基坑喷锚土钉支护技术的几点思考

基坑喷锚（土钉）支护技术的几点思考--------------------------------------------------------------------------------【摘要】几年来完成多只基坑支护工程，最近又成功地结束了市区最大、最深的观前公园人防工程基坑支护施工，得到业主的肯定，社会信誉逐渐提高。通过对几年来基坑喷锚支护设计施工中一些技术问题的思考，不断提高设计水平、改进施工方法。【关键词】基坑喷锚支护、支护结构、时空效应、基坑保护等级。1前言自九十年代苏州引进喷锚（土钉*）支护技术，因其施工速度快，可缩短一半工期，施工设备轻便，材料用量少，可节约工程造价1/3~2/3的优点，至今苏州一层地下室基坑（深度<6m）几乎全采用喷锚支护，同时应用到深度>6m的二层地下室基坑。但在应用基坑喷锚技术过程中，发生不少地面开裂、坑壁塌方、坑地土隆失稳、邻近地下管线破裂、破坏等事故，其原因：主要忽视喷锚技术的局限性，不顾条件地使用喷锚支护，如对松散的杂填土未经加固处理就简单使用喷锚支护，锚杆未穿过流塑状淤泥土中，致使基坑失稳而塌方。对基坑紧邻建筑物不具备放坡开挖地段，基坑保护等级高，水平位移控制要求严格，则需与排桩组合支护；对淤泥厚度大、基坑底落于淤泥土的基坑，也需排桩支护；对软土地区深度大于6m的深基坑使用喷锚支护应谨慎，确保基坑安全。我公司自1998年开展基坑支护设计施工以来，设计能力、施工力量逐渐提高、壮大，今年又引进中科院基坑支护设计计算软件系列，提高了设计的先进性、科学性，已具有能胜任较大、较重要的基坑支护的设计施工能力。“精心设计、认真施工”，几年来完成8只基坑支护工程，最近又成功地结束了市区最大、最深的观前公园人防工程基坑支护施工，得到业主的肯定，社会信誉逐渐提高，市场份额逐年增加，至今年已占市区基坑工程的半壁江山。几年来基坑喷锚支护设计施工中一些技术问题，作为本文探讨主题，旨在提高设计水平、改进施工方法。_________________________________________________*土钉（SoilNailing）支护技术始于法国，其名称源自法文（ClouagedeSol），法国1972年始于边坡支护，后欧洲普遍使用，又很快传至其它国家。我国于1980年应用于山西煤矿边坡支护，发展到地下基坑支护，扩大到软土支护工程，施工技术人员创造性称其为喷锚支护；院校、设计研究部门、施工单位总结研究基础上编制了技术规程，说明我国喷锚支护技术已是一种成熟的基坑支护方法。夕2芒榆基坑喷锚（土鞠钉）支护技术泛的几点思考住2.蜘1驻支护方式的选拒择眠按不同条砌件选择不同的弓支护方式，详永见坑表撑1岸(牧略播)携。派2.姥2也、填土、淤泥原计算参数及支爹护结构整体稳页定系数取值的勤探讨丛（傲1懂）、填土、淤址泥计算参数妥工程地质疾勘察报告往往难无杂填土、素炉填土、淤泥等帝支护结构计算岗所需的重度输（错γ吴）、粘聚力而（宴c正）、内摩擦角因（确φ兄）参数，我们予统计了大量列的兆γ礼、耐魔c虾、损φ粥参数后，得出饰苏州地区的经宾验数据，经注轨浆加固处理后剧，上述土层倘的荐c域、霞φ协值提胆高返1榜0枣～忙30宁%锯，以杂填赢土您c抗值提高最明显锤。我们一直以荐经验数据取值竹参于支护结构跌计算，实践证都明改用经验数闲据接近土层实简际的，可以采袋用。怜（道2惰）、整体稳定跃系数糟支护结构迈计算最后获得催整体稳定系数幅如何取值？我盖们认为：条分麦法作稳定分析祝，整体稳定系拉数末取忠K=1.2~蚁1.焰3序为妥，基坑深匀、土质差取高漆值，反之取低期值；基坑支护差施工期受大气得降水、地下管淹道渗漏水及土鸡体徐变等不良罢因素作用，设绸计时整体稳定达系数宜增奏加租0.1~0.希2谷。颂（宏3扶）、地面荷载熄对基坑影响的众分析昂喷锚支护钞设计前应对基妄坑周边地面荷妄载详细调查，修尽量使地面荷塑载取值接近实练际，对紧邻基洗坑边的建筑物供基础埋深、距奏离、荷载值调斯查清楚。如观躁前公园人防工退程基坑北侧中稍段紧邻艺苑楼炼，该楼为框架允结构、浅基础零，其荷载影响剑基坑，我们在搅浅部设斩计雅3锋排灌浆孔、超夜前锚杆及第一尚排锚杆为加固格杂填土，保护虹艺苑楼基础，欧限制水平位移伍；深部锚杆起俗基坑支护作用痛，成功地控制户变形阻在夕2贤0显㎜以内，确保最艺苑楼安全（输图逮1亩）。注柄晋略偷含（续图转1扬）略荐地面荷载够值参加支护计毅算，是确定支标护结构的重要健数据；就是在剃离基坑边的距尸离大于基坑深铺度的建筑物荷请载，以扩散角返法则对基坑壁智虽无直接影响像，但其仍影响裁到基坑整体稳搬定性，降低稳骡定系数，所以详支护设计时仍机要进行验算其斯对整体稳定系高数的影响程度架。革2.璃3朵、时空效应在炕喷锚支护技术燃中应用宴时间、空邪间效应广泛应赴用在基坑支护迈技术中，我们旺喷锚支护设计增施工中也应了贤时空效应，对吗基坑安全、节医约支护结构用么材，降低成本于起到良好效果扇。加助空间效应口（搏1清）、改变基坑皂空间形状，缩烤短基坑边长，杆增加基坑角点茄，减少变形量者。如将矩形改检成八角形，减坟少支护工作量侄，减少长边变启形（领图化2钢）。（图2）略纳（坦2枯）、在场地条盖件许可下，改济一级放坡为二裙级台阶式放坡凳开挖，减少土敢压力，减少支堵护工作量，降碑低工程造价（砌图肉3驾）。（图3）略顷（用3秤）、场地无法签满足土体放坡辱条件时，可以森采取坑壁不同调坡度开挖。如码对上部松散状祸杂填土及著软遗~讯流塑状淤质土我采用缓坡，下沿部旱可鼓~拒硬塑粘性土采箱用陡坡开挖（忽图损4读）。（图4）略忧圈时间效应肢（粱1酿）、先注浆加架固土体后，一讲般应需停歇养如护扁3~易4耕天，达到一定晶强度才能开挖难。箩（冰2袜）、一层喷锚仍支护施工结束各，切忌立即向晒下开挖，应在租其它地段开挖微，养凤护探1~窜2绩天才能向下开涌挖。塞（熊3静）、开挖坡面控暴露应加快支刮护施工，一般硬要求坡面暴露锣后姨在示1远6桶小时内完成支便护施工，对未烟经加固的杂填似土、淤质土宜笛在判8瞒小时内完工，僵若遇大雨应在块坡面暴露后立屡即喷射砼面，携并趟在以5饭小时内完成支怖护施工。围（邪4肝）、基坑开挖趣支护施工后，病土体仍在徐变俱，喷锚支护抗久徐变力量弱于足其它支护手段津，所以要求在悼地下结构工程咳施工过程中应斜及时夯实回填温土。睁2.屈4继、无天然粘（布内）聚力的杂雀填土加固处理误无天然粘悬聚力的松散状牛杂填土，其破宜坏往往没有征找兆，会突然塌断下来，喷锚支扣护在杂填土中王发生塌跨事故币屡见不鲜，所丝以对杂填土需知先加固处理后脖开挖。几年来怠我们成功地采昏用注浆法处理棕杂填土，其粘拜聚力可从无提司高鱼到榴10Kp饰a炒以上，又降低帝杂填土渗透系扫数起到防渗作畏用。妹2.眉5夕、基坑降排水讯苏州地区锋基坑地下水填有街2古层。雕（病1宏）、浅层潜水拐型地下水面埋卸深浅（埋深一裕般狐<默1.5m询）主要受大气封降水补给，在沟市区在浅部往坛往有地下管道漫中渗漏出的生震活用水补给，域我们采用注浆买法组成防渗帷王幕减少浅层地誉下水漏入基坑孝中，在基坑底甲布置排水沟，芦将坑水导入集劫水井，用水泵蛋排至坑外。在姑坑壁每平方米咐设一个泄水孔栽，使土体中含茂水及早泄出，组减少坑壁水压斧力，若施工期傍间适逢雨季宜驻在基坑四周做缴排水沟将雨水趣导至他处。拔（思2这）、深层微承燥压含水层（饱摆和状粉砂层等旬）采用井点降辈水，将地下水夏水位降至基坑宴底标高以下，迟对邻近建筑物端应作回灌，达渐到动平稳，减租少建筑物基础序的沉降量。氏2.美6直、支护结构的豪优化拜喷锚支护仁结构施工时往泪往千篇一律按净常规实施，我瓣们在设计施工检实践中认为可庸以按基坑深度朵不同、坑壁侧搬压力大小优化朵支护结构，现债讨论如下：任（鼓1筝）、喷锚护坡乎用于缓坡开挖局、土质较好、费土压力较低、针坑壁侧压力较誉小，我们探索寨钢筋网月从蜂Φ讯6.执5残双难向免@200×2膛0脉0树放稀为双悟向谱@250×2休5君0明，加强堪筋华Φ仙1穿2停，挂网钢筋额钉昨Φ点20@100蕉0×100串0扛菱形，翻边宽夺1m升，使坑边做成旦硬化地坪。凤（段2菠）、喷锚（打室入式锚杆）支起护，钢筋网一惠般采例用貌Φ期6.们5成双梳向肚@200×2墓0馋0晚，加强取筋桐Φ研1梁4窝～醉1滋6章，挂网钢筋港钉宪Φ棕25@100狱0×100迷0细菱形，打入式睡锚杆炮（汉Φ食4饲8分钢管）间辨距拖1薯～待１挣.2×闪1涉～信１堂.2m练，焊牢于加强念筋上（哭图凳5注），翻边宽同酒为嚷1沈～崭2嚼m垫，施工实践得突知苏州地区打剧入式锚杆设计楚长度大于觉10m沉时，因施工难傍于达到要求，友我们将锚杆间限距改破为窜1×场1m流，则锚杆长度咸改短为小于堤10m发，也可满足基澡坑整体稳定的获要求。在土质惕较好的粘土、查粉质粘土（惰图剂4欣）处可将打入泪式锚杆改菠为叮Φ石2抬5架的钢筋钉，同蓝样达到整体稳厘定的要求，从秆而节省施工用苏材。（图5）略柔（摔3蛛）、喷锚（成垃孔式锚杆）支赚护一般用于坑纱壁土质较差或睡基坑深度大于储6m穷的基坑，钢筋灶网采耕用欧Φ牧6.阳5我～度Φ卵8该双昼向问@200×2渠0陪0袍，加强灭筋限Φ杂1匆6姑，挂网钢筋片钉京Φ脾25@100记0×100相0匙方形，翻边此宽到1溜～卧2仅m完。孔颠径霸10邪0晒～涌13葵0狗㎜，锚杆杆体注配筋直径按抗两拔力设计值计染算确定。注浆坊材料宜用水泥删浆或水泥砂浆鞭，抗拔力小者股用水泥浆，大仇者用水泥砂浆聋。抗拔力设计你值大者宜引雪进扇“毅注浆眠袋谢”傍加压法注浆，细增加锚固体与辞土体面的粘结投力，锚杆固定耳于锚板上（颈图贿6牲）或槽钢上。（图6）略科2.童7巷、基坑开挖过键程中土体有较裹大变化地段应丧调整支护结构童基坑开挖虎必须分层分段懒均衡开挖，且覆应因留签0.拼3元～拼0燕.5m冤的原状土用手岗工挖至坑底标沫高。在开挖过台程中土体有较密大变化应调整饮支护结构，如立观前公园人防员工程地下室基雁坑北侧中段开贺挖发现有暗河壳存在，立即进立行电算测算，恰需增加一排锚祝杆才能确保基民坑安全，施工杯就按修改后的慧设计执行；基令坑南侧东段开乳挖发现实际土正质较原工程地徐质勘察预测的断土质好，经电裂算测算，减掉秃一排锚杆基坑牵仍然是安全的瘦，所以实际施框工就减少一排具锚杆，节约了投施工用材，降驴低了工程造价毯。层2.栽8号、基坑变形监绞测及应急措施宜估基坑变形监测孔基坑开挖烧前在基坑边及鸣邻近建筑物布俯置监测点，监浮测点间距一般厉不大于浓20m摸，在距基坑周到边不小衣于努2帐H薄（美H帐为基坑深度）免布置监测基准脚点，数量不少境于两个，基坑柜开挖前进行监御测点及基准点下测量，测量至秘少两次，以取储得初始值。终基坑开挖闹及支护施工期追间每天监测一精次，当监测结蓬果变化速率较谦大时，每天监横测两次，当有坟事故征兆出现哑时，应连续监宴测。支护施工岛结束后，地下池结构工程施工珠期间每周监测动一次直至基坑汤回填土结束。偏丑基坑保护等级茄及警戒值庄（咏1访）、基坑保护寄等级娇参考上海爷市区基坑变形户控制保护等级疼标准，又按苏粉州情况略加调便整，建立苏州神基坑变形控制崭保护等级标准虾（朵表能2盖）落基坑变形控制乘保护安全等级茶标准欲搜表雪2集（略）注（井2阻）、警戒值赔驰二陈~悉三级基坑警戒膜值樱20~2遇5弓㎜，一级基坑腥警戒值宜舍为勺8聋㎜；每天变形标不超铅过滔2~致3粘㎜，达到警戒汉值均应报警，茶研究措施，阻絮止变形发展，旷达到稳定，确按保基坑安全。聪搭应急措施但（狼1鼻）、地面出现苍裂缝，顺裂缝若注入水泥与水伟玻璃混合液，户防止地表水灌怪入增加坑壁压贞力，地面用水邻泥砂浆抹平，茎在裂缝外侧布统置钢筋钉，增痒加抗拉力，稳桥固变形土体。患（锤2押）、水平位移锈达到报警值，塘采用水平或斜笼支撑，在地下某结构施工过程盖中，可采用脚欠手架加水平支弹撑，限制水平赴位移发展。羞（红3袋）、坡脚滑移荷，采用砂石草摄包堆叠坡脚，宴阻止坡脚继续浪滑移。轻（脑4住）、基坑底隆冰起，用砂石草供包等增加坑底零上覆荷载，平滤稳土压力，限虽止隆起。丘（容5丹）、基坑底发携生管涌，加强部井点降水，降仆低地下水位。3后语壁几年来，必虽然在喷锚支确护技术应用上荷有些进展，但古缺乏可靠数据忽，今后应加强痒测试数据收集按与研究，如：株对杂填土注浆芒后粘聚力、内持摩擦角、渗透贵系数的检测，耕锚杆抗拔力试哗验，测得实际秘抗拔力并与设舱计值比较，取排得较切合实际怕的土体摩阻力葛参数；喷锚面他层厚度、配筋丹计算及试验，果取得接近实际鸦的数据，其目告的使喷锚支护懂技术应用更成钟熟、更经济实萄