建筑地下室施工中喷锚基坑支护技术的应用

2019-03-17许兴成倪元春

城市建筑空间 2019年12期

许兴成，倪元春

（中国建筑第二工程局有限公司，北京100160）

0 引言

近年来，在大量建筑物中均建设了地下室，以此充分利用空间，由于地下施工区相对特殊，所以为保证安全施工，需要详细深入探究其施工技术。在对地下室建筑开展施工时，应选择并应用有针对性、有效的技术措施，从整体上提高建筑物质量，确保其安全性。从当前实际情况来看，在建筑物地下室施工过程中，喷锚基坑支护技术的应用率相对较高，发挥着不可小觑的作用，它既可以减少施工成本，还可以缩短施工周期，因而被广泛应用。

1 案例概述

以某建筑工程为例，共建1层地下室，所应用结构为混凝土结构，总面积为1.8万m2，一期工程与二期工程分别为1万m2、0.8万m2。在两期工程场地之间，建设了1条市政道路，宽14m。这项工程基坑开挖深度处于5.2～6.2m之间，场地地坪高度为-0.500m。因为基坑高度往往位于中砂层，所以难以开挖。当正式编制基坑支护方案之前，需要详细深入地进行实地勘察，明确现场地质的实际状况。同时，还需考虑其他因素，包括施工成本与施工周期等，由此确定应用喷锚基坑支护技术。在此项工程施工过程中，所遇到的难点主要是开挖面积大以及极易引发变形。因此在施工期间，必须有效开展基坑监测等工作。

2 喷锚基坑支护技术基本原理

针对喷锚基坑支护技术而言，以土层强度为依据，进行基坑开挖。与此同时，详细深入探析土体实际状况，包括其单层部分与多层部分等，以此为基础，将支护施工落到实处。该技术的基本原理是：基于土地强度与力学特征，选择基坑边壁位置，合理构建支护体系，由此让土地承受力施予基坑边壁，从而为喷锚基坑支护提供必要保障，使其作用与地下室施工标准与要求相符，进一步保证基坑边壁安全。

喷锚支护包括喷锚混凝土、预应力锚杆、面层与排水系统等多个部分。当进行实际操作时，第1步应在喷射混凝土内部合理安装钢筋网，利用压力作用，充分结合钢筋网与土地。同时通过锚杆作用的应用，实现应力传递的目的，进一步拓展支护范围。在钢筋网部位，通过喷射混凝土，可以在一定程度上制约坡面变形。同时喷锚网结构发挥着较大作用，可以确保基坑稳定性，且预应力锚杆同样起到一定作用，可从整体上锚固岩土体，提高其稳定性。

3 喷锚基坑支护技术施工流程

在应用喷锚基坑支护技术时，其施工流程为：[1]土方开挖应用分层分段法，从周边开始，然后向中间推进，合理安排施工进度，以注浆及混凝土喷射为对象，确保其时间足够，将上下层施工间隔时间控制在合理范围中，使其最短为48h，从而达到混凝土强度要求；[2]修坡在第一时间清除坡面虚土；[3]首次喷射施工严格控制喷射厚度，确保其为30mm。与此同时，以工程实际情况为依据，合理制定混凝土配比；④成孔施工在此期间，一般应用的机械设备为冲击式钻孔机，由此开展机械施工，必须防止松动等现象的发生；⑤制作与设置锚管选用最为合适的管材，合理设置出浆孔，有效焊接扩大头，将其垂直度控制在允许范围；⑥灌浆施工往往使用全长浆法，无论是水灰比还是灌浆压力，均实施合理控制，在合适的时间添加早强剂；⑦钢筋网施工通过电焊施工技术的应用，以骨架加强筋为对象，做好其设置操作，同时有效应用L型钢筋，焊接好各种构件，比如骨架钢筋等；⑧复喷和养护需要复喷2h，然后进行养护，将时间控制在3d；⑨抗拔试验同时做好基坑监测工作，使基坑支护施工达到设计标准与要求。

4 建筑地下室施工中喷锚基坑支护技术的应用

4.1 适用范围

在建筑中，地下室结构有着极其重要的地位，地下室的承重结构密切联系工程整体施工质量。在施工过程中，充分应用喷锚基坑支护技术，可以使其优势得到有效发挥，主要包括高稳定性与施工简便等。此项技术往往依赖于土层的稳定性，以确保结构强度。应用时应以前期勘测结构为对象，合理确定相关技术指标。以土地结构为对象，在全面探析后，加大对基坑边壁的应用强度，从而使支护更加稳定。当开展喷锚施工时，应合理应用高压设备，在岩层内部灌注混凝土，使其密切配合金属锚杆，由此形成结构整体，进一步加固岩层。整个支护系统包含预应力锚杆、承载结构、排水系统等。由于基坑支护系统是一个临时系统，需要对其进行动态监测，及时发现变形等问题。此外，在实际工程的应用中，还要充分考虑适用条件，根据地区地质、水文条件、周围环境影响等，合理制订详细的施工方案，确保上述施工流程能够顺利进行。

4.2 在预应力锚杆中的应用

地下室施工位置较为特殊，对地质区域的勘察，必须确保其有效性，如果地质段比较薄弱，势必不能承载负荷。通常应以强风化岩层为对象，开展施工。在施工过程中，将该区域分成深墙段和浅墙段两类。深墙段在施工中需建立健全支撑系统，以此为空间稳定性提供重要保障，有利于后续施工。浅墙段在施工中应密切结合内壁，由此建立深梁，并且确保其连续性，由此发挥其支撑固定功能。当开展基坑支护施工时，梁、板均发挥着不可小觑的作用，可以承担附加荷载。在施工期间，需合理结合梁、板以及地下墙，使其成为一个整体的连续墙，进而为地下室稳定性提供重要保障。总之，地下室施工过程中采用喷锚支护技术能提升工程质量，增强地下室的支护作用，确保地下室可以承载对应的载荷。

4.3 有效处理地表与地下水

地下室施工时，必须有效处理地表与地下水，这是最为关键的一项工作，且难度也最大。如果没有进行合理处理，必定导致出现渗漏现象，继而严重影响基岩缝隙，使其发生更大渗漏。与地面施工相比，地下室湿度更大，如果未对其进行严控，极易腐蚀周围墙面，进而从整体上降低工程质量。因此，在基坑施工期间，应间隔一定距离，以便开挖降水坑。同时，当基坑开挖深度有所改变时，降水坑深度也随着相应变化，还需抽取降水坑水分。除此之外，有效处理坑顶，以排水沟为例，在开挖过程中，让水沿排水沟流入降水坑。在技术基坑开挖施工之后，在横向及纵向上，分别开挖排水沟，选择两者交叉位置，合理安置混凝土管井，为排放地下水提供便利。

4.4 喷锚工艺应用

1）土方挖掘要以基坑边坡为对象做出修整，必须严格遵守相应顺序，即从上至下，并应用分层分段的施工方法。施工时，应该先进行喷面，然后开孔，对于每层的开挖深度，都必须进行严格控制，确保其位于锚索下50cm，深度控制在合理范围中，即＜1.5m。另外，每段开挖长度也应在允许范围中，即10～20m，在结束每一层的开挖施工后，需确保作业面外露时间不得超过12h。当进行下层土方的开挖时，无论是上层喷射混凝土面层还是锚索注浆体，均需确保其强度满足设计要求，从而达到良好的支护效果。

2）在混凝土喷射环节，有必要密切配合锚杆施工，在喷射混凝土的过程中，应分2次进行，在首次喷射混凝土处于终凝状态时，方可进行下一次喷射。第二次喷射时间应在首次终凝1h后，在完成喷射后，须认真清理表面，避免因为杂物而对施工效果产生影响。当喷射混凝土时，需要将喷头与受喷面距离减到最小，并且适当调整喷射角度，这一举措可增强钢筋与坡面混凝土的密实度。通常两者的距离位于0.6～1m之间，其角度为90°。此外，要加强水灰比的控制以及调整，防止发生滑移或者干斑而影响到混凝土表面的平整性以及光滑性。对于输料管进行合理选择，确保其具有良好的耐磨性和耐受力，抗压强度不低于0.8MPa。

3）土钉施工合理、有效应用干钻机，可开展土钉施工，当处于成孔环节时，不必将水分加入其中。以工程案例为例，须合理设计孔径，使其为100mm，利用HR33s钢筋，将其作为钉杆，将间隔设置为1.5m，在此基础上焊接支架。

4）预应力锚索施工在预应力锚索施工过程中，需应用专业钻机，如螺旋杆钻机，并有效应用跟管钻进工艺，严格控制钻孔直径，确保其大于150mm。在施工时，必须确保注浆质量达到预先制定的注浆压力标准；位于锚索张拉环节时，保证锚固段强度超过设计强度75%；在还未张拉时，需要进行1～2次预拉，然后逐渐加大拉力。