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摘要:喷锚支护是混凝土支护、锚杆支护、喷混凝土锚杆支护、喷混凝土锚杆钢筋网支护和喷混凝土锚杆钢拱架支护等支护形式的统称。喷锚支护是把岩体视为粘性、弹性、塑性等物理性质的连续介质,同时利用岩体中开挖洞室后产生的时间效应的动态特性适时支护,发挥围岩的自乘能力,增加围岩的稳定性。深基坑施工中实施喷锚支护施工技术对施工单位来讲不失为一个好办法。本文首先对喷锚支护体系进行了概述,然后从六大方面详细探讨了超深基坑垂直喷锚支护施工的技术要点,最后对基坑支护的监测手段综合做了说明。
关键词:超深基坑;垂直喷锚;支护;监测;喷射混凝土
Abstract: the spray anchor bracing is concrete bolting and bolting and shotcrete rock bolting and shotcrete bolt reinforcing mesh and shotcrete anchor steel arch support, and other forms of support. Spray anchor bracing rock mass is regarded as viscous and elastic, plastic and other physical properties of continuous media, at the same time, use time effect of rock mass after excavation of caverns in the produce of the dynamic characteristics of a timely support, develop auto ability, increase the stability of surrounding rock. Implement the spray anchor bracing deep foundation pit construction the construction technology for construction units can yet be regarded as a good way. This article first to the spray anchor bracing system were summarized, and then from six aspects of super deep foundation pit are discussed in detail the vertical construction of spray anchor bracmg technique main points, the monitoring method of foundation pit supporting integrated.
Key words: super deep foundation pit; Vertical spraying anchor; Support; Monitoring; shotcrete
中圖分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
喷锚支护体系概述
深基坑喷锚支护与排桩挡墙等被动受力的支护体系相比,具有造价较低、工程较占地较少、支护及时、施工迅猛、安全可靠、稳定性好等优点,其综合经济技术效果显著。结构简单,承载力高,安全可靠:可用于多种土层,适应性强;施工机具简单、施工灵活,污染小,噪声低,对四周环境的影响小;可与土方开挖同步进行,不占用绝对工期:本身不需要打桩,支护费用相对较低。
喷锚支护施工所用的机械设备简单、用材相对较少,因此造价较低,工程时间证明,采用喷锚支护比采用排桩挡墙支护,可节约投资30%左右;喷锚支护是随挖随支,基坑土方开挖完毕,边壁也紧接着支护完毕,施工作业快,同样工程可比排桩挡墙缩短工期1~3个月;喷锚支护施工时占用空间很小,甚至沿建筑红线也可垂直开挖;喷锚支护是一种主动制约机制的支挡体系,它尽可能保持、提高和最大限度利用土体固有的力学强度,变土体荷载为支护体系的一部分,充分发挥了锚杆、喷射混凝土和钢筋网的作用,因而稳定性好、安全可靠。
超深基坑垂直喷锚支护施工技术要点
(一)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:开挖土方,修整坡面→喷射首层速凝细石混凝土→锚杆成孔→制备锚杆钢筋→安放锚杆钢筋并采用压力灌浆封孔→编钢筋网,焊接加强钢筋→终喷速凝细石混凝土及喷锚网养护→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。
(二)土方开挖
先挖周边后挖中间,开挖进度以确保锚杆注浆和喷射砼的工艺时间为主,并结合锚喷支护施工进度进行安排。第一层土方沿坑边开挖,按设计坡度放坡,由南往北顺序进行,遇软弱的淤泥质粘土层需降低开挖深度。
(三)坡面整修
由于基坑开挖后,基坑边坡局部松散且不平整,故必须将松散的土质清除干净并将基坑边坡修整顺滑,在适当位置设置泻水孔,便于喷锚作业。
(四)喷射混凝土的作业要求
1、场地布置
搅拌机一般布置在洞外,通过运输车运入洞内,然后给料于喷射机,同时应设晴雨棚,以控制砂石的含水率。
清理工作面
喷射混凝土前,应认真检查开挖断面尺寸,欠挖者应予以凿除,修整断面,清理浮石及拱脚的虚碴等。
喷射混凝土作业
(1)混合料的备制
混合时,各种材料应按配合比准确称量;采用强制式密封搅拌,时间不少于90秒。
(2)机具就位
机具安装在围岩稳定地段,保证输送线路通畅。未上料前,先进行砼喷射机试运转:开启高压风及高压水,如喷嘴风压正常喷出的风水呈雾状,如喷嘴风压不足,可能出料口堵塞,如喷嘴不出风,则可能输料管堵塞。有故障及时排除,待喷射机运转正常后才能进行喷射作业。
(3)作业要点
①喷前应用高压风或高压水清洗岩面,将附着在岩面上的粉尘、硝屑冲洗干净,以保证砼与岩面粘结牢固。若用高压水清洗会引起岩面软化时,只能用高压风清扫岩面杂物(视地质情况而定)。
②严格掌握规定的速凝剂掺量,并添加均匀。
③喷射手严格控制水灰比,使喷层表面平整光滑,无干斑或滑移流淌现象。
④喷嘴移动轨迹应因地制宜,横条、竖条、圆圈等应交替使用,移动速度要慢,让混凝土“堆”起来,有了一定厚度再移开,然后逐块扩大其喷射范围。
⑤有钢架时,钢架与围岩间隙必须以喷射混凝土充填密实,喷射混凝土应将钢架覆盖,并应由两侧拱脚向上喷射;喷完或间歇时,喷嘴应向低处放置,一工班结束,要拆开喷头,取出水环,用水清洗干净,疏通水眼,以备下一班使用。喷完后,喷射机具均应清洗、保养,以保证机具处于完好状态。
(4)喷射混凝土的配合比
应根据设计要求确定,一般可采用水泥:砂子:石子:(质量比)=1:(2~2.5):(2~2.5),水灰比可采用0.45~0.50,石子的最大粒径一般不应大于12mm。混凝土的初凝时间和终凝土宜分别控制在5min和10min左右。 喷射混凝土是借助压缩空气,将混和好的混合料送往输送管端喷头处与水混合,喷射到工作面上。我国生产混凝土喷射机,主要有双罐式、转子式和螺旋式三种,生产能力为5~10m3/h,湿喷的输送距离一般在50m左右。
(五)面层钢筋网的铺设顺序
钢筋网应在喷射一层混凝土后进行铺设,钢筋网与第一层混凝土的间隙不宜小于20mm;当采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设;钢筋网与土钉应连接牢固。
(六)养生
1、当最后一次喷射的混凝土终凝2h 后,立即喷水养护,每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于7d。
2、在终凝后第一次喷水养生时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。
3、气温低于+5℃时,不得喷水养护。
4、在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象,应分析原因、采取措施进行修补,以防后患。
三、锚杆试验检测及施工应急措施
(一)锚杆试验检测
应在锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度等级的75%时可进行锚杆试验。加载装置(千斤顶、油泵)的額定压力必须大于试验压力,且试验前应进行标定。加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。计量仪表(测力计、位移计)应满足测试要求的精度。
(二)施工应急措施
超深基坑施工过程中,须加强宏观与微观监测,一旦发现不安全因素,要及时采取应急措施,现场管理实际情况,必要时采取如下措施:
采取及时加长,加密锚杆,必要时,增加预应力锚索。
对破坏或变形较大的土体采取打入中48钢花管,并高压注浆,固化土层。
增加施工超前支护钢管桩或微型灌注桩用以挡土或后锚张拉,保持土体稳定。
4、以上的技术措施在实施中,可根据情况的轻重缓急选择使用,当出现重大险情时则采用回填土或堆砂袋,先保持边坡稳定,然后再采取有效的加固方案。
基坑支护监测
(一)监测频率
基坑第一步开挖完毕后,基坑四周设置变形观测点,对基坑进行变形观测。变形观测采用小角度法进行观测,即假定基坑阴角不变形,且作为二个基准点,基坑四周每隔20m设置观测点,利用全站仪测得初始数据,每隔一段时间观测各点,即可测出基坑水平位移。在基坑开挖期间每天监测2次,分别在开挖前和开挖后监测,变形较大时每天测2~3次。
降水工作开始前,需要测量每个井的静水位标高,根据地下水位安装水泵,设置回水阀,防止掉泵。降水开始后,前一周每天测量水位不少于4次,以后每天测水位水位不少于2次,并绘制水位变化曲线。
降水工作开始后,应对基坑四周建筑物及地面进行沉降观测,根据沉降观测结果,调整降水井水位,预防沉降超过规范允许值。
(二)基坑变形报警值
水平位移警戒值:当坡顶水平位移超过35mm或有事故征兆时,应连续观测并及时通知设计单位。
监测数据处理及反馈:支护结构水平位移和沉降及周围建筑沉降,由监测单位将每次的测量结果报生产经理和技术经理签字后,交资料员报监理、甲方。
(三)坑外土体表层水平位移及沉降监测方式
基坑四周硬化后,距基坑边约1m在地坪上平行基坑边线弹出直线,每隔20m定点(用油漆及小铜钉做标记),作为支护结构水平位移观测点及沉降观测点。位移观测基准点:在每条位移观测线的两端外延至不受基坑变形干扰位置(距基坑边﹥2h(h为基坑开挖深度)定点,作为全站仪测站点及观瞄点。沉降观测基准点:采用引测的±0.00标高点,定期校核。
结语
综上,超深基坑锚喷支护施工开挖方便,节约开支,缩短工期,经济效益显著,在条件许可的情况下是一种很好的支护方式。相信在未来的施工中,深基坑锚喷支护技术定能获得更大的进步。
参考文献
[1]马占成,孙秀东.喷锚支护在深基坑中的应用[J].科技资讯,2010,12.
[2]张荣福.深基坑开挖边坡加固中喷锚支护技术的应用[J].福建建材,2012,8.
[3]谭启森.浅谈深基坑喷锚支护施工技术[J].中国城市经济,2011,7.
关键词:超深基坑;垂直喷锚;支护;监测;喷射混凝土
Abstract: the spray anchor bracing is concrete bolting and bolting and shotcrete rock bolting and shotcrete bolt reinforcing mesh and shotcrete anchor steel arch support, and other forms of support. Spray anchor bracing rock mass is regarded as viscous and elastic, plastic and other physical properties of continuous media, at the same time, use time effect of rock mass after excavation of caverns in the produce of the dynamic characteristics of a timely support, develop auto ability, increase the stability of surrounding rock. Implement the spray anchor bracing deep foundation pit construction the construction technology for construction units can yet be regarded as a good way. This article first to the spray anchor bracing system were summarized, and then from six aspects of super deep foundation pit are discussed in detail the vertical construction of spray anchor bracmg technique main points, the monitoring method of foundation pit supporting integrated.
Key words: super deep foundation pit; Vertical spraying anchor; Support; Monitoring; shotcrete
中圖分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
喷锚支护体系概述
深基坑喷锚支护与排桩挡墙等被动受力的支护体系相比,具有造价较低、工程较占地较少、支护及时、施工迅猛、安全可靠、稳定性好等优点,其综合经济技术效果显著。结构简单,承载力高,安全可靠:可用于多种土层,适应性强;施工机具简单、施工灵活,污染小,噪声低,对四周环境的影响小;可与土方开挖同步进行,不占用绝对工期:本身不需要打桩,支护费用相对较低。
喷锚支护施工所用的机械设备简单、用材相对较少,因此造价较低,工程时间证明,采用喷锚支护比采用排桩挡墙支护,可节约投资30%左右;喷锚支护是随挖随支,基坑土方开挖完毕,边壁也紧接着支护完毕,施工作业快,同样工程可比排桩挡墙缩短工期1~3个月;喷锚支护施工时占用空间很小,甚至沿建筑红线也可垂直开挖;喷锚支护是一种主动制约机制的支挡体系,它尽可能保持、提高和最大限度利用土体固有的力学强度,变土体荷载为支护体系的一部分,充分发挥了锚杆、喷射混凝土和钢筋网的作用,因而稳定性好、安全可靠。
超深基坑垂直喷锚支护施工技术要点
(一)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:开挖土方,修整坡面→喷射首层速凝细石混凝土→锚杆成孔→制备锚杆钢筋→安放锚杆钢筋并采用压力灌浆封孔→编钢筋网,焊接加强钢筋→终喷速凝细石混凝土及喷锚网养护→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。
(二)土方开挖
先挖周边后挖中间,开挖进度以确保锚杆注浆和喷射砼的工艺时间为主,并结合锚喷支护施工进度进行安排。第一层土方沿坑边开挖,按设计坡度放坡,由南往北顺序进行,遇软弱的淤泥质粘土层需降低开挖深度。
(三)坡面整修
由于基坑开挖后,基坑边坡局部松散且不平整,故必须将松散的土质清除干净并将基坑边坡修整顺滑,在适当位置设置泻水孔,便于喷锚作业。
(四)喷射混凝土的作业要求
1、场地布置
搅拌机一般布置在洞外,通过运输车运入洞内,然后给料于喷射机,同时应设晴雨棚,以控制砂石的含水率。
清理工作面
喷射混凝土前,应认真检查开挖断面尺寸,欠挖者应予以凿除,修整断面,清理浮石及拱脚的虚碴等。
喷射混凝土作业
(1)混合料的备制
混合时,各种材料应按配合比准确称量;采用强制式密封搅拌,时间不少于90秒。
(2)机具就位
机具安装在围岩稳定地段,保证输送线路通畅。未上料前,先进行砼喷射机试运转:开启高压风及高压水,如喷嘴风压正常喷出的风水呈雾状,如喷嘴风压不足,可能出料口堵塞,如喷嘴不出风,则可能输料管堵塞。有故障及时排除,待喷射机运转正常后才能进行喷射作业。
(3)作业要点
①喷前应用高压风或高压水清洗岩面,将附着在岩面上的粉尘、硝屑冲洗干净,以保证砼与岩面粘结牢固。若用高压水清洗会引起岩面软化时,只能用高压风清扫岩面杂物(视地质情况而定)。
②严格掌握规定的速凝剂掺量,并添加均匀。
③喷射手严格控制水灰比,使喷层表面平整光滑,无干斑或滑移流淌现象。
④喷嘴移动轨迹应因地制宜,横条、竖条、圆圈等应交替使用,移动速度要慢,让混凝土“堆”起来,有了一定厚度再移开,然后逐块扩大其喷射范围。
⑤有钢架时,钢架与围岩间隙必须以喷射混凝土充填密实,喷射混凝土应将钢架覆盖,并应由两侧拱脚向上喷射;喷完或间歇时,喷嘴应向低处放置,一工班结束,要拆开喷头,取出水环,用水清洗干净,疏通水眼,以备下一班使用。喷完后,喷射机具均应清洗、保养,以保证机具处于完好状态。
(4)喷射混凝土的配合比
应根据设计要求确定,一般可采用水泥:砂子:石子:(质量比)=1:(2~2.5):(2~2.5),水灰比可采用0.45~0.50,石子的最大粒径一般不应大于12mm。混凝土的初凝时间和终凝土宜分别控制在5min和10min左右。 喷射混凝土是借助压缩空气,将混和好的混合料送往输送管端喷头处与水混合,喷射到工作面上。我国生产混凝土喷射机,主要有双罐式、转子式和螺旋式三种,生产能力为5~10m3/h,湿喷的输送距离一般在50m左右。
(五)面层钢筋网的铺设顺序
钢筋网应在喷射一层混凝土后进行铺设,钢筋网与第一层混凝土的间隙不宜小于20mm;当采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设;钢筋网与土钉应连接牢固。
(六)养生
1、当最后一次喷射的混凝土终凝2h 后,立即喷水养护,每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于7d。
2、在终凝后第一次喷水养生时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。
3、气温低于+5℃时,不得喷水养护。
4、在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象,应分析原因、采取措施进行修补,以防后患。
三、锚杆试验检测及施工应急措施
(一)锚杆试验检测
应在锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度等级的75%时可进行锚杆试验。加载装置(千斤顶、油泵)的額定压力必须大于试验压力,且试验前应进行标定。加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。计量仪表(测力计、位移计)应满足测试要求的精度。
(二)施工应急措施
超深基坑施工过程中,须加强宏观与微观监测,一旦发现不安全因素,要及时采取应急措施,现场管理实际情况,必要时采取如下措施:
采取及时加长,加密锚杆,必要时,增加预应力锚索。
对破坏或变形较大的土体采取打入中48钢花管,并高压注浆,固化土层。
增加施工超前支护钢管桩或微型灌注桩用以挡土或后锚张拉,保持土体稳定。
4、以上的技术措施在实施中,可根据情况的轻重缓急选择使用,当出现重大险情时则采用回填土或堆砂袋,先保持边坡稳定,然后再采取有效的加固方案。
基坑支护监测
(一)监测频率
基坑第一步开挖完毕后,基坑四周设置变形观测点,对基坑进行变形观测。变形观测采用小角度法进行观测,即假定基坑阴角不变形,且作为二个基准点,基坑四周每隔20m设置观测点,利用全站仪测得初始数据,每隔一段时间观测各点,即可测出基坑水平位移。在基坑开挖期间每天监测2次,分别在开挖前和开挖后监测,变形较大时每天测2~3次。
降水工作开始前,需要测量每个井的静水位标高,根据地下水位安装水泵,设置回水阀,防止掉泵。降水开始后,前一周每天测量水位不少于4次,以后每天测水位水位不少于2次,并绘制水位变化曲线。
降水工作开始后,应对基坑四周建筑物及地面进行沉降观测,根据沉降观测结果,调整降水井水位,预防沉降超过规范允许值。
(二)基坑变形报警值
水平位移警戒值:当坡顶水平位移超过35mm或有事故征兆时,应连续观测并及时通知设计单位。
监测数据处理及反馈:支护结构水平位移和沉降及周围建筑沉降,由监测单位将每次的测量结果报生产经理和技术经理签字后,交资料员报监理、甲方。
(三)坑外土体表层水平位移及沉降监测方式
基坑四周硬化后,距基坑边约1m在地坪上平行基坑边线弹出直线,每隔20m定点(用油漆及小铜钉做标记),作为支护结构水平位移观测点及沉降观测点。位移观测基准点:在每条位移观测线的两端外延至不受基坑变形干扰位置(距基坑边﹥2h(h为基坑开挖深度)定点,作为全站仪测站点及观瞄点。沉降观测基准点:采用引测的±0.00标高点,定期校核。
结语
综上,超深基坑锚喷支护施工开挖方便,节约开支,缩短工期,经济效益显著,在条件许可的情况下是一种很好的支护方式。相信在未来的施工中,深基坑锚喷支护技术定能获得更大的进步。
参考文献
[1]马占成,孙秀东.喷锚支护在深基坑中的应用[J].科技资讯,2010,12.
[2]张荣福.深基坑开挖边坡加固中喷锚支护技术的应用[J].福建建材,2012,8.
[3]谭启森.浅谈深基坑喷锚支护施工技术[J].中国城市经济,2011,7.