地下室噴錨基坑支護技術施工研究論文
地下室噴錨基坑支護技術施工研究論文
【摘要】隨著建築工程的增多，建築企業要向在積累的市場競爭中佔據先機，則需要對施工技術不斷進行最佳化，保證施工質量與設計要求相符。在基坑施工中，要確保支護的穩固與安全。噴錨支護技術是當前基坑支護中比較常用的一種施工技術，該支護形式成本較低、適用性強，穩固性與可靠性較高。本文主要結合某地下室基坑施工中對噴錨支護技術的應用進行分析，探討噴錨基坑支護施工技術對地下室施工質量、進度、成本及安全因素的影響。
【關鍵詞】地下室；深基坑；噴錨支護；施工技術
城市化程序的加快促進了城市經濟的發展，為了解決城市人口壓力，建築也朝著深層化、高層化的方向發展，大量地下工程、地下室在城市建築中出現，也因此促使了深基坑支護技術的發展，在諸多深基坑支護施工技術中，噴錨支護技術以其良好的應用優勢，受到施工技術人員的推崇。本文結合某地下室深基坑施工中對噴錨支護施工技術的應用情況進行分析和研究。
1工程概況
該工程建築面積42萬m2，包含二期和三期兩部分，其中地下室一層均為混凝土結構，二期地下室面積1.1萬m2，三期地下室面積0.9萬m2，二期和三期地下室之間有市政道路，寬度為16m，基坑開挖實際深度為5.5~6.4m，場地自然地坪高度-0.8m。工程所在地土層從上到下分別為：①素填土層。結構鬆散、欠壓實，主要為新近回填沙土；②中砂層。深度-2~-16m，為輕微液化土層，承載力低，較為鬆散；③細砂層。承載力較高，為中密狀態；④卵石層。厚度大，強度高，層面分佈溫度，處於中密狀態。施工現場地下水主要為空隙潛水，地下水側向補給影響較大，基坑範圍內主要為潛水地下水，初見水位標高-4~-4.95m，基坑開挖後不存在地下水突湧現象，但基坑開挖受場地內地下水的影響仍然比較大。
2基坑支護施工方案選擇
該工程基坑主要位於②中砂層內，基坑開挖深度比較大，進行基坑支護設計時，地質勘查報告描述的引數建議值如表1所示。施工開始階段，基坑支護方案設計蠶蛹排樁支護結構。該支護結構技術也比較成熟，施工安全性與可靠性均比較高，對周圍建築影響較小，適合在狹小施工場地中應用，但是，由於該支護結構的施工成本比較高，並且需要較長的養護時間，而該專案工期非常緊，最終決定放棄該支護方案。透過再次對施工場地進行勘察，由於施工場地對支護方式沒有其它特殊的.要求，經反覆論證研究，最終選擇噴錨支護方式，採用深井井點降水方案。噴錨支護施工技術也非常成熟，且該支護方案的成本較低，施工操作簡單，有效的縮短的施工工期，不足之處在於該支護方式開挖面比較大，施工時變形量較大，因此在施工過程中需要加強對基坑的監測，對施工資訊要及時進行反饋，才能確保基坑支護施工安全進行。
3噴錨支護施工原理及特點
3.1基坑噴錨支護施工原理目前，國內外諸多基坑支護施工中都會選擇噴錨支護施工技術，是將斷裂面外土體與錨杆連成一個整體，然後透過錨頭、橫樑及托架與建築物連成一個整體受力體，對水壓力與土壓力主動承受，主要利用的是土層的錨固力，實現對土體的穩固性維持。錨杆探入土體內部的深度較大，對土體有主動支護的作用，並且和土體聯合產生作用對周圍土的強度進行提升，達到保護的目的。錨杆與噴層內應力分佈在鋼筋網的作用下均勻分佈，使支護體系的整體穩定性提高。3.2噴錨支護的特點土層的性質對錨杆抗拔承載力有直接的影響作用，隨著土層力學強度、效能的增加，承載力也逐漸增加，隨著土層力學強度的增加，土體單位面積上荷載的變形量逐漸降低。因此，在砂土層與砂性土中錨杆錨固支護方式比較適合，並且錨固力可採用多節擴孔錨杆及擴孔錨杆進行加強，錨杆的抗拔力受灌漿壓力直接影響。如果土體性質為砂性土體，如果將灌漿壓力加大，則水泥漿能夠較好的深入到周圍的土層中，土層與錨固體之間的摩擦力就會增大，從而使錨杆的抗拔力加強。
4確定錨杆承載力
該工程中，對錨杆承載力採用抗拔試驗進行確定，在對該工程一期基坑支護經驗進行總結的基礎上，本工程採用準48型錨管作為錨杆型別，該錨管長度6m，壁厚3mm，傾角10°，在錨管上佈置有孔眼，在錨管入土的一側管端焊接準89錐形擴大頭，這樣就能夠在灌漿壓力足夠的情況下，使錨管周圍摩擦面增大，摩擦阻力也隨之增加。灌漿壓力設定為0.4~0.6MPa，錨管的極限抗拔力透過抗拔試驗確定為270kN。砂漿面與錨杆土層單位面積機械摩擦力受灌漿材料、土層物理力學性質、埋置深度、灌漿壓力、錨杆型別、地下水、灌漿工藝等諸多因素影響。根據土層的抗剪強度，對有效錨固長度（Le）可進行計算：Le=To/Π/D/ty式中，To表示錨杆設計拉力，單位kN，由現場試驗確定；D表示錨杆鑽孔直徑，單位cm；ty表示錨固段周邊抗剪強度，單位MPa。
5噴錨支護斷面構造
上文已經將錨管的形式進行介紹，具體如圖1所示。透過綜合佈置與計算，錨管長度設計為4.5~8.0m，垂直間距1.5m，水平間距2.0m，傾角10°，用2準16加強筋對水平錨末端面進行連線，使其成為一個整體，錨管上佈置孔眼，剖面結構如圖2所示。面層鋼筋網覆蓋至0.5m，用錨釘直接固定於坡面，最後用C20混凝土進行噴射固定，厚度為100mm。
6施工步驟
進行基坑噴錨支護施工時，按照以下施工步驟進行施工：土方開挖、修坡、噴射首層混凝土（厚度>30mm）、鑽機打孔、錨杆製作與安裝、接網及焊接、復噴混凝土、壓力灌漿、養護、抗拔實驗。①土方開挖。進行土方開挖的時候，按照分層分段開挖的方式進行性，從周邊開始逐漸向中間開挖，開挖的進度要控制好，確保錨杆注漿與噴射混凝土施工時間充分，與錨噴支護施工進度安排結合在一起進行開挖，開挖每一層的厚度以錨管為標準，設定在錨管下0.3m左右，錨固位置開挖好以後要馬上進行噴錨支護。進行下一層開挖的時候，要確保上層噴射混凝土及水泥砂漿的強度達到一定程度的時候再進行，通常情況下至少間隔48h，防止下層開挖對上層帶來影響。②修坡。修坡主要根據施工設計要求急性，對坡面的虛土要完全清除。③初噴。初噴即對第一層混凝土進行噴射，通常將厚度控制在30mm以上，混凝土主要由水泥、砂及細石構成，三者比重為1：2：2，水灰比為0.5，石子粒徑為5~10mm碎石，製作混凝土時加入4%的速凝劑。④成孔。採用衝擊式鑽孔機現場成孔，錨固質量與成孔質量有直接的關係，確保成孔不鬆動、不塌陷，孔壁垂直。成孔過程中，嚴禁使用潤土泥漿護壁，避免孔壁出現泥皮，造成灌漿無法深入周圍土體，造成錨杆承載力下降。⑤錨管制作與安裝。錨管壁厚3mm，準48焊接鋼管，在錨管上間隔300mm開設大小為準6的出漿孔，用準89椎管焊接於錨管入土端，作為擴大頭。用3準16鋼筋對錨管進行搭接焊接，在焊接的過程中，垂直度要嚴格控制。⑥壓力灌漿。用水泥淨漿注漿，採用全長漿法，水泥摻入0.05%的早強劑，水灰比0.5，壓力0.4~0.6MPa。⑦鋼筋網布設。鋪設準鋼筋網，鋼筋網連線採用點焊方式，採用準16鋼筋作為骨架加強筋，間距與錨管間距、錨管管頭及骨架鋼筋之間連線中L型鋼筋焊接。⑧復噴與養護。與初噴混凝土相同，厚度70mm，保證整體厚度大於100mm，復噴完成後2h澆水養護，養護時間不低於3d。⑨抗拔試驗。對支護進行驗收之前，要在施工現場進行錨杆抗拔試驗，選擇具有代表性的土層。試驗結果只要達到設計要求，則可經過多方確認後簽字，同意驗收。⑩經過基坑監測，結果顯示基坑沉降量、坡頂位移量及支護結構位移量均符合設計要求，表明錨噴支護施工技術在該工程中的應用效果非常理想。
7結束語
在對基坑支護型別進行選擇的時候，需要考慮的因素比較多，主要包含施工成本、施工進度、安全因素等，同時還應該結合施工現場大小、位置、地質條件等因素，綜合進行考慮。採用錨噴支護施工方法，成本較低，且開挖方便，施工簡單，可有效縮短施工工期，確保了施工按時保質完成。
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