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锚喷支护技术在综合管廊工程中的应用

济南城建集团有限公司范天东

一、前言

锚喷支护是靠锚杆以及钢筋网和喷射混凝土上层共同工作来提高边坡土的结

构强度和抗变形刚度,减小土体侧向变形,增强边坡的整体稳定性。在开挖形成的坑壁中设置一定长度和密度的锚杆体,锚杆体与喷射混凝土层结构形成柔性支挡体系。挡土体系与坑壁原位土体牢固的结合在一起共同工作,形成在机理上属于主动制约机制的支护类型。随着边坡稳定程度的不同,它们可以单独设置,也可以综合运用。当边坡稳定性较好时,可以采用锚杆支护或喷射砼支护;当边坡稳定性较差时,可以采用锚网喷联合支护。

目前,锚喷支护理论日益完善,但在实际施工实践中,理论成果运用不足,普及

知识还须加强。本文阐述了锚喷支护在济南市二环西路综合管廊工程中应用经验,希望对其它工程建设有参考作用。

二、施工工艺流程

清理壁面——喷第一层混凝土——锚杆施工——披挂钢筋网——焊加强筋——锚杆注浆——喷第二层混凝土——混凝土养护

三、工程实例

(一)工程概况

二环西路位于济南市主城区西部老城区和腊山片区分界线上,北起黄河大堤,

南至G104,道路全长约8.5公里,二环西路综合管廊起点为滨河南路,终点为段金路,全长约4745米,二环西路综合管廊位于道路东侧非机动车和绿化分隔带下。北园大街延长线段综合管廊与二环东路

综合管廊相交,长约1264米,位于道路北侧人行道下。张庄路及济西东路综合管廊与二环西路综合管廊相交,本工程只包括路口范围内的部分。

二环西路、张庄路及北园大街综合管廊为两孔钢筋砼箱涵结构,覆土不大于4.0米时外断面尺寸为8.3m*4.9m,覆土4.0~6.0米时,由于埋深加大,综合管廊结构加强,外断面尺寸为8.4m*5.0m。参观通道廊段,外断面尺寸为9.1m*5.0m。济西东路综合管廊为两孔钢筋砼箱涵结构,外断面尺寸为7.2m*4.5m。

(二)工程地质与水文

场区第四系地貌单元属于黄河、小清河冲积平原,地形起伏不大。场地上部第四系地层主要为冲积成因的粉土、粘性土。根据该场地的岩土工程勘察报告,整个场区勘察深度范围内,对基坑支护有影响的地基土自上而下分为:

①层填土,杂色,稍密。由碎石、角砾及粘性土组成,含少量灰渣、碎砖块。顶部30cm为路面。厚度:0.80~3.20m,底层标高:22.05~

27.20m.

②层粉土,褐黄色~黄褐色,稍密,湿,摇振反应迅速,含氧化铁条纹。夹②1、

②2层,层厚:3.6~6.5m,层底标高:17.83~22.40m。

②1粉质粘土:黄褐色,可~软塑,刀切面稍光滑,含铁锰氧化物,零星灰色条纹,局部夹粘土。粉土团块。

②2粘土:黄褐色,软~可塑,湿,刀切面光滑,含铁锰氧化物。

④粘土:深灰色,可塑,湿,刀切面光滑,无摇振反应,含腐殖质。厚度:0.6~2.0m,底层标高16.58~21.16m。

⑤粉质粘土:黄褐色~灰褐色,可塑,湿,刀切面光滑,含铁锰氧

化物。夹粉土层,厚度3.30~4.50m,底层标高16.58~19.97m。

⑤1粉土:褐黄色~灰黄色,稍密,湿,刀切面粗糙,摇振反应迅速,含氧化铁条纹。

⑥粉质粘土:灰黄色,可塑,湿,无摇振反应,刀切面较光滑,含铁锰氧化物,少量姜石,局部姜石含量较高。

地下水属第四系空隙潜水,地下水受季节影响较大,埋深较浅,勘探期间在钻孔内测得地下水静止水位埋深为2.10~4.50m左右,季节性水位变化幅度为

1.0~3.0m。

(三)方案设计

1、材料:所用材料施工前提供试验报告验收合格后方可使用,除说明外,钢筋:φ-HPB235级(强度标准值fyk=235N/㎜2),Φ-HRB335

级(强度标准值fyk=335N/㎜2);14a槽钢(Q235,强度标准值fyk=235N/㎜2);水泥:42.5普通硅酸盐水泥;水泥砂浆:M20(灰砂比1:0.3,水灰比0.4~0.5);喷射混凝土面层:C20(配比为:水泥:沙:石子=1:2:2)。

2、结构构件的受力钢筋采用焊接或机械连接,钢筋焊接接头的类型及质量应符合国家现行标准《混凝土结构工程施工及验收规范》的要求,焊接金属的化学成分和力学性能应满足现行国家、行业有关标准的规定;机械连接可采用直螺纹套筒接头和挤压套筒接头;受力钢筋的接头位置应设在受力较小处,接头应相互错开。

3、根据场地周围条件和土层情况,为保证基坑边坡安全,采用复合土钉墙进行支护。开挖时考虑到坑底土层较差时需超挖换填,基坑计算按照9m及11m(张庄路口位置)两种开挖深度进行设计。

4、预应力锚杆与水平向夹角为10o,成孔直径为130mm。预应力锚

杆锚固段强度大于15Mpa并且不小于设计强度的75%时,施加预应力,并及时锁定。预应力锚杆腰梁采用两根14a槽钢,两根槽钢之间距离为80mm,每1m 采用钢板条或钢筋焊接连接,槽钢之间焊接连接。沿杆体每2m设置撑力环(圆周3个,交错布置),采用压力注灰砂比1:0.3,水灰比0.4~0.5的水泥砂浆。成孔后水泥砂浆采用孔底注浆,充盈系数应大于1。

5、土钉主体为钢筋,成孔直径130mm,土钉与水平向夹角为10o,采用一次低压注浆,注浆压力0.2~0.5Mpa,注浆材料采用M20水泥砂浆,水泥砂浆应拌和均匀,随伴随用,一次拌合的水泥浆应在初凝前用完,注浆前将孔内残留或松动的杂土清除干净。注浆时注浆管应插至孔底250~500mm处,孔口部位设置止浆塞及排气管。土钉猫头采用短钢筋与主体钢筋焊接,并与通长加强筋焊接在一起,钢筋沿杆体每2.0m 设置撑力环(圆周3个,交错布置)。

6、挖深9m的基坑,在第三道锚杆位置采用机械将槽钢压入土中,槽钢长度为6m,槽钢自坑底起算嵌固不小于2m,该道锚杆位置的腰梁约束竖向槽钢。

7、基坑坡面施工挂网喷射混凝土面层,坡面面层厚度为80mm,挂单层

φ6@250*250的钢筋网(放坡不小于1:1位置面层厚度为60mm,挂单层φ6@300*300的钢筋网),土钉锚头位置设置通常钢筋,钢筋网搭接长度为300mm,坡顶钢筋网外翻1.5m,基坑顶部向下击入Φ14钢筋,长度1.0m,间距2.0m,并设置一根Φ14通常加强钢筋。

8、基坑坡顶设置挡水墙,挡水墙高不小于300mm,宽为240mm,砖砌,外抹

1:2.5水泥砂浆,并沿挡水墙外侧设置防护栏杆。坡顶场地应

全面进行混凝土硬化封闭,防止地表水渗透,流入基坑。

(四)基坑降水