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摘要：随着经济的快速发展和和谐社会的构建，建筑工程的发展越来越快，建筑的高度越来越高。在建设施工过程中，深基坑施工是十分重要的环节，其施工质量对整个建筑的施工质量有直接的影响，因此，加强房屋建筑深基坑支护技术管理有十分重要的意义。高层建筑地下基础工程埋置深，施工现场比较狭窄的情况下。一般采用支护结构，再进行土方开挖。锚喷网支护法作为建筑工程深基坑开挖支的一项实用技术,因其施工速度快、费用低等优点,而正被广泛地应用。本文浅析了深基坑支护的类型，通过深基坑的工程例子，对建筑工程中土钉墙支护技术进行了探讨。
关键词：深基坑;施工技术；喷锚支护;预应力锚杆
1深基坑支护的类型和特点
在建筑工程深基坑施工中，支护技术的应用时必不可少的，但该技术可分为若干类型，并且特点差异较大不同类型的技术可以应用，于不同情况的深基坑施工技术中，对该技术类型和特点的研究，能够为施工人员在工程施工过程中深基坑支护技术的科学选择产生积极的影响，保证能够使技术适应施工情况进而保障建筑工程深基坑施工的安全，性进而推动社会的发展和建筑行业的建设。在工程建设中深基坑支护的类型及特点主要有以下几个方面：下面主要介绍几种主要而且比较常用的基坑支护类型：
1.1 深层搅拌水泥桩支护
深层搅拌水泥围护墙是用深层搅拌机，以水泥作为原材料，因为水泥具有固化作用，然后用软土剂和水泥浆均匀搅拌，最后形成塔接式的水泥土柱状和挡墙状，此支护除了可以挡土和止水，还可以降低污染，防止振动，并且无噪音，但美中不足的是此支护长度过大，厚度也大而且只能用于红线方位及其邻近的环境，尤其注意对周边环境带来的负面影响。
1.2 钢板桩的支护
在我国使用钢板桩支护的时间是比较长而且比较简单，它的主要形式是有U、H、Z 型和直线型、组合型、冷压薄板型等形式，常常是结合外拉锚垫板或内支撑型钢来构成的围护支护。钢板桩支护除了强耐久性、而且钢板还具有重复使用、工期较短且简单等优点，而此支护的短处在于投入的资金较大，没有挡水和阻隔微小土粒的作用，而且对于地下水水位较高的地区需要做隔水措施，支护刚度低和开挖之后的变形较大。使用此支护前也该慎重考虑。
1.3排桩支护
排桩支护技术是在建筑工程深基坑施工中较为常见的支护技术，其主要形式是在基坑边坡进行相应防护，在基坑周围进行打桩,，从而达到对施工热源和施工设备进行防洪护的目的。排桩支护可分为组合式、连续式、住列式三种组合式的排桩支护是指在地下水位比较高的软土区, 使用水泥搅拌桩的防渗墙与钻孔灌注桩的排桩相结合的方式来进行排桩支护的一种形式；连续式的排桩支护是指在软土中通过使用钢筋混凝土板桩和钢板桩密排或者在桩间注浆防水或做树根桩的方式来进行排桩支护的一种形式。
1.4地下连续墙的支护
地下连续墙的支护式的优点在于它不会对邻近建筑物及其基础造成影响，比较适合用于在建筑物比较密集的地区施工，而且支护的刚度比较大，有较强的侧压承受能力，开挖之后它的变形也比较少、地面沉降也比较小，因此地下连续墙的支护被广泛应用于现代建筑之中。1.5喷锚网支护
喷锚网支护结构属于土体原位加筋技术，配合机械开挖，采用下行式短台阶下挖式施工。通过在边坡处设置高密度、小尺寸的锚杆群，配合面层的钢筋混凝土结构，组成轻型支护挡土体系。设计上，它是以锚杆力逐段、分块地平衡土压力，在密集锚杆拉结下，把潜在滑裂面前的主动土压力区复合土体加固为具有自撑能力的稳定土体。稳定性验算是视锚杆加筋土体为重力式挡土墙，支撑外缘未加锚土体的侧压力，确保边坡整体稳定性。与多种传统的边坡支护手段相比较，采用锚喷支护技术施工其边坡稳定效果和经济效益更显优越性。其特点是，及时、快速；随挖随支可与基坑开挖工程同时进行；不占独立工期；占用施工场地小。1.6土钉墙支护
土钉墙由被加固的土体、锚固在土体中的土钉群和面板所组成，形成类似重力式的挡土墙，土钉和土体构成复合体，以此来抵挡由墙后传来的土压力或者其它附加的外力，从而保护好开挖面的稳定；而土钉间的变形则依靠钢筋网喷射混凝土面层来加以约束，属于边坡稳定式的支护型式。土钉墙融合了加筋土墙和锚杆档墙的长处，应用于挖土方边坡的稳定和基坑开挖支护，具有以下的特点：
（1）形成土钉与土复合体，边坡整体的稳定性以及承受坡顶超载的能力较好；
（2）设备比较简单，成本费用低；
（3）占用的空间小，有便于在狭小的场地中施工；
（4）施工振动、噪音小，土钉本身不易大幅度变形，对周边的环境影响小。
它的设置有打入法，旋入法，以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。为使土钉墙能够被顺利送入土里，要在土钉上相隔两米之处进行中支架的焊接，从而形成锥形的滑撬。此外，还要确保土钉处在孔的中心位置，避免偏心状况的发生。从而提升土钉的抗拔力。
2、深基坑工程施工要点
2.1深基坑工程施工前应了解基坑周边的地表水以及场地的地下水情况，做好坑周及坑内的明水排放，坑周边地面防水保护措施以及施工现场的地面硬化。对有可能排入或渗入基坑的地面雨水、生活用水、上下水管渗漏应设法堵、截、排，尤其在老粘土分布区严防各种地表水渗入边坡土体和基坑内。
2.2严格按设计方案组织施工。基坑工程施工前，有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备正常运转。
2.3在降水施工过程中，必须先施工具有代表性的1～2口井进行抽水试验，校核水文地质设计参数后，方可进行其它降水井施工。管井施工应按CJJ10《供水管井设计施工质量验收规范》等规定进行施工与质量验收，实管、滤水管的长度及井管外侧回填料的高度应根据降水井的深度、地层结构及降水要求而定。管井抽水开泵后30min取水样测试，其含砂量应小于1/50000，如抽水时间在3个月以上，含砂量应小于1/100000。在降水维持运行阶段，应配合土方开挖和地下室施工时对抽排水量、地下水位、环境条件变化进行控制。
2.4基坑土方开挖应分层分段进行，严禁超深度开挖，符合基坑工程设计工况的要求。充分考虑时空效应，合理确定土方分层开挖层数、时间限制，尽可能减少基坑临空边的长度和高度。分层开挖深度在软土中一般不宜超过1m，较好土质也不宜超过3m。对设有支护结构和隔渗、降水系统的基坑，必须在支护结构和隔渗结构的强度达到设计要求，降水系统运用正常，满足施工要求后，方可进行土方开挖。
2.5基坑支护单位要与挖土单位紧密配合。遵循时空效应原则，土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。
2.6基坑工程实施阶段必须采用信息化施工，信息化施工包括预测、信息采集与反馈、控制与决策等方面的内容。基坑工程监测项目包括：支护结构水平位移；周围建筑物、地下管线变形；地下水位；桩、墙内力；锚杆拉力；支撑轴力；立柱变形；土体分层竖向位移；支护结构界面上侧向压力等。位移观测基准点数量不应少于两点，且应设在影响范围以外。
2.7基坑工程施工应按有关技术标准规范进行，做好施工过程中各工序质量控制及施工记录。基坑工程验收按分项工程进行。基坑开挖完成后，应提醒建设单位尽快组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽，及早开始地下结构工程的施工，严禁基坑长时间暴露。基坑回填前，支护层不能破坏，特别是坡脚部分。
3、通过工程实例进行深基坑中土钉墙+锚喷网支护技术的探讨
某集团的一个大厦，基础底标高为-9米多，支护结构经过计算，分析对比采用锚喷支护，保证了施工进度，取得了良好的经济效益和社会效益。在施工地下负一层楼面结构后,开始边下挖边施工地下连续墙上的锚杆,并逐层下挖逐层施工喷锚支护结构。
设计参数的取值：土体容重γ=19.8 KN/m3，挖深H=9m，内聚力C=29 KPa，摩擦角φ=13°，安全系数K=1.3，外荷载q=10KN/m2，由此，布置6排锚杆，具体参数详见表1及、图1：
表1：各排锚杆具体参数
图1 锚喷剖面图（注：锚杆水平、垂直间距均为1.5m）
3、 施工要点
3.1 基坑土方开挖及修坡
基坑土方开挖应分步进行，分步开挖深度主要取决于暴露坡面的直立能力，为给锚喷网施工提供良好的工作条件，每层挖深1.5m～2m，不允许超深开挖。开挖长度应根据交叉施工期间能保持坡面稳定的前提决定，一般在同一轴线开挖的长度为15m～20 m。边坡开挖应最大限度地减少对支护土层的扰动，并严格按规定修坡，防止因分层开挖的误差引起最终基坑外形尺寸的不足。
3.2 锚杆施工
锚杆施工首先是锚杆的成孔，根据地质情况采用人工凿孔或钻机钻孔，按设计的孔位布置，进行测量画线，标出准确的孔位，后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔。其次是锚杆安装，按照设计规定的各排锚杆的长度、直径，加工合格的锚杆，为使锚杆处于孔的中心位置，每隔1.2～2m焊接一个居中支架，将锚杆安放在孔内。最后是注浆，注浆是保证锚杆与周围土体紧密粘和的关键，在安好锚杆的孔内注入1：1水泥砂浆，压力不低于0.4MPa，以确保锚杆与孔壁之间注满砂浆，砂浆内加膨胀剂及早强减水剂，注浆采用由里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5m处，必须在孔口绑扎止浆布袋，防止浆液流出。
4、喷锚支护技术施工要点
4.1预应力锚杆(索)施工要点
1）锚杆(索)在地下连续墙上时,应按设计孔径采用取芯钻具或潜孔锤开孔。
2)锚杆机成孔,孔径Φ150mm(或Φ100mm),土层或强风化岩层段可采用螺杆钻进,基岩段应采岩芯管取芯或用潜孔锤钻进;钻孔施工至设计孔深后应采用浆泵或空压机进行清孔,将孔内的钻渣排出孔外。
3)按设计长度设置自由段,自由段采用薄膜纸包裹或用相应直径的塑料软管套住,使之与锚杆固结体分离。
4)将加工好的锚杆(索)连同灌浆管一起下入孔底(锚杆(索)注浆采用底部注浆工艺),随即在灌浆管外接高压浆管,采用大泵量清水进行冲孔,直至孔口返出清水为止。
5)钻孔用清水冲干净后可开始进行灌浆,锚固体采用M20水泥砂浆,为提高其早期强度可加入5%的早强减水剂。
6)锚杆灌浆应保持连续、饱满,预应力锚索应封孔注浆并设置排气孔,以使注浆压力保持0.3～1.0MPa。
7)锚固体达到一定强度后(约7天),即可进行张拉锁定,按设计总控制张拉力10%、25%、50%、75%、100%分5级递增加载,1～3级要求每级稳压5min,4～5级要求每级稳压10min,观测并记录每级的位移变形量;最后一级稳定后,卸荷并安装锚具,重新拉至锁定力后稳压10min,此时锁定并卸荷。
8)锚杆张拉时采用间跳张拉的施工顺序,以避免对邻锚杆造成影响。
4.2喷锚支护施工要点
4.2.1喷射工作面开挖及坡壁清理:
1）每层工作面开挖深度至锚杆位置下0.4m,除车道口外,沿基坑长20m左右,分段分层开挖锚杆及喷锚施工工作面,施工面要求宽约6～8m,工作面以外每隔10m开挖1个沉淀池;
2）当开挖出工作面后,即采用人工修整坑壁面至齐整,保证坡面垂直平整;
3）清理出上层喷锚钢筋网的接头,以便与本层钢筋焊接;
4）在坑壁有渗水或砂性土层的地方设立泄水孔,泄水孔Φ35mm,长500mm,伸入土层约300mm,必要时在下层喷面完成并有一定的强度后进行压浆封堵。
4.2.2喷射混凝土及焊接钢筋网：
1）人工修整好坑壁面后,随即喷射厚30～50mm的底层砼,如土质较差土体难以自稳时,则可先绑扎底层钢筋网后再喷底层砼,但必须注意保持钢筋网30～50mm的保护层;
2）用短钢筋或铁线按@1.5m呈梅花状在坑壁做好厚度标记,同时在有水渗出或砂性土层的地方设立泄水孔;
3）锚杆施工完毕后,及时喷射混凝土覆盖底层钢筋网,随后跟进绑扎第二层钢筋网,并焊接水平通长加强筋4Φ22;
4）喷射面层砼,确保喷砼完全覆盖住钢筋网、加强筋及厚度标记。有锚杆的部位,应用薄膜纸包住锚杆头,避免锚杆与喷锚面相胶结影响张拉结果;
5）喷锚面完成后应适当洒水养护,喷锚面达到一定强度后方可进行张拉锁定或预拉收紧;
6）锚喷施工时,做到紧凑快速,尽量减少坡壁裸露时间。如锚孔施工时遇透水层,有地下水涌出,应及时施工锚杆,并随即进行灌浆,同时在孔口设置泄水孔,待喷锚面完成一天后对泄水孔进行压浆处理,减少地下水流失。
5、结语：
在城市里普遍存在着楼越盖越高、基坑越来越深的现象，深基坑的施工技术和施工质量成为保证整个建筑工程与周边环境安全的关键，所以，要科学合理地进行施工前的设计，积极进行技术改进，在施工中确保施工质量。因此，支护完毕后，应要求支护施工单位与总承包单位办理阶段验收和文字移交手续，将基坑支护情况、监测结果、注意事项等书面转交总包单位，同时要求继续委托有资质的检测单位加强监测，以便出现问题时界定责任。
参考文献：
1.彭振斌 锚固工程设计计算与施工 武汉 中国地质大学出版社 1997
2.余志成 深基坑支护设计与施工 北京 中国建筑工业出版社 1997
论文作者:饶明芝
论文发表刊物:《基层建设》2015年14期
论文发表时间:2015/10/10
标签：基坑论文; 锚杆论文; 深基坑论文; 钢筋论文; 土方论文; 技术论文; 结构论文; 《基层建设》2015年14期论文;