張云福
浙江橫店建筑工程有限公司,浙江 東陽 322118
近年來,地下建筑和高層建筑快速發展,這些建筑往往采用深基礎,在施工時,經常會受到場地的限制,所以要求采取土方直壁式開挖的施工方法。土方直壁式開挖必須確保土坡的穩定,因此要采取相應的支護措施。護坡樁、鋼板樁、地下連續墻、環梁護壁樁等是施工中常用的支護措施,這些方法各有利弊。本文主要介紹錨噴網支護技術。
錨噴網支護結構主要由鋼筋網混凝土噴層、灌漿錨桿、錨頭3部分構成。其中,鋼筋網混凝土噴層能夠提供較平整的支護壁面,承擔著錨桿之間的部分土壓力,并將其傳遞給錨桿,還能保護錨桿,使其不被侵蝕風化。錨桿是錨噴網支護結構中主要的受力構件,其周圍用水泥砂漿灌注,中心受拉部分是鋼筋拉桿。鋼筋拉桿傳遞力的方式是:首先通過拉桿周邊的握裹力將其所承受的拉力傳遞到水泥砂漿中,然后再通過砂漿與周邊地層的摩擦力將其傳遞到地層中。錨頭是錨桿與鋼筋網混凝土噴層的連接構件,它起著傳遞噴層上的土壓力的作用,通過錨頭可以將土壓力有效的傳遞到錨桿上。
與傳統的護坡樁支護相比,錨噴網支護結構有以下優點:
1)錨噴網支護最突出的優點是施工設備簡單,易于操作,而且可以與基坑開挖同時進行的,基本上不占用工程的總工期。因此,錨噴網支護的施工速度比護坡樁支護方法快得多;
2)錨噴網支護結構適應性強。其本身具有較大的柔性,在復合擋土結構經錨固后支承外部土壓力時,它可以自動進行內部支護的調節。此外,它的使用不受場地及條件的限制,適合于大多數的巖土層,還可以對其變形進行觀測預報,根據具體情況及時采取加固補救措施;
3)錨噴網支護能有效的保護原有土體的強度。錨噴網支護結構既容許邊坡的適度變形又阻止其過度變形。這種支護方式可以通過觀測控制邊坡的變形,采取適時支護,加固補充錨噴網支護,及時有效的降水等措施,阻止邊坡土體的滑移變形,此外,還能對錨桿進行抗拔試驗。錨噴網支護能夠最大限度的發揮基坑邊坡土體的自支承和自穩定的支護作用,使得土體既是基坑邊坡土體(施力體)本身,又是邊坡支承體系的組成部分;
4)錨噴網支護結構通過鋼筋網噴射混凝土。這種方式的優點是:第一,施工方式靈活,可先噴混凝土后錨網,也可先錨網后噴混凝土。這是因為靠混凝土的粘結性可以封閉基坑內部土的表面,有效的封堵了地下水,并能抵抗表面風化,如果先噴一薄層砼進行臨時支護,也可以做到對邊坡土體及時封堵和及時支護;第二,噴射的混凝土與鋼筋網能形成具有一定剛度和柔性的結構,通過錨桿與邊坡土體錨固在一起,基坑邊坡土體通過錨桿的錨固力增大了可能滑移面的正應力,提高了基坑邊坡土體的強度,并且增加了土體的抗滑移能力,使支護結構外部土體由松散變緊密,從而使其由被動受壓變為與錨噴網一起共同抵御外部土體的側壓力,使土體由施壓變為承壓。而護坡樁支護結構則是通過其本身的剛度被動承受來自基坑邊坡土體的側向壓力,也就是說在基坑開挖后,邊坡土體產生變形時護坡樁上就有土壓力作用,不產生變形時就沒有土壓力作用。
做好錨網噴支護的前提是抓好光面爆破,縮小圍巖松動圈,嚴格控制周邊眼間距、眼位及裝藥量,減少爆破裂隙,以保證巷道成型。此外,還應注意“三徑”的匹配,即鉆頭直徑、鉆孔直徑、藥卷直徑合理匹配,以提高錨桿的錨固質量。
錨桿錨固時應注意:第一,分次支護時,為了方便二次支護錨桿的定位,應將一次支護的錨桿做上標記,例如,可以拴上細鐵絲;第二,保證保錨桿角度不小于75°,如果難以保證頂部錨桿的角度,應采用錨桿鉆機施工,也可以采用風錘長、短釬套用的方法;第三,錨桿眼位要按設計標定,保證扭矩力達到設計的要求。為使錨桿有一定的預緊力,應按作業規程和支護設計要求的錨固方式和錨固長度操作,并掌握好混凝土的攪拌和預緊時間。在錨桿安裝時要將眼內清掃干凈,保證蓋板緊貼巖面,還應使錨桿外露長度小于50mm。
錨噴網支護是一項新的基坑支護方法,它一般不適用于地下水位較高或軟弱的砂性土地基。為了使支護結構能充分形成自穩定的拱形結構,如果條件允許,應盡量把基坑的平面幾何形狀設計成圓形或拱形,并且盡量不要布置直角,以減少基坑表面不穩定的張力。同時,為促成基坑邊坡的局部穩定和整體穩定,應設計好錨桿的長度,可采用長、短相結合的方法,使之有長有短,交錯布置。總之,錨噴網支護結構應有可靠的試驗條件、技術條件和觀測手段,同時,降水措施要得力,還要有可靠的應急補救措施。
錨噴支護是否成功,在一定程度上取決于施工管理水平,應采取如下措施以確保工程質量。首先,應提高對該技術的認識,重視工程質量;其次,技術人員應負好責,做到及時監測;再次,建立必要的責任制及獎懲制度;最后,對施工隊伍進行技能培訓,使其熟練掌握各種施工設備,熟悉該施工工藝。
錨噴網支護技術的主要優點之一是充分利用了反向錨固段所產生的反向摩阻力。這樣大大減小了傳遞到護壁面層上的土壓力,降低了護壁結構的費用。錨噴網支護技術是深基坑支護的有效方法,它還具有施工速度快、支護費用低、污染小、受場地限制少等優點,特別適用于地下水位較低的情況。隨著技術不斷的改進,錨噴網支護技術將會被廣泛應用于工程實際。
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