钢管锚杆喷射混凝土边坡支护施工工法

钢管锚杆喷射混凝土边坡支护施工工法

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十二冶西北分公司

1.前言

作为一家施工单位，经常会遇到某些高层建筑或者某些大型工业厂房，这些建筑物地下基础往往埋置较深，在施工现场空间比较小或者不适合放坡的情况下，一般先采用边坡支护，再进行土方开挖。采用钢管锚杆喷射混凝土边坡支护施工工法，能加快施工进度，确保工程质量，提高施工效率。

2.特点

2.1操作工艺简单，减少了土方开挖量，减少了施工空间。材料为钢筋、钢管、水泥、砂石，便于取材。施工速度快，安全有保障。

2.2需要的施工人员少，工人劳动强度低，在人员熟练操作的前提下，能进行高效率的边坡支护作业。

3.适用范围

广泛适用于高层建筑、大型工业厂房，施工空间小、不方便放坡的土方开挖工程。

4.工艺原理

土体抗剪强度低，几乎没有抗拉强度，在土体中置入一定长度的钢管锚杆，提前在DN40锚件上打孔，孔径6～8mm，在锚件内灌注水泥浆时，通过水泥浆与杆体和水泥浆与岩土的粘结强度，稳定土体。同时在间距300mm地坡面上绑扎钢筋网片并喷射混凝土，形成一个整体，提高土体的整体刚度，当土体产生微小的位移时，接触界面的摩擦力使锚杆产生拉力，两者共同作用，保证边坡的安全。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

施工流程为：

制作钢管锚杆→开挖基坑→冲击送锚→注浆→修坡编网→喷射混凝土→开挖下层土。

为了避免因基坑开挖引起土体应力场和应变场的过大变化，基坑开挖必须分层分段跳挖，边开挖边支护，不得超挖。

（制作好的带孔钢管锚杆）

6.5 @250×250

3 1

4 L=300

114

北、南、东侧支护立面图

（支护立面图）

（支护剖面图）

钢筋网

5.2 操作要点

5.2.1确保基坑施工稳定性的支护措施

为确保基坑边坡安全，在基坑开挖过程中必须严格控制边坡土体的侧向变形。为此，拟采取以下技术措施：

1.在施工过程中建立动态设计体系。设5个变形观测点，注意监测每层钢管锚杆支护后的变形量和变形速率，不得超过5mm，以便及时调整下层钢管锚杆的支护参数，保证边坡的总位移沉降量控制在安全范围之内，即总位移不得超过25mm。

2. 在土层中设计长钢管锚杆，增加侧向支护抗力，限制地表变形。

3. 钢管锚杆采用全长注浆，因粉土层孔隙大，可充分发挥密排钢管锚杆改善土体的性能，达到同时提高圆砾层土体强度的目的。

4. 限制每层开挖长度（不超过25米）和深度（不超过2.0米）以控制施工过程中的边坡变形。

5. 全部锚头采用单横钢筋通长连接，以提高整体刚度。

通过以上措施，为该边坡提供了足够的侧向抗力，而且增强了整体刚度。使钢管锚杆、注浆体、网喷混凝土护面形成了一个整体，从而保证基坑边坡的安全。

5.2.2钢管锚杆及注浆施工

钢管锚杆采用冲击器打入设计深度后，均采用压力注浆，水灰比为0.5。由于水泥注浆体的强度远大于土体强度，因此，钢管锚杆设计中水泥浆体的强度不是控制参数。

钢管锚杆采用DN40锚管加工制作成花管，为了便入送入土体，钢管端部压扁，花管制作孔径6～8mm，间距300mm，端部2米不设置小孔，孔与孔之间成梅花型布置。

5.2.3 网喷砼护面施工

网喷砼护面的作用主要是限制钢管锚杆之间土体的变形，将土体侧向压力有效地传递给钢管锚杆，并调整相邻钢管锚杆的受力状态。根据全长注浆钢管锚杆的受力分析，锚头和面层受力较小，因此面层不必太厚。

网喷砼护面参数为：支护护面网筋为Φ6.5@ 250×250，喷射混凝土厚度为8cm，强度为C20。

喷射砼配比为：水泥1：砂石4：水0.4。根据地质条件的不同，增加添加剂。

同时应注意锚体和网片的连接可靠，因钢管锚杆全长注浆，注浆体主要承担散力作用，锚头的拉力不大，故全部采用φ14单通筋和3φ14钢筋300mm井字型点焊连接压Φ6.5@ 250×250网片。

5.3 劳动力组织(见表5.3)

表5.3 主要劳动力配置一览表

6.材料与设备

本工法无需特别说明的设备，采用的机具设备见表6。

表6 主要施工机具一览表

7 质量控制

7.1 质量控制标准

7.1.1严格按照《建筑基坑工程技术规范》（DB62/25-3001-2000）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）的有关规定施工。

7.1.2质量允许偏差见表

1.参数设计

1)基坑边坡安全等级整体按二级考虑，工程重要性系数1.0。

2)基坑稳定安全系数1.30，抗滑安全系数1.30，抗拉拔安全系数1.60。

3)基坑周边无重要建筑物，按均布荷载20KN/m2考虑。

4)根据该场地《岩土工程勘察报告》，并结合周边实际情况，具体参数确定如下：

土力学参数表

2.计算模型

1)基坑边坡潜在滑移面按坡脚圆弧进行分析；

2)考虑土体为变形体，钢管锚杆同时受拉力和剪力作用；

3)计算极限平衡条件下所需总锚固力和总不平衡力矩。

3.计算结果

根据上述计算模型及土力学参数表中的土力学参数，对基坑边坡进行了稳定性计算。计算结果表明：基坑内部稳定安全系数1.92>1.30，可见，边坡整体稳定。

支护坡度1:1.4，共设计4排钢管锚杆，自上而下长度分别为8m、6m、5m、4m、钢管钢管锚杆DN40，垂直间距1.6m，水平间距1.5m，呈梅花型布置。

表7.1.2 钢管钢管锚杆支护施工参数表

7.2 质量保证措施

7.2.1水泥混凝土各种原材料必须符合设计要求，并经检验合格。砂石含泥量不得超过1%，水泥要在有效使用期内。

7.2.2严格按配合比计量并拌制砂浆，保证砂浆拌合时间、均匀程度，以使砂浆强度不低于M20，同时加强过程监控，做好试件取样。

7.2.3边坡喷射混凝土厚度要符合设计要求。

7.2.4喷射混凝终凝后，应喷水养护。