚度约3～8cm，每层喷完之后，应将回弹、松散料加以消除。每层喷完之后，头7d内应喷水养护，正确的养护是保证混凝土强度所必不可少的。第一层喷完之后，常加设锚杆，再挂钢筋网，然后再喷第二层以至第三层混凝土。
喷混凝土的方法有“干喷”、“湿喷”两种。干喷是将水泥、砂、小石等干料拌和好，装入喷射机中，用压缩空气通过输料管，把拌和物送到喷嘴处加上溶有速凝剂的水，喷射出去；湿喷是将水泥、砂、小石及水等拌和好，装入喷射机中，送到喷嘴处，在喷嘴处再加上溶入水的速凝剂喷射出去。上述两种方法各有优缺点，目前我国多数工地仍然采用干喷。
混凝土配比一般为水：水泥：砂：石：速凝剂为0.35～0.5:1:2:2:0.03。正确选用配合比和正确操作养护是提高混凝土强度的基本方法。此外，还可以在喷射混凝土中加入钢纤维，这样将大大改变喷混凝土层的韧性及抗拉强度，使之能够承担较大的荷载。
锚杆与锚索有各种不同的形式。按材料分，有金属锚杆、木锚杆；按受力情况分，有不加预应力锚杆和预应力锚杆。锚杆与锚索各有不同，锚杆一般都较短，不超过10m，锚索则可以较长，如有的长达30～40m；锚杆一般受力较小，每根锚杆几吨至十余吨，锚索受力则较大，一组锚索受力可达几十吨甚至上百吨。
所有各种锚杆锚索均要求先钻孔，然后才能安设。锚杆的孔径较小，钻孔的费用较小，一般间距较小；锚索要求的孔径较大，可大到150mm，钻孔的费用较大，一般间距较大。 锚杆与锚索的类型多样，主要有楔缝杆、涨壳式锚杆、倒楔式锚杆、开缝管式锚杆、树脂锚杆、砂浆锚杆、预应力锚索等。
三、二者的区别
由以上两种结构的组成构造和作用机理可以看出，正是因为喷锚支护和土钉墙支护的作用机理不同，设计思想和方法也不同，造成了支护的适用对象范围的不同，从而也造成了造价的不同。
土钉墙是埋设土钉，使边坡与土体形成复合体共同工作，适用于无水的基坑，起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，基坑深度不宜大于12m。喷锚护壁埋设的是锚杆(预应力和非预应力)，主要利用的是锚杆与周围土体之间的粘聚力。喷锚支护一般用于土质不均匀、不稳定土层、地下水位较低、埋置较深、基坑深度在18m以内时采用；对硬塑土层，可适当放宽；对风化页岩、页岩开挖深度不受限制，但不适用于有流砂土层和淤泥质土采用。目前，喷锚支护已广泛采用，锚杆喷射混凝土支护技术适用于矿山井巷交通“隧道”、水工“隧洞”和各类“洞室”等地下工程，也适用于大部分岩土边坡锚喷支护的施工。
设计的锚杆一般是钢绞线束。土钉墙不施加预应力，锚杆可施加预应力。土钉全长范围内受力，锚杆分为自由段和锚固段。土钉复合整体作用，个别失效，整个土钉墙影响不大；而各锚杆为重要受力部位，失效影响范围大。土钉墙面板基本不受力，锚杆护墙面板和立柱受力较大。
土钉墙与喷锚支护相比，前者构造较简单、成本相对要低些，一般适用于土质较好、放一定坡度的情况；后者在不适宜有较大放坡的情况下采用，且后者要求锚杆前端嵌入坚实可靠的岩土层，才能起到支护的作用，要不然就转化为土钉墙了。
参考文献
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[6]贾圣东.土钉墙支护边坡的施工工艺及机理[D].重庆交通大学
喷锚支护技术在工程中的应用 篇4
关键词：喷锚支护技术,施工方案,基坑,实施
1问题的提出
我单位承建了山西省农业技术综合服务基地工程, 当我方进场时, 南侧某高层建筑物地基沉降尚未稳定, 基坑支护体系和止水帷幕已由前期施工单位施工完毕;工程质量尚未验收, 其支护、止水的效果如何, 对我们来说还是未知数;但我方在人工底板施工工程中发现帷幕外有翻浆现象, 说明帷幕间存在缝隙。为防止开挖后周边地下水流入基坑, 并达到施工后只允许渗水而不出现水柱及流砂的目标, 经专家会研究决定采用喷锚方案解决。
施工中西部塔吊基础下渗漏水, 使塔吊稳定性受到了威胁。为保证塔吊的安全, 经业主、监理、施工三方协商后采用喷锚支护的方式对塔吊基础进行了加固。喷锚范围见图1。
2施工方案
1) 考虑到基坑南侧距相邻建筑物停车场仅6 m, 喷锚锚杆的设置既要满足锚固要求, 又不能穿透某建筑物的地下室, 因此决定采用打短管并注浆的方法配以膨胀螺栓, 满足既能固定钢筋又能挤密帷幕间缝隙, 从而实现确保工程安全的目标。2) 施工工序为:开挖一步后修边坡→初喷50 mm→打锚杆→注浆→编网、焊井字架→终喷100 mm。3) 锚杆的设计:为达到既能固定钢筋又能挤密帷幕间缝隙, 而且又不能穿透相邻建筑物地下室的目的, 经过计算我们选用ϕ48×3.5的钢管, 水平间距1 m, 垂直间距1.2 m, 然后向钢管内注浆的施工方法。
3施工方案的实施
1) 在基坑南部需喷锚范围, 土方开挖分层厚度为2 m、宽度为3 m, 随挖随修坑壁, 保证坑壁的垂直度。2) 在钢筋混凝土灌注桩上安装ϕ16膨胀螺栓, 露出桩面150 mm, 用于固定钢筋网片。3) 利用混凝土喷射泵向基坑表面喷射混凝土, 厚度为50 mm, 随喷随将混凝土表面用木搓子搓平。4) 当基层混凝土强度达到70%时, 向土体内打钢管锚杆, 锚杆倾角0°～10°, 第一排距喷锚顶面200 mm, 要求锚杆打入土体内后不得松动。5) 利用注浆设备向钢管内注浆, 注入强度等级为M15的水泥净浆, 随后以200 mm长ϕ14～ϕ18螺纹钢呈井字形焊于锚杆头上加以锚固。6) 绑扎ϕ6@200钢筋网片, 网眼间距200×200, 钢筋连接采用绑扎接头, 受分层高度影响, 竖向钢筋接头错开1 000。7) 用混凝土喷射泵向基坑内壁喷射混凝土, 强度等级C20, 喷射厚度150。初凝前用木搓子搓平, 控制混凝土的垂直度达到满足基坑尺寸。8) 施工缝的留设与接槎, 施工缝留成垂直施工缝, 当喷射下步混凝土时要将凝固的混凝土表面进行凿毛, 浇水充分湿润后进行接槎。
4实施效果
本工程基坑内喷锚支护计970 m2, 由山西省建总公司科研所进行施工。通过采用喷锚支护加固基坑土体后, 在基坑整个施工过程中基坑侧壁没有发生明显的变形现象, 经过变形观测均在容许范围内, 对相邻的建筑物在整个施工中没有产生不良影响。
5结语
通过本工程采用喷锚支护施工工艺加固基坑侧壁的方法, 它具有施工简单、操作方便、成本低的特点。本工程的推广运用使我们项目部管理人员学到了喷锚支护的有关知识, 掌握了喷锚支护的施工工艺, 提高了技术业务水平, 为以后的喷锚支护施工积累了经验。
参考文献
喷锚支护技术 篇5
1 工程概况及工程地质条件
1.1 工程概况
该工程位于兰州市城关区, 总建筑面积38000m2。主楼高96.1m, 地上28层, 地下2层, 全现浇框剪结构, 平板式筏板基础。基坑东侧紧邻一乡村道路, 车流量大, 地下管线复杂。基坑北侧东紧靠一泵房, 泵房下面有一水池, 水池底部比基底高4.5m, 基坑北侧西紧靠一栋简易三层楼, 西、南两侧地势较低。施工现场狭窄, 支护困难。
1.2 地质概况
根据本工程地质勘察报告, 场地土上部为第四系全新统 (Q4) 地层, 岩性主要为素填土、河流相冲洪积的卵石层, 其下为第三系砂岩, 两者呈不整合接触, 第三系砂岩厚度巨大。场地地层自上而下依次为:
(1) 素填土层 (Q4ml) :褐色, 成分由卵石、碎石及砂土等组成, 局部地段完全以碎石土回填, 含少量炉渣, 卵石粒径多大于40cm。土质较均匀, 无层理, 稍湿, 回填时间较短。层厚1.90～3.70m。
(2) 卵石层 (Q4al-pl) :青灰色, 颗粒级配良好, 一般粒径40～60mm, 卵石含量约70%, 颗粒间呈接触式排列。层厚4.10～6.50m。
(3) 砂岩层 (N1-2) :浅黄色, 中厚度, 中～粗粒结构, 致密, 泥钙质半胶结, 成岩性差, 为极软岩。本层产状近于水平, 夹泥岩, 遇水或暴露地表极易软化崩解或风化。
场地地下水属孔隙潜水, 主要赋存于卵石层中, 地下水位埋深2.60～3.70m, 流向北西, 含水层渗透系数30m/d。
2 支护方案的选择
在兰州地区深基坑普遍采取的支护方案为护壁桩支护及喷锚支护。该工程施工单位报的施工方案为桩锚支护 (护壁桩与素喷锚联合支护) , 业主认为施工单位所报施工方案不仅造价高, 而且工期很长, 并且周边民房是简易房, 打桩极易引起民房开裂产生纠纷, 其次基坑周边根本无法布置打桩机及桩位, 因此业主建议施工单位采用喷锚支护。经过业主组织设计、监理、施工单位及有关专家对喷锚支护方案进行论证后认为喷锚支护方案可行。
3 喷锚支护方案设计
根据地勘报告提供的各地层土质力学参数及兰州地区的施工经验, 根据表1中的土力学参数, 边坡荷载按15KN/m2对坡面进行稳定性计算表明:基坑支护前边坡安全系数分别为0.7和0.6, 边坡不稳定, 基坑开挖必须进行边坡支护。支护后边坡安全系数为1.2, 根据开挖深度不同, 将边坡分为3类支护剖面。
3.1 南、西侧为Ⅰ类剖面
开挖深度为6m, 放坡坡度为1:0.1。锚杆长度从上到下依次为6m、4m、3m, 锚杆排距为1.6m, 水平间距为1.5m。详见Ⅰ类支护剖面图、Ⅰ类支护立面图。
3.2 北侧为Ⅱ类剖面
开挖深度为7.0m, 放坡坡度为1:0.1。锚杆长度从上到下依次为6.0m、6.0m、4m、3m, 锚杆排距为1.5m, 水平间距为1.5m。详见Ⅱ类支护剖面图、Ⅱ类支护立面图。
(1) 北侧紧邻的3层楼房特殊地段加设竖向微型桩, 可有效控制开挖坡度, 可根据实际情况分层加设微型桩, 以确保开挖边线到位。上部锚杆头采用双横筋通长连接, 以提高整体刚度, 详见3层楼房支护剖面图、3层楼支护立面图。
(2) 北侧紧邻的泵房特殊地段土钉调整为3排, 整体提高了支护参数, 确保了特殊段两侧的安全, 在此基础上, 开挖泵房排水问题 (若泵房渗水) 要和支护结合进行, 泵房段增设竖向微型桩, 可有效控制泵房沉降。
3.3 东侧为Ⅲ类剖面
开挖深度为9.5m, 放坡坡度为1:0.1。锚杆长度第一排锚杆采用9.0m、8.0m间隔施工, 以有效消除应力集中, 破坏边坡深层滑移面。其次从上到下依次为9m、7m、6m、4m、3m, 锚杆排距为1.5m, 水平间距为1.5m。详见Ⅲ类支护剖面图、Ⅲ类支护立面图。
3.4 喷锚支护空位设计
钢筋土钉孔径100mm, 采用φ20钢筋, 钢管土钉采用DN40锚管加工制作成花管, 花管制作孔径6～8mm, 间距300mm, 端部2m不设置小孔, 孔与孔之间成梅花型布置。
3.5 网喷砼护面设计
网喷砼护面的作用主要是限制土钉之间土体的变形, 将土体侧向压力有效地传递给土钉, 并调整相邻土钉的受力状态。根据全长注浆土钉的受力分析, 锚头和面层受力较小, 因此面层不必太厚。喷射砼厚度为8cm, 强度为C20, 配合比为:水泥1:砂石4:水0.4。支护护面网筋为Φ6.5@250×250。因锚杆全长注浆, 自由段注浆体主要承担散力作用, 锚杆头的拉力不大, 采用4φ14钢筋点焊连接, 用φ14钢筋压Φ6.5@250×250网片, 为防止网片从φ14钢筋中脱出, 填土层采用φ14双通筋, 卵石层基本不受力, 采用“井”字架连接。锚杆端部构造见锚杆端部构造图。
3.6 土钉注浆设计
土钉采用洛阳铲或冲击器打入设计深度后, 采用孔底压力注浆, 水灰比为0.5, 在安好锚杆的孔内注入1:1水泥砂浆, 压力不低于0.4MPa, 以确保锚杆与孔壁之间注满砂浆, 砂浆内加膨胀剂及早强减水剂, 注浆采用由里向外注, 需将注浆管插入孔内距孔底约0.5m处, 必须在孔口绑扎止浆布袋, 防止浆液流出。
3.7 施工顺序编排
为了避免因基坑开挖引起土体应力场和应变场的过大变化, 施工过程中基坑开挖必须分层分段开挖, 边开挖边支护, 不得超挖。限制每层开挖长度不超过25m, 深度不超过2.0m。
3.8 动态设计和信息化施工
基坑开挖支护是一项综合性的岩土工程问题。它既涉及土力学中典型的强度和稳定问题, 又与变形问题密切相关;同时还涉及土与支护结构相互作用问题。基坑在开挖过程中受多种因素的影响, 而且是复杂多变的。如侧向土压力、土钉内力、土体应力应变、实际土质参数、临时堆载等。这就产生设计结果与实际状况的差别, 故需通过动态设计, 用施工过程中采集的各种信息对支护结构进行逐次分析, 修改原设计中不符合实际的部分, 以保证基坑边坡的稳定。
3.9 位移监测
土钉支护监测是支护设计中的重要组成部分。通过监测, 可随时掌握基坑周边环境的变化, 以及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果, 为设计和施工提供信息。通过信息反馈体系, 可及时修改支护参数、改善施工工艺、预防事故发生。本基坑设位移、沉降观测点各8个。
4 本工程应用效果
(1) 造价方面:在相同计费标准下, 采用护壁桩挂网素喷锚联合支护方案, 造价为202万元, 选用喷锚网支护的方案, 造价为54万元, 两个方案相比喷锚网支护方案节约投资148万元。由此可见, 在深基坑支护方案中, 如果地质条件许可, 使用喷锚网支护方案是比较经济的。
(2) 工期比较:采用护壁桩支护须待护壁桩全部施工完且桩身砼达到一定的强度后, 才能进行土方开挖;而喷锚支护最大的特点是土方开挖与支护同时交叉进行, 使本工程工期提前了约二个月。
(3) 护壁桩为悬臂式受力, 在桩的上端部分会产生位移, 由此容易造成基坑附近相邻建筑物及道路开裂现象;而喷锚支护充分利用土体自身的承载力, 它使被加固的土体整体化和结构化, 显著地提高了被加固土体的稳定性和承载力, 其安全性大为提高, 本工程已施工完, 未对周边建筑物和道路产生影响, 没有发生塌陷现象。
(4) 喷锚支护有效地解决了本工程场地狭窄的基坑支护问题, 并且施工噪音低、振动小、无污染, 对周边居民生活影响较小, 本工程达到了预期效果。
参考文献
【1】彭振斌.锚固工程设计计算与施工【M】.武汉:中国地质大学出版社, 1997.
【2】余志成.深基坑支护设计与施工【M】.北京:中国建筑工业出版社, 1997.
【3】中国岩土锚固技术编写组.岩土锚固新技术【M】.北京:人民交通出版社, 1998.
【4】厦门市建设委员会.深基坑支护技术【M】.北京:中国水利水电出版社, 1999.
喷锚支护技术 篇6
1 设计方案及材料要求
高路堑边坡, 多采用大型爆破施工形成, 岩层多为块状的层间结合较好的中厚层或厚层石灰岩体结构。由于前期爆破施工未采用将开挖区和保留区分开来的预裂爆破方式, 使得岩层受一定的爆破影响, 局部有层面张开裂缝, 边坡破碎松散、犬牙交错, 时有落石现象发生;根据路堑边坡现状, 将需要加固防护的边坡分喷锚挂网防护和素喷混凝土防护两种类型;对边坡较高、坡面松散破碎严重, 且破碎岩层较厚的地方采用喷锚网防护, 而对那些边坡较低, 只有少量裂缝, 破碎不严重的地方则采用素喷混凝土防护。
1.1 设计方案
1) 喷射混凝土厚度采用10cm, 喷射混凝土标号为C20细石混凝土。2) 锚杆采用22钢筋;锚固深度视边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而走, 一般取1.5m;锚杆孔的深度应大于锚固深度20cm, 并用1:3~1:4的水泥砂浆固结;锚杆间距采用2.0m×2.0m, 梅花型布置。钢筋网的孔眼尺寸采用20cm×20cm的方孔。
1.2 混合料的配合比设计
1) 水泥与砂石之重量比为1:2:2~1:2:3;2) 砂率宜为45%~55%;3) 水灰比宜为0.4~0.45;4) 速凝剂掺量应通过试验确定。
1.3 材料选择
1) 水:混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质, 不得使用污水以及pH值小于4的酸性水。2) 水泥:应优先选用425#普通硅酸盐水泥;也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥, 水泥标号不得低于325#, 性能符合现行水泥标准。3) 骨料:应采用坚硬耐久的碎石或卵石, 粒径不宜大于15mm;当采用碱性速凝剂时, 不得使用含有活性二氧化硅的石材。4) 砂:应采用坚硬耐久的中粗砂, 细度模数宜大于2.5, 含水率直控制在5%~7%。5) 外加剂:应选用符合质量要求的速凝剂, 掺速凝剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。
2 施工方法及技术措施
喷锚网支护的施工程序是:搭设脚手架———整修边坡———制作安装设施排水孔———第一次喷射混凝土———锚杆钻孔、注浆———钢筋网制作:挂网第二次喷射混凝土———养护———拆除脚手架。现把各工序的施工方法及技术措施简述如下:
2.1 搭设脚手架
脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察, 确定安全后再搭设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩石上, 不得置于浮渣上;立柱间距1.5m。架子宽度1.2~1.5m;横杆高度1.8m, 以满足施工操作;搭设管扣要牢固和稳定;钢架与壁面之间必须楔紧, 相邻钢架之间应连接牢靠, 以确保施工安全。
2.2 坡面整修
由于现有的岩石边坡破碎松散且不平整, 故必须将松散的浮石和岩渣清除干净。处理好光滑岩面;拆除障碍物;用石块补砌空洞;用高压水冲洗受喷面;对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固;对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理;在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔, 预留的长度根据现场确定布设。
2.3 喷射混凝土作业
1) 喷射作业前必须对机械设备, 风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。2) 喷射混凝土之前, 用清水将坡面冲刷干净, 湿润岩层表面, 以确保一层后才进行定位;采用气腿式凿岩机钻孔, 孔径50m m;根据现场的情况确定锚杆深度一般为1.0~1, 5m, 钻孔要垂直边坡面。锚杆采用~22mm钢筋, 间排距20Qcm, 梅花型布置。3) 如遇岩石过于坚硬须采取加水的方式钻孔, 钻孔时必须随机钻速度钻进, 不能强加压力冲钻, 以免影响边坡岩石的稳定。4) 采用压力泵将1∶1的水泥砂浆注入锚孔。如遇空洞不能加压太大, 要保持0.1 MPa的工作压力。注浆要保证砂浆饱满, 不得有里空外满的现象。5) 注完浆后, 立即插入锚杆, 若孔口无砂浆溢出, 应及时补注砂浆。
2.4 挂网
1) 先将圆盘钢筋 (直径~6) 调直, 按边坡形状尺寸取料加工, 按网孔20cm×20cm的规格编织好钢筋网, 分布要均匀, 绑扎要牢固。2) 编好钢筋网后, 与锚杆交接处必须进行焊接, 以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。3) 钢筋网必须紧贴混凝土表面, 以保证钢筋网保护层厚度。
2.5 养生
1) 当最后一次喷射的混凝土终凝2h后, 立即喷水养护, 每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于7d。2) 在终凝后第一次喷水养生时, 压力不宜过大, 以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。3) 气温低于+5C时, 不得喷水养、护。4) 在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象, 应分析原因、采取措施进行修补, 以防后患。
3 现场质量管理措施
1) 严把钢筋、水泥、砂石、速凝剂等原材料质量关, 并严格按配合比施工。2) 严格操作规程:我们根据生产需要, 专门制订出锚杆施工操作规程、喷射混凝土操作规程以及化验制度、机具测试维修制度、新工艺和新技术的推广制度等, 使每一位施工人员都熟悉并掌握操作规程和技术要求。要求工人严格按操作规程施工, 加强对其责任心的教育。3) 责任心强、技术熟练的工人担任, 以保证喷射混凝土的质量。4) 合理选择施工设备、机具和施工方案。施工前选好设备、机具, 良好的机具是保证质量的基础。在选择施工方案时, 要深入调查, 进行测试研究, 采用工程类比法, 优化选择适合本工程的支护方式和施工方法。
4 结语
喷锚网支护可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度, 增强边坡的整体稳走性。应根据边坡岩土体现状, 合理选择喷射混凝土的支护措施、结构设计方案。合理选择施工程序、工艺和技术措施是保证喷锚网支护工程质量的关键。制订行之有效的现场质量管理措施非常必要。对喷锚网支护要对喷射混凝土强度厚度、锚杆间排距、抗拔力、外观感等方面进行检测, 严把质量关。
参考文献
[1]赵强.浅谈公路施工中喷锚网技术的应用.科技创新导, 2007.
喷锚支护技术 篇7
某住宅楼项目, 楼层高度为28~35层之间, 总共4栋, 车库设地下1层, 基坑开挖最大深度保持在自然地面下方6.8m处, 总支护面积大概为2700m2。项目场地狭窄, 周围环境错综复杂, 基坑北面紧邻一混凝土公司架空水池地下泵房, 侧壁距离水池、泵房外墙的水平间距最小值只有600mm, 水池和泵房采用的都是天然地基。西面与连江北路相距大概10m, 这条路是交通要道, 重型机车也是常客, 路面下埋设了很多交织的管线。南面邻近居民住宅区。东面相接一标段地下室, 允许直接开挖, 无需设置支护。
2 支护方案设计
施工现场的现实条件如下:施工时间处于上半年3~4月之间, 春雨绵绵, 雨水量大, 对项目的安全性和施工进度将带来很大的影响;施工场地与光明港的河道接近, 地下水充足;地下有很多障碍物, 附近有建筑物和道路。鉴于此, 本项目基坑支护选用喷锚支护、部分加设预应力锚杆、超前注浆的方案, 基坑和周围建筑之间相距至少15m, 降水深度控制在基坑底下方0.5m, 选用基坑管井降水, 确保地下水位下降到承台底0.5m处, 降水井数量为45口、深度为11m。通过明沟排水来有效控制地下水, 为预防地下水位下降带来的不良后果而在基坑周围设定回灌井。在工程地质与周围环境的基础之上, 将安全、经济、可行当作切入点, 选用不一样的支护形式来对应各种基坑支护段, 分别简单描述如下。
2.1 A—A断面 (基坑北侧临水池段)
其紧邻水池, 还具备流塑-可塑型的淤泥质土层, 设定单排f108超前注浆钢管, 运用土钉墙从上至下垂直开挖, 3排土钉直通坑底, 并于第一排的位置相间设置预应力锚索与混凝土暗梁, 设计剖面的详细情况参照图1所述。
(1) 土钉锚杆:共设3道f20锚杆, 其中M1与预应力锚索YM1相间设置, 各排长度依次为8m、6m、4m, 纵横间距分别为l.0m、1.3m, 钻孔为fll0, 倾角10°。
(2) 注浆超前钢管桩:沿周边设置f108注浆钢管桩L=6.0m。钻7L为f130、深6.0m、间距1.5m, 全长置入钢管, 其下段3m内每隔0.5m设f10出浆孔注浆。选用42.5R水泥净浆, 水灰比0.5, 强度不低于M20, 采用袋锁口加压注浆, 压力≥0.5MPa桩顶设, C20混凝土压顶梁 (300×300) , 水平配筋4f16。
(3) 预应力锚索锚杆在YM1和土钉之间相间布置。钻孔为f150, 倾角25°, 长15m, 锚索为2×7f5钢铰线, fPFK=1860N/mm2, 锚头采用QM锚具配钢垫板, 锚杆设5m自由段, 外包塑料薄膜, 锚固力均为120k N, 预张拉锁定力Pf=100k N, 注浆后7d张拉锁定。土钉和预应力锚杆注浆均采用塑管底部注浆工艺, 选用42.5R水泥净浆, 水灰比0.5, 强度不低于M20, 注浆压力≥0.6MPa, 并在3h内补浆。
(4) 喷锚面钢筋网采用f6钢筋按200×200绑扎, 加强筋为f16第一排预应力锚杆和锚杆增设钢筋混凝土暗梁, 所有加强筋焊接长度为10d, 面层喷射100mm厚C20细石混凝土。
2.2 B—B断面想 (西侧靠近市政道路段)
该支护段存在淤泥层且紧靠市政道路, 采用土钉墙自上而下垂直开挖, 设置4排土钉支护到基坑底部, 如图2所示。
(1) 土钉锚杆:共设4道f20锚杆, 其中M1与预应力锚索相间设置, 各排长度依次为10m、6m、6m、4m, 纵横间距分别为1.0m、1.3m, 钻孔为f110, 倾角10°。
(2) 采用塑管底部注浆工艺, 选用42.5R水泥净浆, 水灰比0.5, 强度不低于M20, 压力≥0.5MPa, 并在3h内补浆。
(3) 喷锚而钢筋网采用f6钢筋按200×200绑扎, 加强筋为f16, 第1排预庄力锚杆和土钉的横向腰梁钢筋为2f6, 加强筋焊接长度10d, 面层喷射100mm厚C20细石混凝土。
2.3 C—C断面
(1) 采用垂直开挖土钉墙支护结构, 自上而下设4道锚杆, 其长度依次为10m、6m、6m、4m横间距分别为1.0m、1.5m, 钻孔为f110, 倾角10° (图略) 。
(2) 采用塑管底部注浆工艺, 选用42.5R水泥净浆, 水灰比0.5m强度不低于M2O, 压力≥0.5MPa, 并在3h内补浆。
(3) 喷锚面钢筋网采用f6, 钢筋按200×200绑扎, 加强筋为f16, 所有加强筋焊接长10d, 面层喷射100mm厚C20细石混凝土。
2.4 D—D断面
采用垂直开挖土钉墙支护结构, 自上而下设3道f20锚杆, 其长度依次为8.0m、6.0m、4.0m, 纵横间距分别为1.0m、1.5m, 钻孔为f110, 倾角10°。其余同C—C断面 (图略) 。
3 施工要点
(1) 通过蛙跳式分段开挖来进行土钉墙的施工操作, 在实际土质层的基础上来决定具体的分段长度, 最好控制在10~15m, 采用行之有效的措施将开挖后的积水排出来, 规避未完工基坑长期浸泡在水中的现象。
(2) 若淤泥层自稳定时间不长, 开挖施工前即可事先埋入土钉亦或是f48钢管, 钢管长度为2m, 管与管之间相距0.3~0.5m, 和土钉坡面呈10°。边坡开挖后需在最短的时间内施工, 保证其趋于稳定。
(3) 土钉分层开挖, 深度和其竖向距离保持一致, 禁止超挖, 土钉注浆体的强度要超过设计值的70%, 最少养护3d, 达到这一条件后才可进行下一层土方的开挖施工。
(4) 钻完锚杆孔后, 必需将松土、泥浆等物从孔里面清理出来再将土钉杆体送进去。
(5) 用于喷射混凝土的粗骨料最大直径不得超过1.5mm, 水灰比最好要控制在0.45以内。
(6) 用于混凝土喷射的喷头必需和作业面相距0.8~1.5m, 且要尽可能和作业面保持垂直, 并于底部慢慢向上喷射。
(7) 支护结构距离基坑边3m的区域内禁止堆载物品, 3m之外的堆载物必需控制在10k N/m2以内。
(8) 钢锚索施工规定: (1) 基于设计成孔角度来钻孔, 孔和锚杆预设方位角度偏差要控制在2°以内, 其直径与深度必需达到设计值, 钻孔穿过不利地层、塌孔可能性大的地层时务必配备套管。 (2) 制作钢锚索的材料为2×7f5钢绞线, 必需依据相关标准严格落实, 正式施工之前必需选择典型地段展开现场测试, 试验用锚索不得低于3根, 宜取正式施工时锚索数量的5%, 藉此检验操作工艺和相关设计指标是否正确。 (3) 装好锚索后就能注浆施工, 运用底部注浆术、注浆管一次性施工, 养护7d, 等锚索固定、混凝土强度超过设计值的70%时即可张拉施工。
4 基坑位移监测
(1) 该项目北侧的水池、泵房段均处于一级安全等级, 水平位移允许值和预警值分别为10mm、7mm, 其它部分的安全等级是二级, 水平位移允许值和预警值分别为20mm、14mm。
(2) 在基坑角位、水池、泵房顶等多个位置设置监控点, 数量为16个, 使用经纬仪监测支护结构、边坡土体、水池、泵房顶部的水平位移, 使用水准仪监测水池、泵房的沉降情况, 密切关注地表、支护结构有没有开裂现象, 频率为1d1次, 待基坑施工结束后1个月检测1次即可。
5 实际施工及使用情况
(1) 北侧水池张拉锚索成孔时, 锚孔前段出现了原水池无粘性石粉、碎石垫层, 厚度为1.0m, 钻孔时还伴有剥落、坍塌的情况, 成孔失败, 锚索不达标。对应的处理措施是封闭孔口, 每相距2m即往石粉碎石垫层打入f48花管, 利用高压注浆的做法加快其固定速度, 然后再来施工。
(2) 施工时的定期监测数据表明:北侧基坑监控点累计水平位移最大值是6mm, 其它三面皆为9mm, 皆控制在预警值的范围内, 判定达标。
(3) 基坑施工结束后, 随即而来的大雨至使基坑西侧靠南角的位置水平位移比较大, 且产生了宽度为15mm的裂缝。紧急应对措施是打入f48垂直花管并注浆加固, 管和多孔段的长度分别为3m@15mm、2.5m, 位移随即被稳定下来。检查结果表明, 围墙外路面经过的重型汽车压 (下转第71页) 坏了基坑外缘的排水沟, 大量渗水软化了地下的土层, 再加上路面行驶的车辆负载造成了位移。鉴于此, 将排水沟填上, 浇注混凝土填补裂缝, 问题迎刃而解。
(4) 项目委托第三方检测机构全方位检测了房屋的安全, 结果表明, 房屋没有因不均匀沉降造成的各种破坏、倾斜现象。
6 结语
(1) 喷锚支护具有施工设备简单, 工期短, 经济合理等优点, 配合使用超前注浆管 (超前锚管) 可有效克服基坑开挖过程中淤泥质土侧向流动等问题, 提高整体抗滑移稳定性, 在对基坑变形有严格要求时, 还应结合预应力锚杆对基坑变形加以控制。
喷锚支护技术 篇8
1 喷射混凝土材料配比
喷射混凝土是将砂石料、水泥及速凝剂等材料一同搅拌而成, 为锚喷锚网的基本材料。喷射混凝土在混凝土喷射机作用下, 可以从软管输送至喷嘴位置, 我们在喷嘴处加水能将其混合成料束, 高速喷敷于围岩表面, 形成能够支护围岩的喷射混凝土层。喷射混凝土及锚杆配合补充, 就形成了锚杆喷射混凝土支护, 这种支护结构能够同多种围岩条件相适应, 增加围岩支护能力。喷射混凝土的原材料配比如下所示: (1) 水泥:在水泥选用上, 首选硅酸盐水泥, 水泥标号要高于325号, 这类水泥保水性强, 有良好的凝结硬化能力, 使用中注意混合、受潮或过期水泥不能使用; (2) 砂子:砂子首选坚硬的粗砂及中砂, 砂子细度模数在2.5以上, 含泥量在3%以下。这是因为过细砂容易出现粉尘, 细砂会导致喷射混凝土的干缩及变形; (3) 石子:首选坚硬的碎石或卵石, 粒径需在15毫米以上。卵石干净光滑, 不会对喷射机及输料管产生太多磨损, 适合远距离输料;碎石强度高, 在喷射作业时回弹率低, 但是因为碎石表面粗糙, 有棱角, 容易导致喷射机磨损, 因此实际中要少用; (4) 水:洁净水还有饮用水都可以作为喷射混凝土用水, 不能使用酸性水及污水; (5) 速凝剂:速凝剂有两种, 一种为水玻璃, 一种为碳酸盐及铝酸盐;根据形状分成液体及粉状速凝剂两类。速凝剂应用目的是加速混凝土的凝结速度, 提高早期强度, 减少收缩变形, 使混凝土在5℃低温情况下也不会失效。速凝剂在用量上多为水泥量的2.5%-4%。
鉴于喷射混凝土的施工工艺特点, 在原材料配比上, 不仅要满足支护要求, 还需要考虑工艺要求。
2 喷射混凝土的支护结构
在结构上, 喷射混凝土需要根据巷道围岩、地质条件、工程跨度及断面等情况确定支护参数, 选择支护结构。
2.1 喷砂浆支护:
此种支护结构是在巷道围岩表面喷射砂浆的形式, 砂浆标号不能小于75号, 厚度应不小于10mm, 不大于30mm, 这种支护结构的作用是使围岩封闭, 减少围岩的风化及侵蚀速度。
2.2 喷射混凝土支护:
此种支护结构是在井巷的围岩表面喷射混凝土的形式, 让这些混凝土同围岩的自承能力结合, 以达到巷道支护的目的, 混凝土的喷射厚度应不小于30mm。
2.3 锚杆喷射混凝土支护:
此种支护结构为喷射混凝土及锚杆两种支护形式联合的支护结构, 两种支护形式结合, 能够充分发挥锚杆及喷射混凝土作用, 提高支护能力。
2.4 锚杆喷射混凝土金属网联合支护:
此种支护结构为锚杆、喷射混凝土及金属网相结合的支护形式。金属网能够使支护结构更加坚固, 多用于W、V类软岩井巷的巷道支护。使用中金属网格需≥150mm, 钢丝直径范围应在2.5~10mm之间, 在施工总金属网需绑扎结实, 将锚杆牢靠固定, 并让金属网同喷射混凝土间紧密结合, 确保支护强度。
2.5 钢纤维喷射混凝土支护:
此种支护结构是将钢纤维掺入到喷射混凝土内所形成的, 目的是为了最大限度提高混凝土支护性能。这种支护结构多用在过断层破碎带巷道及大断面交叉点的支护。在使用中碳素钢纤维抗拉强度需要≥380MPa, 钢纤维长度范围在20~25mm, 直径范围在0.3~0.5mm, 钢纤维掺量控制在混合料的3%-6%。
2.6 钢架喷射混凝土联合支护:
此种支护结构为软岩中常用的支护结构, 需要在掘进后架设好钢架, 待围岩稳定之后进行混凝土支护, 把钢架喷射在里面, 并打好锚杆, 控制围岩的变形。钢架本身有一定支护能力, 混凝土喷射能起到钢筋加固的作用, 喷射混凝土层本身的柔性能够同围岩微量变形能力相适应。
3 锚喷锚网喷射混凝土的施工技术
3.1 喷射混凝土施工:
喷射混凝土在施工中应以操作的高效性及施工安全做前提, 将混合料搅拌机及喷射机距离缩短。搅拌机如果设置于地面上, 应将按照比例搅拌好的粗细骨料运到井下, 并将其同速凝剂、水泥进行现场搅拌之后进行喷射, (下转第186页) 喷射机同作业面需保持较近距离, 这样可以防止输料管堵塞, 提高工作效率。在斜井施工中, 喷射机需要在井口布置, 并对输料管、弯头进行检查之后进行长距离输料。使用中不能采用弯头, 输料管管径需要改变时应使用锥形的变径接头, 这样可以使运输阻力减少, 防止管路出现堵塞, 提高工作效率。在应用压力水箱对喷头进行供水时, 应将水箱设置于喷射手及司机的可视范围之内, 这样更方便进行水箱压力的控制及调节。同时喷射机、上料机还有搅拌机需要安置在巷道面, 这样在保证掘进速度的同时, 更方便喷射混凝土, 使施工能够连续进行。
3.2 锚杆喷射混凝土支护:
根据锚杆型号不同, 锚杆施工也有所不同。掘进后, 应先安装好临时锚杆, 随后在进行混凝土喷射, 先喷射一薄层, 再进行复喷, 复喷需要达到一定厚度, 顶板情况如果良好, 需要在薄层混凝土层喷射后, 安装锚杆后进行复喷, 复喷的厚度也需要达到设计规定。
3.3 锚网喷射混凝土施工:
在对软岩的破碎断层带进行锚杆施工时应添加一层或者两层金属网, 使混凝土强度增大, 类似钢筋混凝土作用。在进行钢筋铺设时应先将污锈清除干净, 并在围岩表面喷射薄层混凝土之后再进行金属网的铺设, 并将金属网及锚杆还有其他的坚固间进行连接加固。将金属网片绑扎紧密, 确保其在喷射中稳定不出现晃动, 钢筋网格应不小于150mm。进行金属网铺设, 应待第一层金属网喷射完成之后再进行第二层的铺设。钢筋网应同岩面保持30mm以上间隙, 网筋保护层厚度应在20~40mm之间, 这样的距离及厚度能够保证钢筋网喷射混凝土的受力状态及应力分布, 防止喷射混凝土的支护表面出现破损。
在进行钢筋网喷射混凝土作业过程中, 需要先埋设喷厚标钉, 控制好喷层厚度。在喷射时还要尽量使喷头与受喷面距离缩短, 并适当调节喷射角度, 保证围岩混凝土及钢筋间的密实性, 当混凝土覆盖到钢筋网后, 再加大喷头与受喷面距离, 确保喷射面平整, 然后按照上述喷射混凝土施工方法进行施工。
总之, 了解煤矿开采中锚喷锚网混凝土的支护结构及施工技术, 是当前煤矿开采的现实需求, 能够在提高施工技术前提下提高企业的综合效益。
参考文献
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喷锚支护技术 篇9
1 工程分析和概述
本文所探讨分析的是某省市高层建筑项目工程, 其建筑楼层地上一共有16层, 地下有2层, 其中工程建筑的总面积达到26550m2。其中工程中的基坑在开挖的深度在±0.00以下的10.8m, 而在工程项目的实际开挖时, 其深度在9.05m。需要说明的是基坑的北部和本市主干道相连, 而建筑项目的基坑南端则邻近河道, 而基坑的东部是市中心, 而西部则是紧邻一幢住宅楼, 施工的工地非常狭小, 给施工带来很多不便。对于基坑的开挖, 对于周围的交通和影响非常大。
场地中的地高在514.71m到515.63m之间, 而基坑的设计开挖深度一般以地面以下的4.37m左右, 其中基坑属于二级安全等级, 基坑的支护有效期在一年半。施工开挖在2014年2月即施工结束, 并与2014年3月初开始基础施工。
对于场地的地质条件中, 按照业主的要求, 加上地勘数据分析, 场地的地质构造比较简单, 从上到下基本上是素填土以及粘土、含卵石粉质粘土和泥浆共同组成。针对素填土的组成在场地的分布非常普遍, 一些地段还有其他的填土, 且厚层在0.61m。粘土厚度在2.21m, 而含卵石粉质粘土一般在3.52m厚之间。
2 基坑边坡支护结构方案分析和设计
按照工程的特点, 对于基坑支护工程主要采用排桩和喷锚的方案, 运用这种方案, 可以有效地保护基坑。施工的重点应放在东侧和西侧, 如果不去考虑周围有建筑时, 可以按照本地的施工经验进行施工, 同时还要考虑到工程的实际经济性特点和实用性等情况, 从而选择喷锚支护的施工方案。运用这种施工工序, 其步骤是先进行开挖, 然后再进行支护, 随后再基坑位移等施工。在本工程的实际施工和应用中, 要对基坑的参数进行分析, 其中, 杂填土厚度在2m, 重度为18KN/m3, 粘聚力在20°, 内摩擦力为8, 以及极限摩擦力是20Kpa, 而粘土的厚度在5.1m, 其中重度在20KN/m3, 粘聚力在50Kpa等。
在工程中的排桩主要利用人工挖孔桩方式, 其中护壁桩的芯径在1000mm, 其外径一般在1300mm, 而桩中心要留有2.8m的距离, 护壁的厚度一般在150mm。在进行挖孔时, 其深度通常在自然地面下挖13m, 而嵌固深度要在3.7m。护壁挖孔桩的要求要达到整体上加强其作用, 保证其稳定性, 同时在护壁桩顶部还要设置连系梁, 连系梁的高和宽分别在600mm和1000mm, 并采用C20混凝土浇筑。
在桩和桩基坑壁的处理过程中, 对于土层在处理时一般采用网喷方式, 而卵石层的处理, 则采用的是素喷支护的方式。还要喷射混凝土钢筋网片, 其混凝土的强度要达到C20, 应具备50mm到80mm的厚度, 这样才能使得土层不容易出现脱落。
3 喷锚技术在基坑边坡支护施工中的具体应用
在基坑边坡支护施工中, 要先确定施工的总体方案, 工程所采取的方案是用机械挖掘的方式, 对于土方开挖以及挖孔桩的施工是共同施工的。要保证两者在施工中不造成一定的影响, 就要对土方开挖做出一定的要求, 在进行开挖时要保证开挖地面和挖孔桩部位相距至少10m, 同时还要求放坡的比例在1∶0.5。一般情况下, 挖孔桩的中心距离比较大, 而不必考虑其他情况, 如隔桩跳挖, 可以进行连续性施工。在工程中的具体情况下, 要考虑到几个部位, 其相距的距离比较远, 且有62根护壁桩。在施工的时候要保证平行施工, 此外还要对每一个护壁桩进行浇筑混凝土。随后, 对护壁桩旁进行土方开挖时, 要有一定的时间限制, 一般在五天以后。挖方时, 挖掘机要离桩壁大约0.4m处进行开挖, 从而保证了土方开挖不会使桩身遭到破坏。在进行开挖时, 一定要注意严格按照设计的规定进行开挖, 沿着固定的阶段进行依次开挖。完成开挖之后, 其桩间土就要及时的进行修整, 还要抓紧混凝土的浇筑, 要保证混凝土的厚度达到50mm到80mm。
4 排桩技术在基坑边坡支护施工中的应用
然后, 再进行人工挖孔排桩的施工工序, 这道工序中, 要按照规定的施工步骤操作。首先要进行放线定桩、高程, 然后再开挖土方, 还要支护壁模板、放钢筋等等。其在施工中的技术的具体应用中, 要先测定桩位轴线, 然后测定高程的基准点, 同时还要确定桩位的中心。在开挖桩孔土的时候, 要按照要求从上往下挖, 先挖中间的, 再进行周围扩挖, 从而有效的控制界面, 保证尺寸不会失控。要注意开挖的高度要小于1m。
要注意校核桩孔中心, 还要注意浇灌的桩孔护臂混凝土, 每挖一节就要马上浇筑混凝土。还要注意浇筑的过程中要捣实, 其坍落度一定在100mm内严格控制, 从而保证孔壁具有较高的稳定性。在浇灌之后一天后才可进行拆模。对于开挖第二节桩孔土方的时候, 就要利用有关设备进行运土了, 这需要孔内的施工人员注意安全, 同时要求地面人员务必系好安全带, 在吊土的过程中, 要盖住盖板, 同时卸土之后, 再自行打开盖板。一般要挖到要求达到的深度, 然后再利用支杆通过桩孔的检查, 对孔壁进行清洁和修整, 最终使上下达到平整顺直。
在拆护壁模板的时候, 要在模板口处留口, 主要是为了浇筑混凝土而用, 其中在在模板的上口处, 留口的高度要在100mm。混凝土通常是用串桶来运送的, 也是利用人工进行浇筑和捣实, 然后再进行循环作业。对于检查和验收时, 在成孔完成以后, 就要把桩身、孔底以及桩位的情况、井壁垂直度等各种数据进行仔细的检查。详细做好有关记录后, 就可以办理相关的隐蔽验收手续了。
在喷锚支护施工中, 要按照具体的要求开挖, 其中对于修边坡的过程中, 要分情况土质, 按照规定进行喷射混凝土。在焊接加强筋的时候, 对筋骨焊接以及钢化管头的焊接一定要牢固。喷射混凝土的时候, 要按照规定喷射, 达到设计要求的厚度, 如果控制不好厚度, 可利用锚杆头的方式控制。还要注意混凝土里要添加速凝剂, 以便使混凝土能够快速凝固。
在施工中, 如果出现了一些问题, 要立即进行处理, 不可隐瞒不报。针对降水的深度如果在基底往下500mm处, 且护壁桩具有较大嵌固深度, 这是孔底周围有可能出现地下水, 这种情况下, 如果地下水渗水比较严重, 吊桶装水也排不完水, 就要用高程水泵进行抽水, 让水位保证稳定。如果出现地下水渗水不是很多, 可以利用吊桶进行排出。
5 结语
在本工程中, 地质条件比较良好, 在基坑地下距离10m出, 且东西两侧均有建筑物的情况下, 通过采用排桩技术和喷锚技术的应用, 对于土层有关部位进行了加固, 使基坑作业变得更加的安全和科学, 且基坑没有出现其他的裂缝, 使得基坑边坡支护的施工中取得了比较理想的施工效果。
摘要：在建筑工程施工中, 本文主要结合工程实例对排桩和喷锚技术的应用进行分析, 从保证基坑边坡支护工程的安全, 防止基坑土方出现坍塌。通过分析和介绍基坑边坡支护施工中的排桩以及喷锚技术, 对施工和效果进行了详细的分析和论述, 并对工程案例中的情况进行科学的分析。
关键词：排桩,喷锚,基坑边坡支护,应用
参考文献
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