深基坑喷锚支护施工技术

深基坑喷锚支护施工技术

摘要本文以***污水处理厂提升泵房深基础为例，介绍了小场地、深基础喷锚支护施工技术的理论依据和施工方法。

关键词小场地深基础喷锚支护施工技术

1概述

喷锚支护是混凝土支护、锚杆支护、喷混凝土锚杆支护、喷混凝土锚杆钢筋网支护和喷混凝土锚杆钢拱架支护等支护形式的统称。喷锚支护是把岩体视为粘性、弹性、塑性等物理性质的连续介质，同时利用岩体中开挖洞室后产生的时间效应的动态特性适时支护，发挥围岩的自乘能力，增加围岩的稳定性。在小场地、深基坑施工中实施喷锚支护施工技术对施工单位来讲不矢为一个好办法。

1.1 工程概况

***污水处理厂工程，位于成都市跳蹬河北路，与四川制药厂、成都市火电厂相邻。提升泵房、粗格栅、细格栅、曝气沉砂池位于一期工程的南边。其中提升泵房基础地板设计标高为-12．4m，周围无已建建筑物；该构筑物位于城区，施工场地狭窄，基坑开挖深度较大，必须采用有效的支护措施以稳定基坑壁，确保提升泵房施工基坑的安全。

1.2 工程地质情况

施工区域属岷江水系I级阶地，地形平坦，根据**省地质勘察院提供的《***污水处理厂岩土工程勘查报告》，场地的地层自上而下主要为：

(1)杂填土：结构性差，质地疏松，层厚约0.80～3.20m：

(2)粘土：可塑～硬塑，层厚约0.30～6.20m：

(3)粉土：稍密，层厚约0.50～3.20m：

(4)卵石：松散～稍密、密实，底板埋深在494.09—492.06m。

拟建场地地下水为孔隙潜水，第四纪卵石层为主要含水层，河水及大气降水为主要补给源，勘察期间测得该场地地下水静止水位埋深为5.10一7.00m。本场地内地下水渗透系数采用k=20m／d。

1.3 采取方案

根据场地地质资料、基坑开挖深度、场地周围环境条件以及工期的要求，基坑支护采用喷锚支护的方案。

1.4 基坑喷锚支护

1.4.1 喷锚支护设计依据

本工程依据以下文件和工程经验进行设计

（1）《锚杆喷射混疑土支护技术规范》(GBJ86—85)

（2）《土层锚杆设计与施工规范》(CECS 22-90)

（3）《***污水处理厂岩土工程勘察报告》

（4）**地区喷锚支护工程经验。

1.4.2 喷锚支护的可行性

喷锚支护是以新奥法为理论基础。在开挖形成的坑壁中，设置一定长度和密度的锚杆体，锚杆体与喷射混凝土层结构形成柔性支挡体系。挡土体系与坑壁原位土体牢固的结合在一起共同工作，形成在机理上属于主动制约机制支护类型。

1.4.3 喷锚支护设计概要

本工程于基坑东西侧设计为喷锚支护，喷锚支护设计为两大部分，即锚杆设计和面层设计。

根据**市地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告，结合场地环境条件，本次支护设计按以下参数考虑：

坑顶超载：按q=lOKN／㎡考虑

土体结构模型和力学参数：

素填土: 2.0m γ=17KN/m3 C = 5KPa Φ = 150

粘性土层: 5.0m γ=19.5KN/m3 C = 45KPa Φ = 200

粉土土层: 1.40m γ=19.0KN/m3 C = 45KPa Φ = 200

卵石层：6.0～14m γ=20KN/m3 C = 5KPa Φ = 350

坑顶位移：控制坑顶位移不大于20mm。

1.4.3.1 锚杆设计

结合成孔及灌浆设备，锚杆采用QC一150型气动冲击锚杆机将1根Φ50钢管击入土层及卵石层中，并在钢管上按@1000焊接螺纹钢段形成倒刺，并按@1000梅花型钻制灌浆孔，锚杆加工见图一：

（图一）

锚杆加工要点：

(1)、材料均采用3#钢，钢管d=50，壁厚3.5mm, 焊条T42

(2)、管尖加工：管端剖口后，用Φ22钢筋焊制，尖端热镀并淬火。

(3)、压浆孔应光洁，必须用台钻加工。

锚杆长度、杆筋、间距及布置方式

锚杆设计为全摩擦型锚杆。采用正方形布置。以上设计参数见表1和喷锚支护结构图。

1.4.3.2 面层设计

面层采用喷射混凝土与钢筋网组成钢筋混凝土板结构，喷射混凝土采用细石混凝土，配比为水泥：砂：石=l：2：2，水泥为P.032.5水泥，喷射混凝土强度等级C20，喷射混凝土支护面层厚度为90mm;网筋采用Φ6.5@200钢筋绑扎而成，为了增加面板的整体强度，横向设1根Φ16Ⅱ级钢筋加强筋、纵向设1根Φ16Ⅱ级钢筋加强筋，纵横向加强筋与锚杆焊接。加强筋沿锚杆呈双向布设，纵横间距同锚杆间距见表1并在基坑顶边设一宽1000mm的混凝土散水护面。

表1

注：l、所有加强筋均为Ф16。 2、锚杆注浆，浆体水灰比0.6:1，注浆压力0.5—1.0Mpa。

3、必须准确查明锚杆范围内市政管网的分布深度和范围。

4、S X为横向间距，S Y为纵向间距。

2．喷锚支护施工工艺流程

2.1 施工工艺流程

清理壁面---->喷第一层混凝土---->锚杆施工---->披挂钢筋网---->焊加强筋---->喷第二层混凝土---->混凝土养护

2.2 基坑开挖与喷锚支护施工工序：

2.3 质量、安全保证体系

2.3.1 严格施工质量管理，重点加强成孔质量、灌浆质量、挂网质量和喷射混凝土质量，实行当班

作业人员自检、互检，设质检员负责专检；项目经理抽检的质量控制管理制度。

2.3.2 对基坑开挖实施动态监测，以便在必要时及时采取补救措施或修改原设计方案。

2.3.3 严格控制每次开挖深度，根据土质及现场的具体情况每次开挖深度2.0～2.5米，严禁超挖。

2.3.4 随时对地下水降水状况实施监控，以免水位回升，导致喷锚支护体系的破坏。

2.3.5 当地下水位的突然回升，坑顶区域地面荷载的突然大量增加，坑顶位移大于25mm，开挖深度大于设计深度等超过设计条件的情况时立即采取以下措施：

(1)卸荷：即保证坑顶荷载不超过设计值；

(2)停挖或回填：保证每次开挖深度和总开挖深度不超过设计值;

(3)排水：包括立即降低地下水位和加强地表排水系统的建立，或增加喷射混凝上面层的排水孔数量;

(4)补强：当坑顶荷载不可避免或坑顶位移大于25mm时，应立即停止开挖土方，并在位移过大区域增加锚杆和加强筋，加强喷射混凝土面层的刚度。．

2.4 技术措施

施工监测体系的建立是为保证喷锚支护体系的安全，并提供动态数据作为方案修改的依据。

2.4.1 本基坑侧壁安全等级为二级，基坑护壁施工应进行变形监测，确保基坑及周边安全。

2.4.1.1 监测项目包括支护结构的水平位移、周边建筑物变形、地下水位测量等。

2.4.1.2 监测方法为支护结构的水平位移、周边建筑物变形采用红外线测距仪，地下水位采用钢尺测量。

2.4.1.3 测量精度要求及监控报警值是支护结构的水平位移变形测量精度为lmm，地下水位测量精度为5cm。支护结构的水平位移变形监控值为20mm，报警值为30mm，地下水位的报警值为200mm。2.4.1.4监测点布置及监测周期是支护结构的水平位移监测点4个，地下水位监测点2个，布置2口降水井上。各监测项目在基坑开挖前应测得2次初始值，各层土方开挖完成后各测一次，基坑支护完成至地下室修建至±0.00时应每周监测1次，地下水位达到设计要求前每天测量1次，达到设计要求后每两天测量1次。

2.5 基坑支护平面图和喷锚支护结构图（附后）

（基坑支护平面图）

注：泵房四角各设一口无砂混凝土管降水井，Φ600井深超过泵房最大挖深以下10米，内设一台潜水泵不间断降水，并准备一台潜水泵备用。

3．结论：

3． 1 特别适用于小场地、深基础情况下施工，安全可靠，简便省事，无需考虑模板倒运和材料堆积场地。

3． 2 深小基础支模施工受场地限制且不安全，与喷锚支护相比费工费时。采用钢板桩或混凝土排桩能保证安全，但会增加施工难度，同时也会增加相应的费用。在此项工程中采用喷锚支护比原设计节省工期 20天，从而降低造价12 万元。

3． 3 从成都沙河工程提升泵房应用效果来看，喷锚支护施工安全、工期缩短、施工设备简单、造价低、简单易行。

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（喷锚支护结构图）

精选