岩土工程设计中深基坑边坡喷锚支护的应用

刘子毅 李 超 上官云龙

（吉林建筑大学， 吉林 长春 130118）

对于现代化的建筑工程，其由于施工地点的水文地质存在着较大的差异性，加上施工状况的不同，对建筑工程的施工质量难以进行有效的保障。为了能够更好的确保建筑工程的施工质量，需要对施工现场及周围的地质环境进行详细的了解，然后结合其特性进行相关设计，在本文中通过多方面的综合性考虑，对深基坑的喷锚支护应用进行了简单的介绍，从而更好的保证岩土工程的施工质量。

1 岩土的水理性质分析

对于岩土的物理性质和水理性质，其是岩土地质本身的特性，但对于实际的工程勘查，大部分的影响因素都是由岩土的水理性质所决定的。对于岩土的水理性质研究，其主要是加强对岩土的强度以及形变的掌握，从而在工程施工中更好的控制这些因素，保证岩土工程施工质量。下面对岩土的水理性质进行了简单的介绍：

首先，地下水的存在，地下水以多种形式存在，常见的有结合水、毛细管水和重力水等，其中的结合水又可以分为强结合水和弱结合水两种；然后是岩土的水理性质，其包括透水性和崩解性等，在这些水理性质中，影响岩土工程质量的最主要的两种是：第一，崩解性，也被成为岩土的湿化性，其指的是黏性土浸入到静水之后，土粒之间的结构强度逐渐降低，最终使土体崩散开。对于一般的岩土来说，其崩解性同土粒的大小和结构等存在着较为紧密的联系。在岩土工程中，岩土本身的崩解性越强，建筑物的施工稳定性则越差。第二，膨胀性，指的是岩土在受到地下水的影响时，其本身的体积会随着水分的变化而呈现正相关。对于这种现象的发生，其主要是由于水分会在岩土表明形成一层厚膜，当水分含量发生变化时，岩土的体积也会发生相应的变化。在岩土工程中，岩土的膨缩性会造成基坑的凸起等问题，影响建筑工程的表面形变，使得建筑物本身的稳定性受到较大的影响。

2 深基坑边坡支护的目的分析

对于深基坑的边坡支护工程，其主要是为了保证岩土工程的整体施工质量。常见的深基坑边坡支护主要由三个系统组成，分别是挡土系统、挡水系统和支撑系统。对于挡土系统，其一般采用的是钢板桩或者钢筋混凝土桩等，该系统的功能是形成强力的支护排桩，对外界土的压力进行阻挡。然后是挡水系统，该系统的应用主要目的是为了阻止外界水的侵入，一般情况下是通过深层水泥搅拌桩或者锁扣钢板桩等设定。最后则是支撑系统，该系统常见的材料是钢筋混凝土和型钢等。在岩土工程中，该系统的主要作用是为了对维护的结构位移以及支撑维护结构的侧力等进行限制。岩土工程深基坑在开展的过程中，其需要根据施工现场的实际情况选择合适的支护结构和方案。

3 深基坑喷锚支护类型选择

在进行深基坑喷锚支护的选择时，其需要结合深基坑的施工地质条件以及工程的开挖深度等进行选择，同时通过多个施工方案的对比，选择经济合理，且施工操作较为简单的方案，在实际的工程施工过程中，还需要对施工方案进行不断的优化分析。深基坑喷锚支护结构一般情况下需要低于挡土深度6m。当深基坑存在较厚软弱的下卧层时，或者其坡脚存在粉砂等状况时，一般不适宜应用喷锚支护结构。

喷锚支护体系的应用，其包括锚杆、被锚固的土体等，该技术的特点是对锚杆周围的土体进行压力的传递，将其传递至深基坑外围的稳定性土体中，平衡深基坑使用过程中的外向土体压力，防止深基坑出现位移等问题。锚杆的一段同土体以及喷射的混凝土进行结合，并同外围土体进行固定，从而增强被锚固土体的强度，形成一个重力式的荷载抵御结构。另外，锚杆在稳定土体中的滑动被锚固，使得土体滑动问题被限制，实现其最终的支护效果。

4 喷锚支护的施工工艺介绍

对于喷锚支护的施工，其首先需要进行深基坑的分层开挖，每层的深度需要根据施工现场的实际情况进行确定，但不宜过深，过深会造成支护施工过程中的边坡稳定性受到较大影响。每层开挖完成之后，需要通过锚杆对周围的水泥浆等进行固化前的锚固工作，因此，每层的开娃娃深度一般情况下需要小于土体的自然高度，这样才能够保证锚固的力度满足施工需求。

对于一般情况下的喷锚支护施工，其施工流程为：根据设计要求进行工作面的开挖，同时根据设计图纸等确定锚杆的位置，并做好对应的标记。施工人员对锚固位置进行成孔和安装对应的锚杆，然后对其进行灌浆。然后将钢筋网绑扎在对应的位置，钢筋网一般情况下需要同土体保护层之间间隔 2cm～3cm，然后焊接加强筋对其进行固定，并埋设需要喷射的混凝土厚度标志。最后在坡顶和坡脚进行排水系统的施工，将施工过程中出现的地下水等排出工程现场。

4.1 基坑土方的开发和边坡的修整

基坑土方的开挖工作前，需要对开挖的深度进行合理的计算，结合施工现场的实际情况确定挖掘深度，这样能够为喷墨支护工程的开展创造良好的条件，一般需要将土层的开挖深度控制在 2m～2.5m，对于沙层则需要控制在 1m～1.5m，挖掘施工中严禁挖掘深度超出。对于挖掘的长度，其需要考虑到交叉施工的周期，保证施工过程中坡面具有良好的稳定性。一般情况下，对于同一轴线的挖掘工作，其长度控制在15m～20m能够保证施工质量。对于边坡的开外工作，其需要最大程度上避免对上层支护结构产生扰动，且对于分层开挖产生的误差进行严格的确认。

4.2 锚杆成孔注浆施工

对于这一施工工序的开展，其首先需要施工人员根据具体的地质条件选择合适的成孔方法，然后结合施工设计方案对孔位进行布置，结合测量划线等对需要施工的孔位进行准确的标注，一般情况下是通过梅花型方法进行布置，对于孔的长度、俯角和孔径大小等参数，其都需要严格按照设计标准进行施工。然后是对于锚杆的长度以及直径的加工，为了保证锚杆能够处于孔的中心位置处，一般情况下需要间隔一定的距离焊接一个居中支架，然后将锚杆放置在对应的孔内位置中。最后则是注浆工作，这一工作内容是保证锚杆和周围土体紧密连接的重要点，一般情况下，锚杆安装完成之后需要对孔内进行水泥浆的注入，同时对于主语的水泥浆压力进行控制，防止外溢问题的发生。

5 总结

综合上述所说，当前我国对于深基坑的喷锚支护施工，在施工工艺和理论方面较为成熟，施工前需要结合施工现场的实际情况制定合适的施工方案，而在进行支护的开挖过程中需要根据实际的开挖状况对其进行调整，同时结合变形监测数据对其进行动态化的管理。