喷锚支护在基坑支护中的应用研究

喷锚支护在基坑支护中的应用研究

刘鹏辉庄诗鸿

刘鹏辉庄诗鸿（广东省工程勘察院，广州，广东510510）

摘要：喷锚支护可以有效地控制基坑的变形，维护周围建筑物结构的稳定，同时可以充分发挥各支护单元所具有的特点，能够满足各种场地空间较小的工程，而且具有工期短、支护费用低等特点[3-4]，因此喷锚支护广泛的应用于基坑支护中。依据喷锚支护的原理，对喷锚支护在基坑支护中的应用进行了计算分析，并将其应用于某工程，取得了良好的效果，为以后的基坑支护设计施工提供了指导。

关键词：基坑工程，土钉，喷锚网

0引言

随着我国经济的发展，城市规模的扩大，城市基础设施建设等越来越受到重视，特别是在地质条件和土层分布比较复杂的区域，基坑的支护已经成为工程必须解决的难题。喷锚技术作为基坑支护的一种重要手段，由于其具有安全性和经济型，同时又能够满足施工过程中的可靠性、灵活性、工艺简单性，并且可在较小的工作场地内进行施工，越来越受到工程界人士的重视，并且使用越来越广泛。本文依据喷锚支护的原理，以某基坑为例，对喷锚支护在基坑中的应用进行了分析计算。

1工程概况

场区原始场地地表为凹凸不平，经堆填（局部见基岩出露）人工改造，现场地稍平坦，场地勘察期间仍在整平中，场地地面高程在27.88-37.78m。目前场区已经经过填土、碾压和强夯，土层相对较密实，目前场区的标高为36.8m，场区的±0.000标高为36.5m，基坑开挖3个相对深度分别为12.12，11.12和6m。鉴于基坑深度较大且有较大的空间进行放坡，故采用放坡和喷锚支护并行的方式进行支护。

2工程地质概况

2.1工程地质

根据勘察报告，场地土除表层有素填土外，主要为上粘性土，底部为砂砾岩等。据岩土体时代、土性特征及强度不同，根据《岩土工程勘察报告》，具体物理力学参数见表1。

表1岩土层参数选取一览表

2.2水文地质条件

地下水类型主要为上层滞水和基岩裂隙溶洞水两类。上层滞水赋存于（1）层素填土中，水量甚微，无统一自由水面，主要接受大气降水和地表水由高处向低处排泄的补给。（2）、（3）层粘性土（含砾粘性土）属不含水微透水层。基岩裂隙水赋存于砂砾岩构造裂隙中，水量亦小，裂隙水主要来源于基岩面上土体中潜水补给。勘察工作期间，测得上层滞水水位埋深0.30-7.90m，水位标高27.17-31.57m。基岩裂隙水水位埋深2.80-5.70m，水位标高36.37-36.60m。

3支护的原理及稳定计算

土钉喷锚网支护是把土钉安装在土层中，主动支护土体，并与土体共同作用，有效地提高周围土体的强度，使土体加固变为支护结构的一部分，从而使原来的被动支护变为主动支护[1-2]。钢筋网能调整喷层与土钉内的应力分布，改变坡面的受力条件增大支护体系的柔性和整体性，起到稳固作用。其内部、外部稳定计算公式见下式：

4支护设计方案土钉支护设计

由于基坑所处区域的填土较厚，大部分都有7m左右，场地较为开阔和平坦。按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）等计算分析。该基坑工程安全等级为二级，根据基坑的高度将计算以下六个剖面计算分析，下面以一个剖面作为实例来举例说明。剖面1：基坑开挖相对高度为12.42m，土层就按照勘察报告的中勘察剖面62-62及勘察点ZK51、ZK52、ZK53来确定各土层厚度，水位埋深在设计时按地下水位为相对标高的-9.0m来处理，见图1。

图1基坑支护剖面图

从上往下布置六道土钉，竖向间距为2.0m，水平间距为2.0m，呈梅花形布置，混凝土面墙采用Φ6圆钢，制成200×200mm方格状钢筋网，表面喷涂混凝土面层，强度等级C25，厚100mm。泄水孔间距2m，布置在上排土钉的中间，第一排土钉下的泄水孔设置为1.0m，其余长度为75cm，为成梅花型布置。经计算得出内部稳定抗滑安全系数:1.35，抗倾覆安全系数:2.13；均满足设计要求。

5施工技术要点

（1）成孔：成孔作业采用干法成孔，孔径φ150mm，土钉倾角15o，孔深为6~18m，钻孔完成后必须进行清孔工作。

（2）土钉制安：土钉杆材为φ2螺纹钢，其长度应超过孔深150mm，连接采用焊接，焊接时采用双面焊帮焊，在杆体上每隔2m设立3个耳状支架沿杆体均匀布置，使土钉放置在孔内能居中，灌浆后有能够的保护层。

（3）挂网：按设计要求挂网，先布网筋，后布加强筋。网筋可以使用细铁丝绑扎，也可以焊接，加强筋必须采用焊接，加强筋与土钉焊接处必须焊接牢固，在土钉端头部焊接一条为5~10cm的短节，焊接在加强筋与土钉的连接处，顶住加强筋，保证加强筋与土钉的连接和抗拔力的传递，网筋与网筋，网筋与加强筋，加强筋与土钉必须连接牢固。

（4）喷射混凝土：混凝土的配合比为水泥：砂：石=1：2：2.5，混凝土强度C20，喷射厚度不小于150mm。

（5）养护：喷锚网喷射混凝土24小时内，必须进行喷水养护，挖土时不能碰伤已喷好的支护体。

（6）泄水孔施工：泄水孔采用Φ50的pvc管，间距2.0米，成梅花形布置（详见布孔图），孔深75～100cm，内包土工布。各剖面中的泄水孔纵向起步都设计在两行土钉的中间，距离下排土钉为1.0m。

6结语

（1）本文此工程证明喷锚支护的方式可以较好得满足此工程的要求；

（2）通过施工过程中的监测发现喷锚支护能够有效控制基坑的变形，并且维护周围建筑物结构的稳定；

（3）喷锚支护具有施工简便，快速等特点。

参考文献：

[1]刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]广东省建设委员会.建筑基坑支护工程技术规程[M].1998

[3]王飞,常思源.土钉支护在基坑支护中的应用研究[J].山西建筑,2010,36(24)

[4]杨生彬,王晓义,朱艳艳等.北京市某深基坑支护工程实录[J].岩石力学与工程学报,2007,12(26)