淺談噴錨護坡基坑支護施工質量控制要點

陳國才

（福建宏業建設監理有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

城市地下空間的開發和利用是城市可持續發展的重要途徑之一，是社會生產力和城市發展到一定階段而產生的客觀要求，深基坑支護技術在這一背景下得到了的快速發展。基坑開挖土層的自穩能力和承載力十分有限，噴錨護坡作為基坑支護的一種方式，對保護基坑穩定性尤為重要。本文結合工程實例，針對深基坑在開挖過程中的噴錨支護施工質量控制要點進行分析探討。

1 工程概況

該工程位于福州市閩清縣坂東鎮。工程場地的地基土除表層填土外，因施工需要進行了必要的場地回填平整。該工程共設一層地下室，基坑開挖深度1.5～5.6m，平均土方開挖挖深4m。基坑側壁安全等級為二級，基坑側壁重要系數取1.0。該工程的地基土依次由雜填土、粉質黏土、角礫、全風化花崗巖、強風化花崗巖（砂土狀）、強風化花崗巖（碎塊狀）、中風化花崗巖等組成。基坑支護采用錨管加鋼筋網素砼面形成土釘墻支護形式。坑中坑采用土釘加組合木樁（鋼板樁）支護形式，以確保開挖安全。

2 基坑支護施工方案及施工難點

2.1 施工方案

該工程圍護體系組成為采用放坡法和錨桿支護形式并結合坑內木樁加固，以控制基坑變形。由于北部多樁承臺位置開挖得較深，為確保支護結構安全，土方開挖施工過程中如遇透水時，需停止施工，待另行降水后（降水控制在開挖面以下500mm），確保土方開挖安全。

基坑土方開挖較深，承臺底標高最深處為-8m，形成坑中坑，采用放坡法施工，施工坑中坑部分時，其中不超過1.6m的采用坑內放坡加木樁組合支護，坡面素噴混凝土面層，電梯井以及集水井位置較深的坑中坑采用密排鋼板樁支護，且按照要求此段鋼板樁長度不＜6m，鋼板樁采用H400×400×13×21型鋼。主要參數如下：

（1）鋼管：錨管Ф48@1000(1200、1500)L=9000(6000)R=50kN，鋼管壁厚2.5mm；

（2）鋼筋：鋼筋網規格：Ф6.5@200×200（300×300）鋼筋網、Ф16、Ф20；

（3）混凝土：C20砼厚80mm；

（4）鋼板樁：采用H400×400×13×21型鋼。

基坑支護剖面見圖1所示。

圖1 基坑支護剖面圖

2.2 施工難點

（1）土方開挖量約5萬m3，由于受支護需閉合形成整體受力特點限制，無法大范圍留置斜坡道作為土方運輸通道；

（2）該工程土方約在6～8月份開挖完成，剛好處在汛期頻繁的季節，對施工不利；

（3）北側為鄉村水泥路、東側為水泥路、南側為民德路、西側為民宅，施工場地較狹窄。基坑支護應有效保障地下室結構安全施工，避免基坑周邊沉降變形。

3 基坑支護施工質量控制

3.1 支護施工工藝流程

現場支護施工工藝流程為：放線測量→挖土→修坡→噴砼→打孔（同時制作錨管）→安裝錨管→掛網→焊接骨架以及焊接錨管連接件→復噴→注漿和養護→型鋼插入→型鋼拔出。

3.2 材料及設備進場質量控制

水泥、錨管、鋼筋網、H型鋼等原材料，使用前供貨方應按照相關要求，提供出廠合格證、質量保證單等質量證明文件，必要時并現場取樣送檢。水泥采用強度為P·O32.5R普通硅酸鹽水泥及4.5%的速凝劑。H型鋼采用400×400×13×21；檢查全螺旋鉆機鉆桿直徑、計量系統、配電功率、水泥漿自動拌漿機、儲漿灌1個（帶攪拌功能）、砼噴射機、空壓機、電焊機、切割機等。

3.3 支護施工控制順序

根據支護的設計要求，采取開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖：

（1）放線測量及復核：根據業主提供的作業條件和該工程現場特點及支護基坑布置圖、平面控制點，檢查樁點控制線，著重加強轉角點、交接樁位控制；

（2）修坡頂，挖坡頂明溝及集水井、制作降水井；

（3）第一次開挖土深約2m；

（4）掛設鋼筋網，修坡，制作泄水管，植入固定鋼筋，噴射混凝土。并預留土方轉運出入口；

（5）進行拉拔試驗；

（6）向下開挖第二層土方，并挖到第二層錨管下方300mm，間距1.2m，打入錨管，錨管長度為6～9m；

（7）第三次土方開挖到第三層錨桿下300mm；

（8）錨桿注漿，鋪掛鋼筋網；

（9）噴射砼，放置泄水管，噴射C20砼厚50～80mm；

（10）土方開挖，隨挖隨運，嚴禁將土方堆放基坑四周和堆荷超過15kN/m2；

（11）坑中坑施工質量控制。基坑支護達到設計強度之后，塔吊基礎承臺開挖，采用密排鋼板樁內支撐。型鋼插入的質量控制：型鋼樁長檢查，并注意預留后期拔出長度，檢查型鋼的焊接質量，檢查型鋼表面，型鋼表面應滿涂起拔減摩劑，應有1mm厚度，插入垂直度不應＞1/200。

3.4 錨桿注漿施工質量控制

3.4.1 設備材料進場檢查

檢查錨桿鉆機、空壓機、注漿泵等性能參數，以及設備的外觀質量完整性。檢查鋼筋、鋼管、水泥等質保資料，并現場見證取樣，送檢復驗。依據工程地質情況，結合設計要求，確定錨管抗拔力。錨桿鉆機應形成整體跟進，避免因各工序無法連貫作業，相互影響造成間歇施工。

3.4.2 錨管施工質量控制

（1）鉆進成孔質量控制。根據設計意圖，選取三處具有代表性基坑斷面，進行鉆進試驗，并將實測結果及時反饋設計人員，以調整施工的技術參數，改進施工工藝，及時優化施工方案。

基坑開挖前，控制土體開挖高程，檢查排水溝及集水井的降排水措施和設置完整性；檢測復核錨管鉆機孔位，鉆機就位后控制桿體與土體的角度。

①鉆機選擇：根據地質勘察報告、地質特點及鉆進設備技術指標和施工工藝的特性，選用全螺旋清水循環鉆進成孔工藝。

②鉆孔前，根據設計圖要求及地質條件，標注記錄孔位標識。一排錨管孔位在水平方向控制在50mm誤差，各孔位垂直方向控制在100mm誤差。傾斜度為桿長3%。

③隨時檢查鉆頭尺寸，確保成孔符合設計要求。

④根據施工工藝要求，嚴控施工過程，禁止采用泥漿循環鉆進，該工程采用清水循環鉆進。

⑤鉆孔完成后，應確保終孔深度，超出設計孔深度0.45m，便于施工時桿體順利進入土層。

⑥螺旋鉆進施工時，防止孔內坍塌，堵塞孔洞，使用套管護擋孔壁確保鉆桿軸體順利放入。

⑦在錨管注漿前，應避免套管隨意拆除，造成孔內坍塌。

⑧嚴控鉆孔眼施工順序，為了避免鉆桿震動對相鄰的成孔孔壁造成松動，鉆孔時應間隔三個孔間距，并控制鉆孔的水壓，防止對土層造成影響。

⑨鉆孔至設計深度后，應及時清孔并遮蓋孔口，防止雜物堵塞孔洞。

（2）錨管制作和安裝質量控制。

①應對加工制作錨管的鋼管材質性能進行檢測，并進行焊接試驗，檢測合格后方能開始制作。

②Ф48鋼管外觀應圓滑直順無油污、污染及銹蝕的痕跡。錨管選用Ф48鋼管，壁厚應＞3mm，錨管的管壁開鉆孔洞作為水泥出漿孔。

③孔眼沿管的四周角度為120°，放射狀布置。距離基坑邊坡壁孔口處約三分之一錨桿長度范圍內，不開鉆孔眼。錨管接長采用端口對接焊，并在接頭縫隙處焊拼補強鋼筋3Φ16。在鋼管側幫焊接角鋼，沿鋼管周圍開鉆小孔成梅花狀。水泥注漿液沿鋼管內通過開鉆孔洞注入。

④錨管貫入作業：錨管機擊入或采用強力壓入基坑被支護土層。進入土層后，及時封閉距離錨管口30cm范圍。完成封層施工時間超過一天一夜，方可進行壓力注漿施工。

⑤每道工序完成后，應作好防護，注意貫入錨管后應當及時對坡面進行保護，嚴禁碰撞錨管，并及時對坡面噴漿。自由段采用隔離劑處理，確保分離水泥形成固化體。鉆桿體與水泥注漿管嚴禁相互纏繞。仔細檢查桿體外觀質量，是否存在質量缺陷；避免因設備帶病作業，出現間斷施工。

⑥錨桿體放置時，做好臨時場地的設置，應嚴防因放置不當造成桿體彎曲變形。確保桿體進深作業要連續不間斷。隨時鉆進隨時測量記錄孔內深度，當測量數據達到鉆桿長度的95%，放置桿體。放置完成后，嚴禁在鉆桿上懸掛重物，不得人為隨意敲擊碰撞桿體。

⑦注意設計剖面圖標識尺寸，不同地質選用錨管長度不同，對加工完成的錨桿做好標識。

⑧錨管抗拉試驗。完成錨管施工后，應檢查鋼筋、鋼管及水泥砂漿試件強度報告等質保資料；綜合擾動土體固結時間，基坑沉降檢測信息及設計要求等相關信息資料后，對錨管采取抗拔力試驗，試驗抽檢數量達到1%錨管數。試驗時每一次加載的載荷不超過總載荷30%，且抗拔力實驗結果需滿足表1所示的設計要求。

表1 錨管抗拔力值

3.4.3 注漿質量控制

（1）注漿作業前，應對制漿水泥進行取樣抽測送檢試驗。進場水泥堆放場地要有防雨排水措施。

（2）應仔細檢查注漿管完整性、確保注漿管通暢。管體清洗采用清水洗刷濕潤，在管內連續不間斷流出清水為止。根據設計單位對錨管參數的設計要求，該工程采取一次性水泥凈漿灌注，為了加速凝固，增添粒徑不大于2mm的砂子。

（3）注漿壓力控制在0.5MPa左右，水灰比0.5，注漿時間一般為20min～1h。水泥凈漿外摻早強劑，需進行水泥相溶性試驗、凈漿凝結試驗，用量控制在水泥使用量的0.05%。

注漿過程中壓力值達到設計要求數值時，排氣管停止排出氣體，繼續持壓180s時（因漿液注滿孔口并溢出時），說明孔內漿液飽滿，可停止注漿。

（4）注漿液應在灰漿攪拌機中隨攪隨用，攪拌均勻，在初凝前要使用完漿液，并做好儲漿灌遮蔽工作。嚴防雜物混入，注漿完后，采用清水沖洗注漿泵和注漿管路。

（5）同一排錨管應采用跳躍式注漿，單孔采用全孔一次注漿［1］。注漿時間選取在套管拔出前。當注漿過程中發現注漿壓力突然降低，瞬間增大注漿量時，應及時停止注漿，檢查是否存在冒漿、跑漿。

3.4.4 噴射砼及鋼筋網

（1）施工工藝流程：測量放樣→開挖→清理邊坡→鋼筋網鋪設→泄水管安裝→砼噴射→養護坡面→下一層土方開挖。

（2）噴射砼及鋼筋網施工質量控制。檢查砼噴射機、空壓機等全套設備性能參數及運行情況。檢查水泥、鋼筋等材料合格證及質保書。石子及中粗砂級配比及含泥量符合配合比規定的要求。

①錨管施工與土方開挖應分層分段進行，采用反鏟開挖，嚴禁超挖。水泥材料放置臨時場地，靠近攪拌設備附近。

②在放線完成后，坡面開挖采取機械開挖和人工修整相結合，坡面采用人工修坡，嚴禁機械對已形成坡面造成破壞。每一層土開挖深度不超過2m，長度不超20m且間隔施工。開挖坡面完成后應進行初噴，僅要求達到完全覆蓋土體表面。按照開挖一層支護一層，開挖一段支護一段。在錨管施打完成及鋼筋網鋪設完成后，再次進行細石混凝土層噴射，并確保達到設計細石混凝土噴射厚度。

③細石混凝土強度為C20，水灰比為0.5，細石混凝土厚度為80mm，分兩次噴射施工。第一次噴混凝土不＜50mm厚度，對坡面進行覆蓋。

④為了盡快使水泥混凝土終凝，可摻入速凝劑縮短早強時間。初凝和終凝時間分別應不超過5min和10min。

⑤噴射砼作業，嚴格按照已簽認方案及交底進行分段有序施工。同段內砼噴射作業采用從下向上順序，并保證混凝土噴射厚度。并在施工噴射坡面上打入垂直短鋼筋，作待噴細石混凝土厚度控制標記。

⑥細石混凝土噴射完成，且過了終凝時間后，應及時養護，保持混凝土表面濕潤。持續養護時間不少于120h。混凝土采取分段（面）噴射作業時，噴頭與噴射面垂直。并與噴射作業面距離保持最佳。嚴格控制噴射混凝土的水灰比，水泥與砂石的重量比及砂率。

⑦進行第二次混凝土噴射作業前，應用水預先濕潤待噴面。并及時清理第一次噴射完成砼面層上松散顆粒和浮漿粉塵。

⑧鋼筋網間距為200mm×200mm，采用Φ6.5mm鋼筋制作，加強筋采用Ф20螺紋鋼筋制作。網格之間網筋、加強鋼筋與網格鋼筋和錨管芯之間連接均采用焊接的方式，單面焊縫長度不小于鋼筋直徑的10d。

⑨鋼筋網格片間的搭接長度均應＞300mm，可采用綁扎的方式。進行加固焊接錨管隔排采用2Φ20。基坑上邊沿的鋼筋網應從頂面反折覆蓋坡頂表面。坡頂表面鋼筋網格長度不＜0.5m。

泄水管采用800DN50PVC管，用重壓擊法打進邊坡土體里面。分步放置梅花狀泄水管，間距為2～2.5m。一般選擇布置在不同類土層中間，如黏土和雜填土結合面處。

3.4.5 基坑支護監測的信息化成果

深基坑本身及周邊環境的穩定與安全集中表現為土體的沉降移位情況，因此采取信息化監測技術，可為土體變位的控制提供可靠信息［2］。如監測坡頂水平位移和豎向位移、深層水平位移、支撐內力、周邊地表豎向位移；周邊建筑豎向位移、傾斜和水平位移、周邊建筑和地表裂縫以及周邊管線變形等。基坑支護過程中通過監測設施的詳細檢查記錄，未出現異常。

4 結束語

該工程工期緊，場地狹小，開挖較深。通過對錨管制作、鉆孔、壓漿、掛網噴漿等關鍵工序的嚴格質量管控，從拉拔試驗成果，基坑周邊環境的沉降變形、支護結構的監測等各項信息化指標可知，噴錨護坡基坑支護施工符合設計變化范圍，結果達到預期要求。