深基坑邊坡噴錨支護(hù)技術(shù)及常用機(jī)械設(shè)備

【干貨】深基坑邊坡噴錨支護(hù)技術(shù)及常用機(jī)械設(shè)備1 前言 改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)展快速,在社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)中,一幢幢高層建筑拔地而起,隨著城區(qū)建設(shè)的進(jìn)展對(duì)建筑功能提出了更高的要求,在高層建筑的興建和地下空間的開(kāi)發(fā)利用中,地下工程已由過(guò)去的一層進(jìn)展到多層,開(kāi)挖深度也由過(guò)去的4米左右進(jìn)展到目前的10多米。從進(jìn)展的趨勢(shì)來(lái)看,無(wú)論是民用建筑還是市政工程,都有向地下空間和地上高空索取空間的趨勢(shì),產(chǎn)生了深基坑開(kāi)挖及支護(hù)的問(wèn)題,同時(shí)也帶來(lái)了深基坑支護(hù)施工技術(shù)的變革,即由傳統(tǒng)的自然放坡及護(hù)壁樁等支護(hù)方法向噴錨支護(hù)等先進(jìn)施工技術(shù)的轉(zhuǎn)換。2 傳統(tǒng)基坑支護(hù)施工技術(shù) 基坑開(kāi)挖是一個(gè)綜合性的巖土工程問(wèn)題,它涉及到土力學(xué)中的強(qiáng)度穩(wěn)定和變形問(wèn)題假設(shè)深基坑承受支擋構(gòu)造,則還涉及到其構(gòu)造的強(qiáng)度、剛度以及土與支文件構(gòu)造的共同作用等問(wèn)題。要準(zhǔn)確分析這一問(wèn)題,是格外困難的。這不僅僅在于力學(xué)模型的簡(jiǎn)潔,更是由于水土力學(xué)參數(shù)具有較大的不確定性與離散性。因而現(xiàn)有的基坑支護(hù)系統(tǒng)計(jì)算方法,都具有明顯的近似性。 各個(gè)工程工程而言,其所在地區(qū)的工程地質(zhì)水文地質(zhì)施工條件場(chǎng)地及基坑深度等方面存在差異,也就要求有不同的基坑支護(hù)施工方法來(lái)滿足各個(gè)不同的工程工程。在安全、牢靠的前提條件下,力求能夠從實(shí)際動(dòng)身,因地制宜地確定設(shè)計(jì)和施工方案,選取一個(gè)經(jīng)濟(jì)和合理的施工方法。 目前國(guó)內(nèi)承受的基坑支護(hù)手段主要有樁、樁錨、內(nèi)支撐、擋土墻、噴錨支護(hù)等幾種方法承受擋土墻的施工方法,要求施工現(xiàn)場(chǎng)有確定的放坡條件,且承載力低,故僅適用于基坑深度在5米以內(nèi)的坑壁支護(hù)而內(nèi)支撐施工方法,由于其造價(jià)高施工難度大,在應(yīng)用與推廣方面有確定局限性。目前成都地區(qū)深基坑支護(hù)主要有樁、樁錨、噴錨三種方法。在承受樁的形式進(jìn)展施工過(guò)程中,土層介質(zhì)被視為純粹的外荷載,樁擔(dān)當(dāng)了全部的主動(dòng)土層介質(zhì)在被擾動(dòng)前所具有的自承載力同時(shí),施工時(shí)需先成樁,待樁身砼到達(dá)確定的強(qiáng)度后,才能進(jìn)展土方開(kāi)挖,兩者不能同時(shí)進(jìn)展,因而勢(shì)必造成施工周期過(guò)長(zhǎng)。另外,樁根本身為懸臂式受力,在樁的上端局部會(huì)產(chǎn)生位移,由此簡(jiǎn)潔造成基坑四周相鄰建筑物產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。樁錨系樁與錨共同作用,該方法雖然安全牢靠,但造價(jià)高、工期長(zhǎng)。而噴錨支護(hù)的最大特點(diǎn)是施工時(shí)基坑土方開(kāi)挖與支護(hù)同時(shí)穿插進(jìn)展,土方開(kāi)挖工作完成后,支護(hù)也隨后完成,施工進(jìn)度快。同時(shí),在施工中利用了基坑周邊土介質(zhì)的自承載力,并承受高壓噴射特別砼加鋼筋掛網(wǎng)布置,基坑四周壁面被連為一整體,其安全性大為提高,是目前近承受的一種安全有效的施工方法。3噴錨支護(hù)技術(shù) 由于高層建筑及超高層建筑往往都位于城市鬧市繁華區(qū)域及主要街道的兩旁,市區(qū)人口密集交通擁擠建筑密度大建設(shè)單位為節(jié)約土地,要求充分利用原有土地面積,充分利用地下空間,設(shè)置人防、車庫(kù)、機(jī)房及消防等設(shè)施,基坑開(kāi)挖深度深,施工場(chǎng)地狹小,護(hù)壁占地面積受到嚴(yán)峻制約,一些傳統(tǒng)的支擋方法已難以滿足以上要求,比方基坑開(kāi)挖線與周邊相鄰建筑很近時(shí),其相鄰間距尺寸小于挖孔護(hù)壁樁直徑時(shí),便無(wú)法承受挖孔樁作為支擋構(gòu)造。同時(shí),隨著競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制加劇,業(yè)主對(duì)工程要求進(jìn)度快、質(zhì)量高、造價(jià)低,噴錨施工技術(shù)能較好地滿足這些要求。 噴錨(網(wǎng))支護(hù)是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的簡(jiǎn)稱。作為一種先進(jìn)的支護(hù)(加固)技術(shù),在高邊坡和大跨度地下工程中,特別是在不良地質(zhì)條件下,通過(guò)噴錨網(wǎng)作用,形成噴射混凝土、錨桿(索)、鋼筋網(wǎng)與土體共同作用的主動(dòng)支護(hù)體系,最大限度地利用邊壁土體的自承力氣,變土體荷載成為支護(hù)構(gòu)造物的一局部,這是一種型的支護(hù)作用機(jī)理,它取代了傳統(tǒng)的樁、板、墻、撐或樁錨、板錨、墻錨、撐錨的支護(hù)方法。作為噴錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù),目前尚無(wú)成熟的理論及計(jì)算方法來(lái)進(jìn)展設(shè)計(jì)計(jì)算,比較保守的計(jì)算方法是將噴錨網(wǎng)及錨桿作加固的土體,看到一重力式擋土墻,依據(jù)所配置的支護(hù)參數(shù),進(jìn)展支護(hù)體系的內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算,用邊坡滑體力矩平衡法進(jìn)展外部穩(wěn)定性驗(yàn)算。 噴錨(網(wǎng))支護(hù)在受力和構(gòu)造上,具有以下特點(diǎn): (1)噴錨網(wǎng)構(gòu)造通過(guò)錨桿和壓力灌注水泥砂漿使其與土體緊緊結(jié)合在一起,相互作用,形成了噴錨網(wǎng)復(fù)合體,是一種主動(dòng)受力體系。它使被加固的土體整體化和構(gòu)造化,顯著地提高了被加固土體的穩(wěn)定性和承載力氣。 (2)噴錨網(wǎng)支護(hù)通過(guò)錨桿和鋼筋網(wǎng)焊接連在一起,形成分布式多點(diǎn)鉸接連續(xù)板構(gòu)造噴層具有足夠的柔性,允許土體有確定的變形和位移各節(jié)點(diǎn)受力可自行調(diào)整,從而重調(diào)整構(gòu)造受力狀態(tài),使構(gòu)造受力處于最正確(應(yīng)力分布均勻)狀態(tài),局部不會(huì)產(chǎn)生偶然超載。 (3)噴錨網(wǎng)構(gòu)造聯(lián)合作用,側(cè)壓力通過(guò)構(gòu)造傳遞回穩(wěn)定土層,將原產(chǎn)生的土體一局部變成支護(hù)構(gòu)造,充分利用和加強(qiáng)土體自身的承載力氣。(4)噴射混凝土與土外表之間的高速噴射作用下產(chǎn)生嵌固效應(yīng),提高了噴射混凝土與土體外表的粘結(jié)力,對(duì)各種土質(zhì)外表均有良好的適應(yīng)力氣,可防止雨水沖刷產(chǎn)生滑塌。 (5)基坑隨挖隨支護(hù),快速作用,準(zhǔn)時(shí)支護(hù)是噴錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的顯著特點(diǎn),準(zhǔn)時(shí)支護(hù)保證了開(kāi)挖臨空面后土體盡可能不消滅卸荷應(yīng)力重分布,不會(huì)產(chǎn)生微剪切滑移,不轉(zhuǎn)變土體原位構(gòu)造。 (6)具有很大的靈敏性和可調(diào)性。依據(jù)地質(zhì)狀況的變化及監(jiān)測(cè)結(jié)果,可隨時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù),對(duì)脆弱地質(zhì)層進(jìn)展補(bǔ)強(qiáng),從而到達(dá)最正確支護(hù)。 (7)隨基坑開(kāi)挖逐次分層施工,不需單獨(dú)占用場(chǎng)地,不占或少占單獨(dú)作業(yè)時(shí)間,施工效率高,開(kāi)挖完成后,噴錨網(wǎng)支護(hù)施工也同時(shí)完成,特別是對(duì)于施工場(chǎng)地狹小,堆放材料困難,有時(shí)鄰建筑物,優(yōu)越性就更明顯。(8)施工噪聲低,振動(dòng)小,無(wú)污染。 (9)費(fèi)用比傳統(tǒng)支護(hù)方法明顯降低,工期也更短。4噴錨支護(hù)施工工藝 在本人負(fù)責(zé)的四川省農(nóng)業(yè)進(jìn)展銀行興農(nóng)大廈Ⅰ期及Ⅱ期工程深基坑護(hù)壁施工中,承受噴錨技術(shù)進(jìn)展基坑邊坡支護(hù),基坑深度達(dá)9m,完成護(hù)壁面積3200m2,所用工期還不到2個(gè)月時(shí)間,質(zhì)量安全牢靠,受到甲方好評(píng)。施工工藝分述如下: 噴錨護(hù)壁中使用的錨桿,分為錨筋錨桿和鋼管錨桿兩種,分別適用不同的土質(zhì)。當(dāng)邊坡土質(zhì)為雜填土、粉土及粘土?xí)r,常承受鋼筋錨桿;當(dāng)邊坡土質(zhì)為砂及卵石層時(shí),則用鋼管錨桿兩者施工工藝及所用施工機(jī)械各不一樣,具體如下: (1)雜填土粉土及粘土施工工藝流程 土方開(kāi)挖(挖深1.8m左右)→鉆錨桿孔→安放鋼筋錨桿→錨孔內(nèi)壓力注漿→安裝鋼筋網(wǎng)→噴射砼(厚80～120mm)→土方開(kāi)挖→其特點(diǎn)是用土錨桿鉆機(jī)在坑壁上鉆孔,然后再放入鋼筋錨桿(也可用鋼管錨代替鋼筋錨桿)。 (2)砂及卵石層施工工藝流程 土方開(kāi)挖(挖深1.8m左右)→安裝鋼筋網(wǎng)→噴射砼(厚80～120mm)→打入鋼管錨桿→壓力注漿→土方開(kāi)挖→其特點(diǎn)是用潛孔錘直接將鋼管錨桿打入坑壁。 完成后,錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射砼形成了一個(gè)整體,從而確保了坑壁的穩(wěn)定。5 噴錨支護(hù)常用施工機(jī)械 由于基坑噴錨支護(hù)與土方開(kāi)挖同時(shí)穿插進(jìn)展,工作面在不斷變化,因此,對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的選擇要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題,機(jī)械設(shè)備移動(dòng)便利,重量較輕,體積較小,易拆裝,便利操作等。其施工機(jī)械設(shè)備主要包括空氣壓縮機(jī)錨桿鉆機(jī)混凝土噴射機(jī)砂漿攪拌機(jī)、砼攪拌機(jī)、注漿泵、張拉設(shè)備等,分述如下: (1)空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮