锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等优点,锚杆进行边坡支护不占单独工期,可以和基坑开挖同期进行。而工程造价比传统桩支护节省费用40%以上,且能够满足基坑边坡稳定和对周围建筑物保护的要求。
1 锚杆支护的优越性
(1)锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等优点,深基坑开挖后,岩土的受力状态发生改变。当打入锚杆后,由于锚杆与岩土的相互作用,使得深基坑岩土受力状态又发生改变。主要表现在:1)锚杆与岩土黏结在一起,提高了岩土体的整体刚度,增强了岩土的抗变形能力,加强了岩土岩体的整体性;2)由于锚杆的抗拉作用,当锚杆穿越破岩土层深入稳定岩土层时,对不稳定岩土起着悬吊作用;它是将锚杆锚喷网与基坑滑裂面以外的岩土体连成的一个整体。
(2)降低成本、减少工人的劳动强度。采用锚杆支护与其他围护措施对比可以大幅度节约大量钢材、水泥、木材等支护材料,有利于节约自然资源。采用锚喷网支护技术,同时也减小了工作量,加快了工程进度。
2 基坑支护设计
根据《人防工程施工及验收规范》(gbj134―90)当基坑开挖不能放坡时,可采用土层锚杆支护。而深基坑开挖时必须采取支护措施,经过多种方案分析比较后再确定支护方案,对于岩土层锚杆的设计应考虑以下几个方面的问题:
(1)埋置深度:锚杆埋设深度应遵循最上层锚杆的覆土厚度,不使锚杆向上垂直分力引起地面隆起的原则,一般为4-5m,
若周围有建筑物,可小一些。
(2)锚杆层数:应由计算确定。一般上下两层的间距为2~5m。层数决定了锚杆的垂直间距。
(3)锚杆的水平问题和倾角:锚杆水平间距为1.5-4.0m,倾角不应小于12.50,多为15~250。
(4)锚杆长度及直径:锚杆直径根据机械成孔或人工成孔方式,大多为130mm左右。
3 施工工艺流程
工艺流程
3.1开挖
(1)土方开挖采用反铲开挖,开挖前由测量员测放基坑开挖线。
(2)土方开挖在基坑边应分层开挖,每层开挖深度应同设计锚杆竖向间距。
(3)基坑周边开挖时,必须做到开挖一层,支护一层,开挖一段,支护一段,严禁超挖。开挖后,坡面要及时支护露过长。同一坡面上,上层支护体施工时间与下层土开挖时间间隔不得暴露5天。
3.2 施工
(1)修坡:依据基抗放坡系数,进行修坡。坡面采用人工修坡,严禁机械对已形成的坡面进行碰撞破坏,。
(2)成孔:成孔机械多种多样,根据现场和进深能力达到要求的情况下,一般利用小型机械较容易操作。对于土质较好,孔较短的土方也可用洛阳铲成孔也可达到事半功倍的效果。
(3)放筋:钢筋放置应居中延长放置,每隔2.0m放置一个定位器。钢筋长度不够可采用对焊或绑焊,绑焊长度不应小于4d(d为钢筋直径),在插入钢管时应将注浆管与钢筋一起绑扎入孔,注浆管距孔底50cm左右。
(4)编钢筋网:钢筋网采用?6.5�钢筋制作,钢筋间距为250�×250�,加强筋采用ф16螺纹钢筋制作。网筋与网筋、网筋与加强筋、加强筋与锚杆芯之间用422电焊条点焊。上下网搭接、网筋之间搭接长度应大于300�。
注浆液可采用纯水泥浆,也可用灰砂比1:1的水泥砂浆;注浆压力控制在2~3mpa左右,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥,为保证注浆液与周围土体紧密结合,在孔口处设里注浆塞。
(6)对软弱土层处理:软弱土层指边坡自稳时间为零或及短,不易成孔,随挖随塌的土质,如杂填土,饱和淤泥质土等。对于含水量较大的土层有时还会伴随流砂现象产生。对这类土的处理办法是设置超前锚管,并设置反滤层塑料管进行有序排水。
具体操作为:土方分层分段开挖,每层段不宜过大,坡面形成后初喷一次,将土面覆盖即可,待钢筋网及锚杆安置后进行第二次喷射混凝土面板,混凝土混凝土强度为c20,厚度为80~100mm,均采用两层喷射。混凝土配合比为水泥:砂:瓜米石=1:2:2.5,水泥采用强度为po32.5mpa普通硅酸盐水泥,喷射时加入适量的早强剂,喷射由上至下进行。为保证喷射混凝土的厚度,则在坡面上垂直打入短钢筋作为控制标志。
在开挖之前利用外径不小于48mm的钢管(锚管)直接垂直压(打)入土层中,钢管长度不应小于单层开挖深度的2倍,间距为30~50cm。开挖后再以大致150倾角沿坡面压力钢管。该处钢管应在管壁上钻8~10mm,间距30cm左右的小孔(边端1.5m不设孔),作为出浆眼,在管上快速挂网(提前制作),
4技术保障措施
(1)一般支护应与土方开挖同期进行。支护现场人员分为四个班组,即成孔班、钢筋班、喷注班,材料供应、每班人员大致相等。
(2)钻孔要保证位置正确,要随时注意调整好错孔位置(上、下左右及角度),防止高低参差不齐和相互交错。
(3)钻孔后要反复提摇孔内钻杆,并用水冲洗,直至出清水,再接下节钻杆,遇有粗砂、砂卵石土层,在钻杆钻进最后一节时,应比要求深度多10~20cm,以防砂、碎卵石堵塞管子。
(4)注浆管使用前要检查有无破裂堵塞,接口处要处理牢固,防止压力加大时开裂跑浆。
(5)干作业钻孔拔出钻杆后要立即注浆,以防塌孔。水作业砼孔拔出钻杆后,外套留在孔内不会坍孔,但不宜间隔时间过长,以防流砂涌入管内,造成堵塞。
(6)注浆压力一般不能低于0.8mpa,但不宜大于2mpa宜采用封闭式压力注浆和二次压力注浆,可有效把提高钻杆抗拔力(20%左右)。注浆材料可根据气温和土质情况与使用要求,适量掺加早强剂、防冻剂或减水剂。