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【摘要】通过土钉喷锚网在深基坑工程中的成功应用，在施工过程中通过运用预应力锚杆技术，有效地减少了基坑变形。
【关键词】深基坑；土钉；预应力锚杆
1.工程概况
某建筑物基坑南北长124.0m，东西宽53.0m，基坑开挖深度10.80m。此基坑南临现状街道，北临三层写字楼，东临三层住宅楼，西临正在营业的一层商城。基坑外沿距建筑物外墙距约为1.0m，施工空间有限，唯有采取垂直开挖，土钉喷锚网支护。
2.场地工程水文地质条件
该基坑所处场地表层为2.0m厚的人工填土，由杂、素填土组成。第二层为10.5m厚的黄土状土，以湿陷性黄土为主，含水量为20%，重度为16.4KN/m3，粘聚力C=10.8KPa，内摩擦角Ф=24.1度，土体与锚固体的极限摩阻力标准值为80KPa。第三层为粉土，厚度11.4m，含水量为24.9%，重度为18.4KN/m3，粘聚力C=12.7KPa，内摩擦角Ф=22.0度，土体与锚固体的极限摩阻力标准值为85KPa。该场地地下水位埋深较深，在基坑开挖深度范围内无地下水位。
3.设计方案
3.1设计所用岩土参数。喷锚网支护所需的各土层的设计参数详细列表如表1。基坑周边影响范围内各种建筑物所施加的荷载取值为30KPa，距基坑边距离为1.0m，距地面深度为0.0m，作用宽度为5.0m。
3.2土钉结构设计参数。设计采用全长压力注浆锚杆，分8排土钉布置，土钉孔径为110mm，注浆强度等级为15MPa，3天强度等级不低于6MPa。土钉长度第一排为10.0m；第二、三排为13.3m；第四、五、六排为11.8m，第七、八排为9.0m。土钉竖向间距第一排1.70m；第二、三排1.50m；其余各排1.20m。土钉水平间距前五排2.0m，其余三排1.50m。土钉孔向下倾斜10度，每层超挖深度0.50m，喷射砼面层厚度100mm，强度等级C20，3天强度不低于10MPa。混凝土骨料最大粒径不大于12mm，配合比水∶水泥∶石子=1∶2∶2，水灰比不大于0.45，控制混凝土初凝时间和终凝时间为5min、10min。每批至少留取3组试样进行了强度测定。土钉钢筋为ф25mm。喷射混凝土面层内设置钢筋网直径ф6mm，网格尺寸200×200mm。加强筋采用ф12mm，加强筋网格2000×2000mm，采用菱形布置压于钢筋网上部与钉杆焊接。设计详细参数结果列表如表2：
3.3预应力锚杆。因该基坑东、北两边紧临三层旧楼，两座楼已属危旧居民楼，原建筑物已有变形裂隙，西边紧临商城，属柱下条形基础，顶部用玻璃罩顶，建筑物对沉降变形要求严格。建筑物地基土为湿陷性黄土，并且均未进行处理，所以该基坑对侧壁变形需严格控制。因此，对第二排土钉设计为预应力锚杆，锁定张拉应力50KN。
3.4支护体系整体稳定性分析。根据圆弧破坏面采用普通条分法，对支护体系分层开挖进行整体稳定性分析计算，结果如表3：
4.土钉支护施工
4.1土方开挖。土方开挖紧密配合喷锚网施工，采取分层、分段开挖。分段长度15m每层开挖深度根据设计要求，为施工方便，超挖0.5m。机械开挖后，及时对坡面进行人工修整。
4.2造孔。按设计要求的孔位、孔径、倾角、孔深用洛阳铲进行凿孔。孔位允许偏差小于150mm，钻孔倾角误差小于3°，孔径允许偏差（+20mm，-5mm），孔深允许偏差（+200mm，-50mm）。
4.3锚杆制作与安放。按设计要求加工钉杆，接头采用双面焊接的搭接接头，焊接长度80mm，焊好后钉杆轴线一致。每隔2m焊一组船形对中支架。凸出部分长10cm。对预应力锚杆杆体自由段应用塑料包裹，与锚固体联接处用铅丝绑牢。经严格检查锚杆质量后，安放锚杆，采用底部注浆，注浆管随锚杆一同放入锚孔，注浆管头部距孔底约5～10cm。锚杆安放后，采用井字架在锚杆头部焊接锁紧装置，由4根长20cm的25螺纹钢筋，成井字形焊接在锚杆上，离开土层表面2～3cm，锁紧装置然后和加强钢筋网焊接在一起，使锚杆的锚固力均匀传递给整个支护面。
4.4注浆。注浆浆液采用水泥浆液，浆液材料为425#普通硅酸盐水泥，水灰比0.45，添加2%UEA早强剂。注浆采用二次注浆，连接好注浆系统后进行第一次注浆，边注浆边慢慢拔出注浆管，在注满前保证注浆管不露出水泥浆面。半小时后进行二次压力注浆，孔口用水泥袋密封，注浆压力达到0.3MPa。
4.5铺设钢筋网。采用6圆钢按200×200mm网格制作，网格允许偏差±10mm，网格采用铅丝绑扎与土壁表面距离不小于3cm。边壁上的钢筋网宜延伸至地表面，其长度不小于0.5m。采用12圆钢做加强筋与锚杆锁紧装置焊牢，压在网格上部，加强筋网格2000×2000mm。
4.6喷射混凝土。按设计要求及混凝土配合比拌制混凝土，混合材料应搅拌均匀，颜色一致，随拌随用。喷射混凝土时，工作风压0.1MPa，喷头与受喷面应尽量垂直，并保持1.0m距离。喷射作业分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度60mm；喷射混凝土接茬处采用斜交搭接，搭接长度不小于20cm。喷射混凝土终凝后两小时应浇水养护，保持表面湿润不出现裂缝。
5.位移监测与支护效果
在基坑四周设置6个位移观测点。利用精密水准仪、经纬仪，量测基坑边壁顶部的水平位移，量测结果基坑西边2#观测点最大水平位移为基坑深度的3.5‰。基坑顶部水平变形在基坑支护完成两周后基坑变形基本稳定。周围建筑物也均无任何异常情况。
6.结论
6.1锚喷支护技术在地质条件较好的情况下运用于较深基坑的支护，具有质量安全可靠，施工速度快，投资省等优点。
6.2锚喷支护技术的应用，要求基坑开挖、锚杆施工、喷射混凝土，各个工序要紧密结合，一个循环施工应一气呵成。
6.3锚喷支护技术在施工中要求边施工边对边壁进行位移观测。发现位移量增大和异常情况，要增加支护参数，采取预应力锚杆，对控制边壁位移效果十分明显。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）.北京：中国建筑工业出版社，1999.
【关键词】深基坑；土钉；预应力锚杆
1.工程概况
某建筑物基坑南北长124.0m，东西宽53.0m，基坑开挖深度10.80m。此基坑南临现状街道，北临三层写字楼，东临三层住宅楼，西临正在营业的一层商城。基坑外沿距建筑物外墙距约为1.0m，施工空间有限，唯有采取垂直开挖，土钉喷锚网支护。
2.场地工程水文地质条件
该基坑所处场地表层为2.0m厚的人工填土，由杂、素填土组成。第二层为10.5m厚的黄土状土，以湿陷性黄土为主，含水量为20%，重度为16.4KN/m3，粘聚力C=10.8KPa，内摩擦角Ф=24.1度，土体与锚固体的极限摩阻力标准值为80KPa。第三层为粉土，厚度11.4m，含水量为24.9%，重度为18.4KN/m3，粘聚力C=12.7KPa，内摩擦角Ф=22.0度，土体与锚固体的极限摩阻力标准值为85KPa。该场地地下水位埋深较深，在基坑开挖深度范围内无地下水位。
3.设计方案
3.1设计所用岩土参数。喷锚网支护所需的各土层的设计参数详细列表如表1。基坑周边影响范围内各种建筑物所施加的荷载取值为30KPa，距基坑边距离为1.0m，距地面深度为0.0m，作用宽度为5.0m。
3.2土钉结构设计参数。设计采用全长压力注浆锚杆，分8排土钉布置，土钉孔径为110mm，注浆强度等级为15MPa，3天强度等级不低于6MPa。土钉长度第一排为10.0m；第二、三排为13.3m；第四、五、六排为11.8m，第七、八排为9.0m。土钉竖向间距第一排1.70m；第二、三排1.50m；其余各排1.20m。土钉水平间距前五排2.0m，其余三排1.50m。土钉孔向下倾斜10度，每层超挖深度0.50m，喷射砼面层厚度100mm，强度等级C20，3天强度不低于10MPa。混凝土骨料最大粒径不大于12mm，配合比水∶水泥∶石子=1∶2∶2，水灰比不大于0.45，控制混凝土初凝时间和终凝时间为5min、10min。每批至少留取3组试样进行了强度测定。土钉钢筋为ф25mm。喷射混凝土面层内设置钢筋网直径ф6mm，网格尺寸200×200mm。加强筋采用ф12mm，加强筋网格2000×2000mm，采用菱形布置压于钢筋网上部与钉杆焊接。设计详细参数结果列表如表2：
3.3预应力锚杆。因该基坑东、北两边紧临三层旧楼，两座楼已属危旧居民楼，原建筑物已有变形裂隙，西边紧临商城，属柱下条形基础，顶部用玻璃罩顶，建筑物对沉降变形要求严格。建筑物地基土为湿陷性黄土，并且均未进行处理，所以该基坑对侧壁变形需严格控制。因此，对第二排土钉设计为预应力锚杆，锁定张拉应力50KN。
3.4支护体系整体稳定性分析。根据圆弧破坏面采用普通条分法，对支护体系分层开挖进行整体稳定性分析计算，结果如表3：
4.土钉支护施工
4.1土方开挖。土方开挖紧密配合喷锚网施工，采取分层、分段开挖。分段长度15m每层开挖深度根据设计要求，为施工方便，超挖0.5m。机械开挖后，及时对坡面进行人工修整。
4.2造孔。按设计要求的孔位、孔径、倾角、孔深用洛阳铲进行凿孔。孔位允许偏差小于150mm，钻孔倾角误差小于3°，孔径允许偏差（+20mm，-5mm），孔深允许偏差（+200mm，-50mm）。
4.3锚杆制作与安放。按设计要求加工钉杆，接头采用双面焊接的搭接接头，焊接长度80mm，焊好后钉杆轴线一致。每隔2m焊一组船形对中支架。凸出部分长10cm。对预应力锚杆杆体自由段应用塑料包裹，与锚固体联接处用铅丝绑牢。经严格检查锚杆质量后，安放锚杆，采用底部注浆，注浆管随锚杆一同放入锚孔，注浆管头部距孔底约5～10cm。锚杆安放后，采用井字架在锚杆头部焊接锁紧装置，由4根长20cm的25螺纹钢筋，成井字形焊接在锚杆上，离开土层表面2～3cm，锁紧装置然后和加强钢筋网焊接在一起，使锚杆的锚固力均匀传递给整个支护面。
4.4注浆。注浆浆液采用水泥浆液，浆液材料为425#普通硅酸盐水泥，水灰比0.45，添加2%UEA早强剂。注浆采用二次注浆，连接好注浆系统后进行第一次注浆，边注浆边慢慢拔出注浆管，在注满前保证注浆管不露出水泥浆面。半小时后进行二次压力注浆，孔口用水泥袋密封，注浆压力达到0.3MPa。
4.5铺设钢筋网。采用6圆钢按200×200mm网格制作，网格允许偏差±10mm，网格采用铅丝绑扎与土壁表面距离不小于3cm。边壁上的钢筋网宜延伸至地表面，其长度不小于0.5m。采用12圆钢做加强筋与锚杆锁紧装置焊牢，压在网格上部，加强筋网格2000×2000mm。
4.6喷射混凝土。按设计要求及混凝土配合比拌制混凝土，混合材料应搅拌均匀，颜色一致，随拌随用。喷射混凝土时，工作风压0.1MPa，喷头与受喷面应尽量垂直，并保持1.0m距离。喷射作业分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度60mm；喷射混凝土接茬处采用斜交搭接，搭接长度不小于20cm。喷射混凝土终凝后两小时应浇水养护，保持表面湿润不出现裂缝。
5.位移监测与支护效果
在基坑四周设置6个位移观测点。利用精密水准仪、经纬仪，量测基坑边壁顶部的水平位移，量测结果基坑西边2#观测点最大水平位移为基坑深度的3.5‰。基坑顶部水平变形在基坑支护完成两周后基坑变形基本稳定。周围建筑物也均无任何异常情况。
6.结论
6.1锚喷支护技术在地质条件较好的情况下运用于较深基坑的支护，具有质量安全可靠，施工速度快，投资省等优点。
6.2锚喷支护技术的应用，要求基坑开挖、锚杆施工、喷射混凝土，各个工序要紧密结合，一个循环施工应一气呵成。
6.3锚喷支护技术在施工中要求边施工边对边壁进行位移观测。发现位移量增大和异常情况，要增加支护参数，采取预应力锚杆，对控制边壁位移效果十分明显。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）.北京：中国建筑工业出版社，1999.