喷锚网护壁+旋挖灌注桩支护技术施工效果分析

赵成杰

（湖南科技学院，湖南 永州 425009）

0 引言

随着土木工程各项技术水平的发展，人类社会所需要的各种基础设施建设越来越完善，极大方便了人们的生产与生活。土木工程建造是一个复杂的过程，包括多个环节，通常需要较长的时间才能完成。基坑施工是土木工程中的一个重点项目[1]。基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，其作用是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。随着基坑深度的加大，基坑稳定性会越来越低，尤其在一些地质条件较为恶劣的地区[2]。为保证后期工程的安全性，在工程建造完成前，必须保证基坑的稳定。因此，深基坑一般都会进行支护结构施工。关于基坑支护施工问题，罗岗等[3]以某地铁隧道工程的地基为例，通过在基坑周围插入双排桩形成阻挡，当发生滑坡、坍塌、土层渗漏时能够形成有效防护，以此达到土体稳固的目的。张相平等[4]以北京某住宅小区建筑工程为例，首先分析了周边环境条件，然后为其设计了“护坡桩+预应力锚索”支护方案，通过双重结合设计，进一步提高了防护效果。本文结合前人研究经验，在某深基坑工程中采用喷锚网护壁+旋挖灌注桩支护技术，并分析该支护技术的使用效果。

1 深基坑支护施工方案

1.1 工程概况

以某建筑工程为例，该工程建筑面积为46200m2，地上14层，地下2层，属于高层建筑，因此在建造时，需要进行深基坑开挖。该工程深基坑地层情况如表1 所示，基坑基本情况如表2所示。

表1 深基坑地层情况

表2 基坑基本情况

1.2 施工材料与设备

根据基坑的相关参数，提出使用喷锚网护壁+旋挖灌注桩支护技术，北侧利用喷锚网护壁法进行支护，其余三侧采用旋挖灌注桩方法进行支护。根据所要采用的支护施工技术，选取所需要的相关材料和设备，具体如表3和表4所示。

表3 支护施工材料

表4 支护施工设备

2 深基坑支护施工技术

本文选择两种基坑支护方式相结合，如图1所示[5]。

图1 深基坑支护施工技术分区

2.1 喷锚网护壁支护施工工艺

基坑北侧深度最大，因此需要更强的防护，所以采用喷锚网护壁法进行支护。具体施工步骤如下：

步骤1：施工准备。将施工所需要设备、材料和人员运送到现场。

步骤2：确定施工计划，做好人员安排。

步骤3：坡面修整。对基坑坡面进行修整，在达到平整坡面、去除表面松土目的的同时，也能放缓坡度。

步骤4：利用水准仪标出孔位，并作出标记和编号。

步骤5：利用钻机在设置孔位处钻入20m的深度。

步骤6：将Q235钢筋切割成25m长的锚杆。

步骤7：将锚杆按孔位与坡度成90°直角压入孔洞中。

步骤8：制备C30 水泥砂浆。水泥∶石子∶砂∶水=l∶2∶1.5∶0.45。

步骤9：在孔洞中注入C30水泥砂浆并等待凝固。

步骤10：制备钢筋网片。将盘条钢筋绑扎形成钢筋网片。

步骤9：将钢筋网片固定在凸出的锚杆上。

步骤10：利用混凝土喷射机将C20喷射到基坑坡面上，直至完全覆盖住钢筋网片。

步骤11：养护。等待混凝土层阴干，然后定时浇水养护，至少3d[6]。

2.2 旋挖灌注桩支护施工工艺

东西侧以及南侧采用旋挖灌注桩进行支护，具体施工步骤如下：

步骤1：施工准备工作。

步骤2：整理平整场地。

步骤3：利用全站仪进行孔桩定位。

步骤4：利用钻机在设计的位置处进行钻孔。

步骤5：将护筒埋入钻孔当中。

步骤6：下钢筋笼以及混凝土导管。

步骤7：制备C20混凝土浆液。

步骤8：利用导管将C20混凝土浆液注入钢筋笼中。

步骤9：逐级卸导管以及提爬护筒[7]。

3 深基坑支护施工效果分析

对深基坑支护施工效果进行分析，效果评价指标有两个，即基坑稳定性系数和三维位移量[8]。其中基坑稳定性系数计算公式如下：

式中：Fs——基坑稳定性系数；

c——土层的黏聚力；

li——第i个土条的圆弧长度；

γ——土层的计算重度；

h1i——第i个土条水位以上的高度；

γ′——第i个土条的平均重度的浮重度；

h2i——第i个土条水位以下的高度；

bi——第i个土条的宽度；

q——第i个土条土上的均布荷载；

θi——第i个土条的滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角；

φ——土层的内摩擦角。

基坑稳定系数≥1.3，证明施工效果合格。

三维位移量是指基坑在x、y、z三个方向上的位移变化量，其值由位移传感器获得数据，然后通过位移初值和观测值计算所得。计算公式如下：

式中：Δx、Δy、Δz——x、y、z三个方向上的位移变化量，位移变化量≤0.05m 时，认为支护结构达到维护基坑稳定性的效果；

x0、y0、z0——x、y、z三个方向上的位移初值；

x、y、z——x、y、z三个方向上的观测值。

在基坑每个侧面选择5个点位，测试其支护前后的稳定性系数和三维位移量。测试结果如图2和表5所示。

图2 基坑稳定系数测试结果

表5 三维位移变化量测试结果

从图2 中可以看出，通过对基坑4 个侧面共20 个点位的检测，采用喷锚网护壁+旋挖灌注桩方法支护后的基坑较支护之前稳定性方面有了很大的提升，稳定性系数超过1.3，证明该施工技术是有效的。

从表5 中可以看出，经过喷锚网护壁+旋挖灌注桩方法支护后，基坑4 个侧面共20 个点位在3 个方向的位移变化量均小于0.05m，证明所提出的支护施工技术能够稳定基坑。

4 结束语

综上所述，基坑是工程修建的基础，随着工程规模的逐渐增大，基坑越来越深，为维持工程安全性，需要进行深基坑支护。在本研究中，针对基坑不同侧面，选择了不同的支护技术，具体包括喷锚网护壁支护技术和旋挖灌注桩支护技术。并对该施工技术的应用效果进行分析，评价指标采用基坑稳定性系数和三维位移量，通过对比证明了所提出施工技术的效果，即采用该技术进行支护施工后，基坑稳定性系数超过1.3且位移变化量均小于0.05m。由此证明，喷锚网护壁+旋挖灌注桩方法能够有效确保后续工程的安全性。