何曉東

（機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710000）

1 深基坑邊坡噴錨支護(hù)相關(guān)概述

1.1 噴錨支護(hù)工作原理

噴錨支護(hù)是一種將錨索與噴射混凝土相結(jié)合的支護(hù)方法。其主要原理如下：第一，噴射混凝土：通過高壓噴射，將混凝土快速噴射到基坑邊坡上，形成一層堅固的混凝土覆蓋層，增加邊坡的整體穩(wěn)定性。第二，錨索工作機(jī)理：錨索固定在穩(wěn)定的地下土層中，通過預(yù)應(yīng)力張拉，錨索與混凝土形成整體，提供邊坡抗滑、抗翻能力。二者結(jié)合使邊坡得到雙重支護(hù)，既有混凝土的堅固性，又有錨索的穩(wěn)定作用，提高了基坑邊坡的穩(wěn)定性。

1.2 深基坑邊坡施工步驟

（1）邊坡處理：對基坑邊坡進(jìn)行清理，去除松散的土壤、石塊，確保邊坡表面平整、堅固。

（2）噴射混凝土：選擇合適的混凝土比例和噴射設(shè)備對邊坡進(jìn)行高壓噴射，使其形成堅固的混凝土層。

（3）錨索布置：根據(jù)設(shè)計需求和地質(zhì)條件，合理布置錨索位置和數(shù)量，確保其能充分發(fā)揮支護(hù)作用。

（4）錨索安裝：將錨索鉆入預(yù)定的深度并與混凝土層固結(jié)。需要注意的是：錨索的安裝深度、角度都要根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計要求精確執(zhí)行。

（5）錨索張拉：待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后對錨索進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，確保其與混凝土緊密結(jié)合，形成有效的支護(hù)體系。

（6）質(zhì)量檢查：完成噴錨支護(hù)后，要對整個支護(hù)體系進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保其達(dá)到設(shè)計要求，保證基坑施工安全。

2 巖土工程設(shè)計中深基坑邊坡噴錨支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

2.1 工程案例

本文以貴州省安順市西秀區(qū)龍家灣區(qū)域開挖擬建的地下室工程為例，經(jīng)過詳細(xì)地質(zhì)勘察和設(shè)計規(guī)劃，確定了基坑邊坡為土坡，其中，東、西、南、北四面都存在深基坑，其深度范圍為4.0～11.2m。結(jié)合基坑深度與周邊土體條件，決定采用噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行穩(wěn)固。此技術(shù)旨在通過高壓噴射混凝土與錨桿的結(jié)合，形成堅實的支撐結(jié)構(gòu)，以確保施工過程中的土坡穩(wěn)定。深基坑邊坡的實際長 度 為40m、35m、171m、23m、252m、71m 和48m，而對應(yīng)的切方最大高度分別為11m、9.5m、9m、6m、7m、7m 和11m，如圖1 所示?；谶@些數(shù)據(jù)進(jìn)行了嚴(yán)格的錨桿布局和噴射混凝土配比設(shè)計?？紤]土層的受力特點與變形規(guī)律，對錨桿的錨固長度、錨桿的布置間距和錨桿的施工工藝進(jìn)行了細(xì)致設(shè)計，確保其能有效抵御土體的側(cè)向壓力，避免土坡的滑動或崩塌，從而確保整個深基坑施工過程的安全性和穩(wěn)定性。

圖1 工程深基坑數(shù)據(jù)

2.2 支擋工程設(shè)計

結(jié)合巖土工程深基坑施工要求，通過錨拉樁墻體系進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)具體參數(shù)見表1。根據(jù)施工要求，使用圓形截面的圍護(hù)樁，樁直徑為1.2m、間距為2.5m；主筋采用直徑30m、間距200mm 的HRB400 型號；箍筋采用直徑15m、間距200mm的HRB300 型號；加強(qiáng)筋直徑為15m、間距為2m。控制好工程材料，確保施工得到有效落實，降低施工風(fēng)險。

表1 錨拉樁墻體系相關(guān)參數(shù)

2.3 鉆進(jìn)成孔

在巖土工程中，深基坑邊坡的穩(wěn)定性是確保整個工程成功的關(guān)鍵。在使用噴錨技術(shù)進(jìn)行支護(hù)時，應(yīng)采取以下措施完成鉆進(jìn)成孔設(shè)計工作：一是成孔深度與位置。鉆孔深度應(yīng)基于地質(zhì)條件和錨索預(yù)計的受力情況確定。通常情況下，成孔深度應(yīng)超過潛在滑動面的深度，以確保錨索固定在穩(wěn)定的土層中。此外，成孔位置應(yīng)均勻分布，以保證邊坡得到均勻的支護(hù)力。二是孔徑選擇?？讖降倪x擇直接關(guān)系錨索的固定方式和噴射混凝土的施工效果?？讖竭^大可能會導(dǎo)致錨索固定不牢，而孔徑過小則可能影響混凝土的噴射效果?？讖酵ǔ?yīng)在75～150mm 之間。三是鉆頭類型。根據(jù)土地的硬度和成分選擇合適的鉆頭。在較為堅硬的土層中使用硬質(zhì)合金鉆頭，而在較為松軟的土層中使用螺旋鉆或泥漿鉆。四是鉆進(jìn)角度。為確保錨索的張拉作用能有效地支護(hù)邊坡，鉆孔應(yīng)保持一定的傾斜角度，一般為10°～20°。

2.4 錨桿安裝與注漿

在巖土工程中，深基坑邊坡的噴錨支護(hù)是確保施工安全、提高工效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而在此技術(shù)應(yīng)用中，錨桿的安裝與注漿步驟起到?jīng)Q定性作用。為此，在巖土工程設(shè)計中，應(yīng)做好以下幾方面內(nèi)容：一是錨桿選擇和預(yù)處理。選擇的錨桿應(yīng)具有良好的抗拉、抗扭能力，且要預(yù)防錨桿的腐蝕，延長其使用壽命。在安裝前，錨桿應(yīng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力拉伸試驗，確保其符合設(shè)計要求。二是安裝角度和深度。錨桿的安裝角度和深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和工程需求決定。一般建議錨桿的傾斜角度為10°～20°，以確保錨桿能有效支撐土體。三是注漿材料選擇。注漿材料應(yīng)具有良好的流動性、粘結(jié)性和早強(qiáng)性。常用的注漿材料為水泥基膠漿，其中含有適量的膨脹劑和早強(qiáng)劑。四是注漿壓力和時間。注漿壓力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、錨桿直徑和孔深決定。一般情況下，注漿壓力為0.5～1.5MPa。注漿時間則要確保膠漿充分填滿孔洞，通常持續(xù)時間為15～30min。五是張拉預(yù)應(yīng)力。錨桿安裝完畢并注漿固化后需要進(jìn)行張拉預(yù)應(yīng)力處理。張拉力度應(yīng)為設(shè)計荷載的70%～80%。通過對相關(guān)深基坑工程數(shù)據(jù)分析，得出使用推薦的注漿壓力范圍（0.5～1.5MPa）的工程，其錨桿的穩(wěn)定性比其他壓力范圍的提高了18%。經(jīng)過適當(dāng)?shù)膹埨A(yù)應(yīng)力處理的錨桿，其使用壽命相比未進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理的提高了25%。注漿壓力與錨桿穩(wěn)定性對比見表2。

表2 注漿壓力與錨桿穩(wěn)定性對比

2.5 綁扎鋼筋網(wǎng)

在巖土工程中，深基坑邊坡的穩(wěn)定性取決于多個支護(hù)技術(shù)的綜合應(yīng)用，其中鋼筋網(wǎng)的使用與其綁扎設(shè)計起到了決定性作用。為確保工程的安全和經(jīng)濟(jì)性，對鋼筋網(wǎng)的選擇與綁扎方式的設(shè)計需要進(jìn)行深入探討。

（1）鋼筋網(wǎng)選擇。選用的鋼筋網(wǎng)應(yīng)具備高強(qiáng)度、良好的韌性和較長的使用壽命。常用的為HRB400 和HRB500 鋼筋，其抗拉強(qiáng)度分別為≥540MPa 和≥630MPa。

（2）網(wǎng)格尺寸與形狀。網(wǎng)格的尺寸應(yīng)根據(jù)土體的特性和工程的大小決定。常見的網(wǎng)格尺寸為150mm×150mm 或200mm×200mm，以確保支護(hù)的均勻性。

（3）綁扎方式。鋼筋網(wǎng)的綁扎方式關(guān)系其在受力時的穩(wěn)定性，通常采用交叉綁扎和平行綁扎相結(jié)合的方式，確保鋼筋網(wǎng)在受到不同方向的力時都能穩(wěn)定支撐。

（4）綁扎用材料。綁扎用的鐵線應(yīng)具備一定的抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性，通常選擇鍍鋅鋼絲。

（5）連接方式。在多層鋼筋網(wǎng)之間的連接應(yīng)確保連接穩(wěn)固，可以采用焊接或綁扎的方式。焊接時應(yīng)注意焊縫質(zhì)量，確保其完整性，如圖2所示。

圖2 深基坑邊坡鋼筋網(wǎng)

2.6 噴射混凝土

在巖土工程的深基坑邊坡支護(hù)過程中，噴射混凝土技術(shù)是一個不可或缺的環(huán)節(jié)。噴射混凝土與錨桿、鋼筋網(wǎng)結(jié)合形成了一個堅固的整體，起到了顯著的支護(hù)作用。噴射混凝土的質(zhì)量和施工技術(shù)都是工程穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。第一，混凝土材料選擇。噴射混凝土的材料應(yīng)具備良好的流動性、早強(qiáng)性和抗裂性，常用硅酸鹽水泥，其中摻入適量的聚合物改性劑，提高混凝土的抗裂性。使用硅酸鹽水泥并加入適量聚合物改性劑的工程，其裂縫發(fā)生率比常規(guī)混凝土減少了20%。第二，噴射技術(shù)。噴射混凝土的施工需要確保均勻、緊密地覆蓋在待支護(hù)面上。使用的噴射機(jī)應(yīng)有足夠的噴射距離和壓力，通常要求噴射距離為2～3m，噴射壓力為0.4～0.6MPa。第三，厚度控制。噴射混凝土的厚度取決于工程的大小和土體的性質(zhì)，常見的厚度為80～120mm，以確保其有足夠的強(qiáng)度支撐土體。第四，固化和養(yǎng)護(hù)。噴射后，混凝土需要在適當(dāng)?shù)臏貪駰l件下固化和養(yǎng)護(hù)，以達(dá)到設(shè)計的強(qiáng)度。常見的養(yǎng)護(hù)方法是覆蓋濕布或使用化學(xué)養(yǎng)護(hù)劑噴霧，如圖3 所示。

圖3 深基坑邊坡噴錨

3 巖土工程設(shè)計中深基坑邊坡噴錨支護(hù)質(zhì)量控制對策

3.1 圍護(hù)樁施工質(zhì)量控制

在深基坑工程中，圍護(hù)樁的穩(wěn)定性對于確保工程安全和防止周圍環(huán)境受到破壞具有至關(guān)重要的意義。根據(jù)案例數(shù)據(jù)，采用直徑為1.2m、樁間距為2.5m 圓形截面的圍護(hù)樁，為確保圍護(hù)樁施工質(zhì)量和施工穩(wěn)定性，需做好以下幾方面工作：一是預(yù)施工地質(zhì)勘察。對施工地進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探，確保圍護(hù)樁的設(shè)計參數(shù)與實際土層特性相匹配，預(yù)防由于地層變化導(dǎo)致的不穩(wěn)定情況。二是混凝土質(zhì)量監(jiān)控。確?；炷恋膹?qiáng)度、韌性和滲透性均達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，定期進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗，確保其強(qiáng)度滿足樁體的承載要求。三是施工工藝控制。嚴(yán)格執(zhí)行樁身垂直度和偏差控制，在施工過程中采用專業(yè)儀器進(jìn)行監(jiān)測，確保樁身垂直度誤差在允許范圍內(nèi)。四是地下水位控制。地下水可能對圍護(hù)樁施工造成不利影響，應(yīng)進(jìn)行水位監(jiān)測，并采取相應(yīng)措施降低水位。五是鄰近建筑物與設(shè)施監(jiān)測。定期檢測周邊建筑物的沉降和位移，確保圍護(hù)樁施工不對其產(chǎn)生不良影響。

3.2 錨桿（索）施工質(zhì)量控制

在深基坑邊坡支護(hù)中，錨桿（索）起著至關(guān)重要的作用，它貫穿于固結(jié)介質(zhì)，發(fā)揮預(yù)張拉和錨固作用，保證基坑的穩(wěn)定性。為了確保其穩(wěn)定性，施工質(zhì)量控制成為每個巖土工程的核心要點。第一，材料與參數(shù)確認(rèn)。要進(jìn)行鋼筋材質(zhì)、錨固體系、防腐措施等核查，保證錨桿（索）具有足夠的抗拉、抗彎、抗扭強(qiáng)度。設(shè)計中計算的錨桿長度、角度、預(yù)張拉力等參數(shù)必須嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行微調(diào)。第二，鉆孔質(zhì)量控制。確保鉆孔設(shè)備的精度，鉆孔的垂直度、方向和深度都必須達(dá)到設(shè)計要求。同時，鉆孔時要對孔壁穩(wěn)定性進(jìn)行實時監(jiān)測，防止孔壁坍塌。第三，注漿質(zhì)量控制。使用合格的水泥漿，且其流動性、水灰比、凝結(jié)時間等參數(shù)均應(yīng)滿足工程要求。實時檢測注漿壓力，確保其在規(guī)定范圍內(nèi)，并保證漿液充滿孔隙，形成連續(xù)的錨固體。第四，張拉過程控制。根據(jù)錨桿（索）的材質(zhì)和規(guī)格使用專業(yè)張拉設(shè)備，實時監(jiān)測張拉力度，確保其在設(shè)計的預(yù)應(yīng)力范圍內(nèi)，而且每根錨桿的張拉力要均勻。

4 結(jié)語

綜上所述，在巖土工程設(shè)計工作中，充分考慮工程現(xiàn)場深基坑邊坡坍塌和滑坡問題，并采用噴錨支護(hù)方式提高深基坑邊坡的穩(wěn)定性，可降低巖土工程施工難度和施工風(fēng)險。在本次研究中，結(jié)合噴錨支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用目的和應(yīng)用原理，在巖土工程設(shè)計中充分考慮深基坑邊坡噴錨技術(shù)應(yīng)用要點，做好支擋工程、鉆進(jìn)成孔、錨桿安裝與注漿、綁扎鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等設(shè)計內(nèi)容，確保設(shè)計方案在實際應(yīng)用中滿足巖土工程施工標(biāo)準(zhǔn)要求。