基于工程实例对喷锚支护施工技术的探讨

覃树昌

（呈贡县建筑工程质量监督站，云南 呈贡 650500）

所谓梁式转换结构，通常是这样定义的：现代高层建筑向多功能和综合用途发展，建筑物某层的上部与下部因平面使用功能不同，不同用途的楼层，需要大小不同的开间，采用不同的结构形式。这种要求与结构的合理、自然布置正好相反，因为结构下部楼层受力很大。即正常应当下部刚度大、墙多、柱网密，到上部逐渐减少，并通过该楼层进行结构转换，则该楼层称为结构转换层。梁式转换结构的施工技术难度相对比较高，是当前研究的热点。

1 喷锚网支护及其作用原理

喷锚网支护是目前深基坑支护工程中采用较多的一种支护方式。它是喷射混凝土、锚杆、钢筋网联合支护的简称，作为一种先进的支护加固技术，在岩土质高边坡和大跨度地下工程，特别是在不良地质条件下，国内外已进行了广泛而成功的应用。

土体的抗剪强度较低，抗拉能力几乎等于零，但是土体具有一定的结构整体性，能以较小的临界高度保持直立。土坡直立的高度超过临界高度，或坡地有较大的超载以及环境因素的改变都会引起土坡失稳。过去常采用支挡结构承受侧压力并限制其变形，这属于被动制约机制的支挡结构。喷锚网支护是土体内增设一定长度和分布密度的锚固体，它与土体牢固结合而共同工作，以弥补土体自身强度的不足，增强土体的稳定性。这种方法是以主动制约机制为基础通过锚杆与土体的相互作用，使土体自身结构强度增加，锚杆对复合土体起着骨架箍束作用，分担外荷载和土体自重、应力传递与扩散的作用。而钢筋网喷射混凝土则约束坡面变形。

2 工程概况

某大厦占地面积约8000m2，设计地面以上23层，地下室2层，框架剪力墙结构，采用人工挖孔桩基础，基坑开挖设计深度8.5m，基坑平面大致呈方形，基坑支护周边总长约252m。

3 喷锚支护方案

本工程采用喷锚网支护，除北边线外其余边线均放坡2m开挖支护，坡面倾角大约76°，共布置7层锚杆，其中2层为小预应力钢筋锚杆，成孔孔径均为110mm，锚杆钢筋使用1Φ22级钢筋，喷锚网面板厚度为130mm。基坑1/J轴以北有一围墙，紧贴地下室边线，最近处约有2m左右，围墙以外马路是附近居民出入的主通道，因此围墙不能外移或者挪动空间不够，因此设计人员将此段喷锚支护改成垂直开挖支护，且增加由168超前支护钢管栏，同样布置7层锚杆，分为普通钢筋锚杆和小预应力钢筋锚杆，成孔孔径均为110mm，锚杆钢筋均使用1Φ22/25级钢筋，喷锚网厚度为130mm。

4 施工方案、施工工艺及技术措施

4.1 喷锚支护施工

4.1.1 工艺要求

为做到及时支护、有效地保持土体强度，喷锚网支护的施工要“紧跟开挖，随挖随支”，每层开挖高度，随地质条件而定，一般为1.5m～2.5m。

喷锚网支护施工的作业流程如下：1)开挖土方，修整坡面；2)喷射首层速凝细石混凝土；3)锚杆成孔；4)制备锚杆钢筋；5)安放锚杆钢筋并采用压力灌浆封孔；6)编钢筋网，焊接加强钢筋；7)终喷速凝细石混凝土及喷锚网养护；8)开挖土方。如果土方开挖后，土(岩)层较好能自然直立时，为加快施工进度，可不进行首层速凝细石混凝土的工作。对松软土层或遇水易软化的土层以及有地下水渗流严重地段，为防止开挖的坡面局部塌落，需先编好钢筋网，焊接加强钢筋，并增加短摩擦锚杆，喷射首层速凝细石混凝土，然后成孔，制安锚杆钢筋，注浆封孔。

4.1.2 技术保障措施

开挖前，应了解和掌握邻近建筑物基础形式和锚杆长度范围内地下管线的具体位置，以指导调整锚杆的孔位、角度和长度，避开上述障碍物。边坡开挖后3h内完成作业面的初喷(遇软弱土层时)，48h内必须完成支护作业，上、下排锚杆施工48h内不宜开挖该段的下一层。疏通基坑附近的排水管道，防止堵塞引起渗漏，及时排干基坑周边积水；对基坑周边的原有裂隙，应做必要的填补，严防地表水下渗；作业面流水量较大时，应设置浅层或深层泄水孔。

施工前及施工中，做好各种材料的送检、化验，保证使用合格产品，按有关要求做好试压件与焊接样品的制作与送检工作。基坑坡顶位置设位移、沉降观测点，定期观测，及时观测基坑变形情况，指导开挖和支护工作。

深基坑支护重在过程控制，一旦出现质量问题，事后纠正和补救比较困难。因此，监理工程师必须严格把关，确保施工质量。

4.1.3 质量保障措施

严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备正常运转。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。

核验水准点及坐标控制点的正确性和保护措施。审查施工单位的水平及竖向施工放线是否正确，开挖过程中监理工程师要随时对基坑的开挖尺寸、水平标高和边坡坡度进行检查，随时注意基坑的变化。坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢绞线、砂子、石子、掺加剂等必须按规定报验，“两证一单”齐全，并见证取样送检。

做好隐蔽工程验收。施工过程中，监理工程师应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆应力等进行检查，按规定留置混凝土试块、水泥浆试块，旁站监理锚杆抗拔力实验。

4.2 土方工程

4.2.1 施工布置

本工程基坑支护采用喷锚网施工工艺，土方开挖须与喷锚施工密切配合。

土方开挖平面区段的划分:

考虑本工程基坑施工场地较大，为了确保有足够工作面供喷锚施工正常进行，又充分发挥挖掘机自身工作效率，将本基坑土方开挖划分为Ⅰ区和Ⅱ区两部分。Ⅰ区为基坑内部土方开挖无须支护部分。Ⅰ区面层土由于受地表水的影响呈烂泥状，因此在开挖前期(即平台保留期，该部分土方面层须用碎砖、碎石或石粉铺填便于机械设备运作，否则会产生陷机的可能)。Ⅱ区为沿基坑四周留设的8m～12m土台。Ⅱ区内专门配备一台反铲挖土机配合喷锚施工，反铲土机将Ⅱ区内土方挖至Ⅰ区。整体施工次序如图1所示。

图1 整体施工次序

4.2.2 基坑排水设施

按设计要求沿基坑坡顶喷射1m宽、100mm厚保护层，防止地表水流入基坑边破坏土体及对基坑周边坡的冲刷。按设计要求沿基坑周边设排水明沟，将地表水及水泵抽起的基坑水经沉淀过滤后排入市政下水道。

土方开挖过程中沿基坑内周边挖6个～8个临时集水坑，并随基坑挖深而加深，利用集水坑将基坑渗水和施工废水用潜水泵抽至地面排水明沟沉淀过滤后排入市政下水道。施工过程中应经常检查排水沟，确保排水沟的畅通。

4.2.3 施工监测方案

基坑监测的内容是坡顶水平位移及沉降。基坑周边的观测点在坡顶施工喷射混凝土层时建立，用钢筋定标，标志高度不超出混凝土面2cm，沿基坑周边每间隔约20m～30m布置一个，共布置13个，从第二层开挖及喷锚支护时开始观测，基坑开挖施工阶段每周观测不少于2次～3次，遇暴雨或变形异常时，应每天观测1次～2次。支护完成后，基础工程桩施工阶段，至地下室底板完成施工每周观测1次，以后至地下室完成阶段每2周观测一次。水平位移观测采用经纬仪进行，沉降观测采用水准仪进行，测量基准点由基坑外土体稳定地区引测。

按上述措施进行施工，在施工过程中对整个基坑及邻近建筑物的位移进行了跟踪监测，各观测点均处于稳定状态。同时对基坑开挖后地面裂缝的开展情况进行了跟踪监测，各观测点裂缝均处于稳定状态。实践证明，喷锚结构是一种广泛采用在开挖深度不超过12m的基坑支护方法，具有安全稳定性好、造价低、工期短等特点。

[1]金问鲁.地基基础实用设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1995.84285.

[2]黄强.深基坑支护工程设计技术[M].北京:中国建材工业出版社，1995.54255.