锚喷支护技术在基坑开挖施工中应用

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1、锚喷支护技术在基坑开挖施工中的应用[提要]本文介绍锚喷支护技术的原理，以及在建筑工程基坑支护应用中的实用性、可靠性、经济性。[关键词]锚喷支护、建筑工程、基坑、锚杆、抗拔力、喷射砼、注浆锚喷支护技术是国外70年代开始应用的新兴支护技术，80年代引入我国，主要在治理边坡、隧道支护等大型土木工程中应用；90年代才开始应用于房屋建筑基坑支护，由土层锚杆与挡土板共同组成支护结构。1锚喷支护作用原理与多种传统边坡支护手段比较，采用锚喷支护技术施工其经济效益与边坡稳定效果更显优越性。此外，锚喷支护基坑边坡具有及时、快速，随挖随支与基坑开挖同时

2、进行，不占独立工期，占用最小施工场地。混凝土砂浆在高压空气作用下高速喷向受喷面，在喷层与土层间产生嵌固层效应，从而改善边坡受力条件，有效地控制侧向位移，保证边坡稳定。锚杆深固于土体内部，主动支护土体，并与土体共同作用来有效地保护与提高周围土的强度。使土体变荷载为支护结构体系的一部分。从而使原来的被动支护变为主动支护。钢筋网有效地调整喷层与锚杆内应力分布，增大支护体系的柔性与整体性，而传统支挡结构都可归为被动受力结构体系。2基坑锚喷支护的主要技术要求当锚喷支护锚固段锚杆受力时，首先通过钢筋（钢绞线）与周边的水泥砂浆的握裹力传到砂浆中

3、，然后再通过砂浆与周围土的摩阻力传递到整个锚固段。抗拔试验表明，当拔力不大时，锚杆位移量极小；拔力增大，锚杆位移量加大；拔力增到一定量时，变形不能稳定，此时认为已经达到抗拔破坏，这种破坏是砂浆与土层间的摩阻力超过了极限。因此，必须通过结构设计计算来确定锚杆直径与长度、钢筋网的直径与间距，保证锚喷支护结构的可靠性。锚杆抗拔承载力还与土层的性质有关。承载力随土层的力学性能、力学强度提高而增加，单位荷载的变形量随土层的力学强度提高而减少。锚杆锚固段要尽可能埋入力学强度高的土层，如砂层、卵石层及岩层，并尽量采用扩孔锚杆或多节扩孔锚杆以增强

4、锚固力。灌浆压力对锚杆的抗拔有很大作用。在砂类土中，如加大灌浆压力，能使水泥浆颗粒渗入到周围土层中去，就增加了锚固体与土层的摩擦力，从而增加了锚杆的抗拔能力。有试验表明，12～15m长的锚杆在粉砂中，当灌浆压力为1Mpa，其极限抗拔力为100kN，当灌浆压力增加到2.5Mpa时，抗拔力达300kN尚未破坏。除此之外，锚喷支护安全还与施工组织管理有关。土方开挖时不能扰动土体，应沿坑内侧边分层分段开挖喷锚施工槽；挖出作业面后及时修整边坡，立即进行喷锚网支护施工；下一层土方开挖应待到上一道锚杆抗拉强度达到设计值80％方可进行，间隔时间宜

5、为7天。3工程实践3.l工程简介福州美林湾二期工程地上由1~3#、7#、14~15#、21#、28#楼8幢11~18层住宅楼组成，建筑面积约5万m2；地下一层（连体），建筑面积1.5万m2。所在地原为拆迁地与花圃地，经平整后地势平坦，场地西侧邻近金山流花溪河，再往外邻近乌龙江，水量较大。地下室开挖深度约4.60m～5.10m。土方开挖量约为75500m3。3.2支护方案的确定本基坑位于软土地基，而且开挖较深，设计初期曾考虑采用排桩水平撑支护，这种支护位移可以得到较好的控制，可靠性高但造价昂贵，而锚喷支护在福州地区已应用多年，技术已

6、成熟，更为重要的是土方开挖为施工提供方便，且节约投资，缩短工期，按以往经验软土深基坑一般不超过5.0m为宜，而本基坑深达5.1m，在基坑边环境复杂，紧邻建筑物与河道等多种不利条件。通过设计单位与建设单位专家组的多方研究论证，认为可以采取局部加固措施与基坑坡脚采用打入木桩稳定边坡坡脚措施，采用锚喷支护是可行的，它比排桩支护可节约近50万元。表1各岩土层分布情况及其物理力学性质土层名称土层厚度（m）容重（kN／m3）内聚力C（kPa）内摩擦角φ（°）杂填土0．4～3．318．01512粘土质填土0．0～2．217．5淤泥质填土0．9～

7、3．216.5510淤泥3．0～6．015．4典型的支护断面：水平锚管采用由直径48，厚3.0mm的钢管，长度为12m～15m，水平与垂直间距分别取1.2m，倾角5度。锚管上布置孔眼。锚管入土端焊有Ф89锥形扩大头，以便使压力灌浆后在锚管周围形成粗大毛面增大摩阻力。水平锚管未端间用2Ф22加强筋连接成一体。淤泥层中的水平锚管表面还形成倒刺。面层钢筋网为φ6@250×250，复盖形成到坡顶的地面（宽0.5m）并回击入钉固定在坡顶。锚喷网厚度为10cm。由于基坑位于淤泥层中，而淤泥的抗剪强度低，自稳能力差，所以在整个基坑范围内增设一排

8、密排Φ120木桩，稳定坡脚，木桩采用松木，长4.0m,深入基坑底下2.0m、2.2m。3.3施工工艺锚喷支护施工工艺流程是：施工准备→坑边土方开挖（分层、分段）→修坡→初喷砼（视边坡情况）→锚杆制作安装→挂网、焊接→复喷砼→注浆→养护。3.3.1土