深基坑喷锚支护的施工技术

胡德洪

（江西省吉安市建筑安装工程总公司，江西 吉安 343000）

深基坑喷锚支护的施工技术

胡德洪

（江西省吉安市建筑安装工程总公司，江西 吉安 343000）

近几年喷锚支护广泛用于深基坑边坡支护。本文通过分析喷锚支护加固支撑原理，说明喷锚支护技术用于深基坑边坡支护是安全可靠的，与传统的支护结构相比，有施工技术易掌握、工期短、造价低的优点。本文对喷锚支护技术的设计和施工做了浅析，为相关工作者提供参考。

深基坑；喷锚支护；设计；施工

1 概述

我国的城市建设进入了飞速发展时期，随着建筑物的增多，市区内高层建筑物的施工场地受到限制，影响到基坑开挖时边坡得放坡系数。既要边坡稳定，同时又要节省投资，这使喷锚支护技术的应用逐步得到推广。喷锚技术是50年代后期在国际上开始应用的一种新型岩土加固技术，最初用于加固岩体，随后逐步向加固土体发展。我国80年代引入该技术，在高边坡治理及隧道支护等大型工程中取得一定经验。进入90年代，喷锚支护深基坑逐渐为人们熟知，并得到推广，从设计方法到施工技术都不断进行了完善。

2 喷锚支护结构的支撑原理

喷锚支护结构结合了钢筋网喷射混凝土和土层锚杆的优点，对边坡提供柔性支撑。钢筋网喷混凝土是所喷混凝土在高压空气作用下高速喷射向预先固定了钢筋网片得支护面，在喷射层与支护土体间产生嵌固效应，钢筋网能有效地调整喷层与锚杆内的应力分布，从而改善边坡得受力条件，有效控制边坡侧向位移。锚杆固定于土体内与土体相互作用，形成一个原位复合的重力式结构结提高土体的整体性和强度并限制其位移。喷锚支护的支撑加固原理主要表现在以下两方面：

2.1 有效提高土体强度

由于土体的抗剪强度小，抗拉强度更小，这决定了自然土坡的自立高度是有限的。当基坑开挖深度超过土坡自立高度时，放坡系数又满足不了要求，基坑边坡就会失稳。为了保证深基坑边坡的稳定，通常采用支挡结构承担侧向土压力，限制其变形。锚喷支护结构则是在土体内设置一定长度与密度的锚固体，它与土体牢固结合使之成为一个整体。土层中都有一定的孔隙和裂隙当向锚杆孔中进行高压注浆，在灌浆压力的作用下，水泥砂浆沿着土体中的孔隙和裂隙扩渗，形成网状胶结。大量实验表明，当采用一次压力注浆时，宽度为1～2mm的裂隙注浆后可扩展成4～5mm宽。

水泥浆液的扩渗必将增加灌浆锚杆与周围土体的粘结作用并增加土体的整体强度。灌浆锚杆与钢筋网喷射层共同作用，既提高了土层体内部强度，同时也提高了支护体表面整体强度，他们一起构成了主动支护体系。在超载作用下，喷锚支护体的变形特征表现为持续的渐进性破坏。即使土体已出现局部剪切面和拉张裂缝，被支护体仍可支撑很长时间而不发生滑塌。

2.2 灌浆锚杆与周围土体间的相互作用

灌浆锚杆与其周围土体之间的摩阻力的产生，是由于灌浆锚杆与土体间的相对位移产生的。在锚喷支护的边坡内存在着主动区和被动区。实验研究表明：在主动区和被动区内土体与灌浆锚杆摩阻力的方向相反。主动区内灌浆锚杆主要起着增大土体强度的作用，而被动区内的锚杆起着锚固作用。灌浆锚杆与周围土体间摩阻力的大小取决于土的类型、上覆土压力和锚杆施工技术。

3 喷锚支护方案的设计原理

喷锚支护后的土体与支护结构形成一个整体，支护结构同时满足内力和外力的作用，保证支护面的稳定性。锚杆不被拔出或拉断，结构体同时具有抗滑和抗倾覆稳定。

4 施工工艺

基坑开挖前，根据极限平衡法算出土体的临界直立高度，每层开挖深度不应大于2.5m，边开挖边支护，不得随意开挖。

4.1 锚杆施工准备

编制施工组织设计，根据工程结构、地址、水文情况及施工机具、场地、技术条件制定施工方案，进行施工布置、平面布置，化分区段。在施工区域内设置临时设施，搭设钻机平台，将施工机具设备运进现场，安装试运转。进行技术交底，按设计要求确定锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆型式。进行施工放线，确定各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。

4.2 锚杆施工程序

成孔机具设备及方法：在黄土地区可采用洛阳铲形成锚杆孔穴，孔径70～80mm，国外一般采用履带行走全液压万能钻机，孔径范围50～320mm,具有体积小，使用方便，适应多种土层，成孔率高等优点。成孔工艺有水作业法和干作业法，这里主要介绍干作业法。干作业钻进法成孔，是先用螺旋钻成孔，清除废土，然后插入拉杆。

拉杆安设：拉杆按其结构构造，有钻人制作，要求顺直。钻完后尽快按舍拉干，防止钻孔塌陷。拉杆使用前要除锈，在其锚固段要仔细清除，以免影响于锚固体的粘结。拉杆焊接可采用对焊，亦可在工地用两根帮条焊焊接，帮条长度不小于40d0(d0-锚杆钢筋直径)，一般焊高不小于7～8mm，焊缝宽不小于16mm。

灌浆：高压灌浆的灌浆材料多用纯水泥浆，水泥采用425号以上普通水泥，地下水如有腐蚀性，宜用抗腐蚀性水泥浆。水灰比为0.4～0.45左右，其流动性要符合泵送。灌浆亦可采用水泥砂浆，灰砂比为1：1或1.：0.5（重量比），水灰比0.4～0.5，砂用中砂。灌浆方法采用一次性灌浆，是用压浆泵将水泥浆经胶管压入拉杆管内，再有拉杆管端注入锚孔，管端保持高于底150mm。关注压力一般为0.4MPa左右。随着水泥浆或砂浆的灌入，应逐步将灌浆管向外拔出直至孔口，在拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内。压力不宜过大，以免吹散浆液或砂浆。

支护面上的钢筋网片按设计要求固定在露出土层的锚杆上，连接方法一般采用焊接。喷射混凝土的特点，是采用压缩空气进行喷射作业，将混凝土的运输和浇筑结合在同一个工序内完成。喷射混凝土有“干法”喷射和“湿法”喷射，两种施工方法，主要介绍湿喷法。湿法喷射就是在搅拌机中按一定配合比搅拌成混凝土混合料后，再由喷射机通过胶管从喷嘴中喷出，再喷嘴处不再加水。湿法施工由于预先加水搅拌，水泥的水化作用比较充分，与干法施工相比混凝土强度增长速度快，粉尘浓度底，材料回弹量小，节约压缩空气。为了改善喷射混凝土的性能常掺加占水泥重量2.5%～4.05%高效速凝剂，有利于提高混凝土的早期强度。

5 结论

喷锚支护结构，其设计理论简单，施工技术容易掌握，方案调整灵活方便，可根据基坑边坡变形情况及时调整支护方案，增加支护强度，确保基坑工程安全。工程实践证明，该技术用于深基坑开挖支护结构是安全可靠的。与传统的支护结构相比，喷锚支护结构有工期短，造价低的优点。

[1]建筑施工手册，北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]高层建筑基础施工，北京：中国建筑工业出版社，1994.

[3]基础工程学，北京：中国建筑工业出版社，1990.