[摘要]本文結(jié)合實際工程詳細(xì)介紹了深基坑支護(hù)中噴錨支護(hù)技術(shù)在軟弱土層中的設(shè)計和施工工藝，并提出了這種技術(shù)在實際使用時應(yīng)采取的幾項主要措施。
[關(guān)鍵詞]深基坑支護(hù)；噴錨；壓漿；管涌；帷幕樁
XX新城區(qū)XX路地下通道工程長度515米，寬度20米，鋼筋砼底板加剪力墻，敞開式頂蓋，車道呈“一”字型東面走向。開挖深度-9米，局部抽水泵房為-12.2米�；幽厦婢o鄰園林綠化公園，23米外為人工河流，北面與地下車庫相連，由于場地條件的限制，決定了只能用垂直開挖支護(hù)方法。地下通道場地地形平坦，地貌屬*****平原。基坑支護(hù)范圍內(nèi)地層自上而下依次為：①碎石砂性雜填土層自然地坪至-4米；②淤質(zhì)粉質(zhì)粘土層-4至-5.6米；③粉砂層-5.6至10.6米；④淤泥質(zhì)粘土層-10.6至-24.5米，土層特性是上硬下軟。
1. 深基坑支護(hù)方案的選擇
原設(shè)計的基坑支護(hù)方案采用SMWZ法，即在基坑周邊做直徑Ф650水泥攪拌樁（內(nèi)插500mm和700mm的H型鋼），并用Ф609ⅹ16mm鋼管做2~3道水平支撐。該工法有兩點(diǎn)不利因素，一是一次性投入的型鋼材料費(fèi)用太高；二是部分水平支撐要依靠鄰近的地下車庫底板上設(shè)置的牛腿作支撐點(diǎn)，進(jìn)度不能滿足要求。有鑒于此，經(jīng)反復(fù)研討論證，對原設(shè)計的支護(hù)結(jié)構(gòu)提出了一個優(yōu)化方案，即采用鉆孔樁加錨桿支護(hù)技術(shù)作為基坑支護(hù)方案。鉆孔樁加錨桿支護(hù)技術(shù)是在鉆孔樁之間基坑壁上設(shè)置一定長度和密度的錨桿體，錨桿體通過橫梁與鉆孔樁、噴射砼面層結(jié)構(gòu)形成支擋體系。擋土體系與坑壁原位土體牢固地結(jié)合在一起共同工作，形成重力擋土墻式的支擋結(jié)構(gòu)，從而提供坑壁土體的整體剛度與穩(wěn)定性，在機(jī)理上屬于主動制約機(jī)制的支護(hù)類型。
2. 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
本工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計包括鉆孔樁及水泥攪拌樁止水幕墻設(shè)計、錨桿設(shè)計、噴射砼面板墻設(shè)計以及底板攪拌樁封閉防滲墻設(shè)計4個部份。工程基坑平面及錨桿支護(hù)剖面示意如圖1、2所示。
2.1鉆孔樁及水泥攪拌樁止水幕墻設(shè)計止水幕墻分二部分。第一部分是南側(cè)靠中間的CD段為全段最深部位，該段長度290m填土層較厚，且結(jié)構(gòu)松散，外側(cè)設(shè)置一排直徑650mm，中心距450mm，互相咬合200mm，樁長13-18m的水泥攪拌樁起阻水作用。內(nèi)側(cè)設(shè)置一排直徑800mm，中心距1000mm，樁長17m的鋼筋砼鉆孔樁，樁頂設(shè)0.7mⅹ0.9m的鋼筋砼連頂梁。第二部分是其它部段，設(shè)置雙排直徑650mm，中心距450mm，互相咬合200mm，樁長10-18m的水泥攪拌樁起止水作用。
2.2錨桿設(shè)計
錨桿采用全摩擦型，材料采用直徑48mm鋼管，其傾角、長度、縱橫間距和錨固體尺寸等各要素隨各基坑段的地質(zhì)條件和坡度的不同而變化。錨桿長9~16m，傾角100-150，縱橫間距均為1.3m。在錨桿錨固段范圍內(nèi)，在鋼管上鉆直徑6mm，間距為0.3m的注漿孔，并在孔上焊防沙罩。錨桿集成錨，拉桿，套管和注漿管于一體。
2.3噴射砼面板墻設(shè)計由噴射砼與鋼筋網(wǎng)組成鋼筋砼面板墻結(jié)構(gòu)。支護(hù)面層均為二次噴射C20細(xì)石砼，厚度為100mm，中間夾有兩層雙向鋼筋網(wǎng)，底層是Ф6.5mm＠200ⅹ200mm鋼筋網(wǎng)，面層是用2條Ф16mm加強(qiáng)筋焊接網(wǎng)。
2.4車道底板以下周邊防滲墻設(shè)計在地道底板以下設(shè)置一圈水泥攪拌樁防滲墻形成封閉區(qū)域，目的是減少周邊水體滲入底板以下范圍內(nèi)，對底版形成浮力。防滲墻水泥攪拌樁樁徑為Ф650mm，底板以下樁長10米，樁頂要嵌入底板內(nèi)5cm，從地面施工時，鉆孔深度為18m。
3. 主要施工方法
3.1水泥攪拌樁的施工:
①特別注意樁位放線準(zhǔn)確，樁位搭接200mm，施工鉆桿垂直偏差小于1%，采用上下兩次四攪，四噴復(fù)噴工藝，使攪拌部位均勻密實。
②水泥漿配制用32.5R普硅水泥作固化劑，摻入量為20%，水灰比0.6，水泥用量111kg/m。
③鉆孔壓漿前先計算出每條樁的水泥用量，并倒入攪漿池一次性攪好，用檢測儀測出漿液濃度，試配后一次性成樁，以確保成樁質(zhì)量。
④嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度、提鉆速度和水泥漿的進(jìn)漿量，以求達(dá)到20%的水泥用量能夠均勻地與土體攪拌成樁。
⑤成樁28天后按樁數(shù)量的2%抽芯取樣，送質(zhì)量檢測中心做無側(cè)限抗壓試驗，要求抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.5Mpa即可開挖土方。
3.2土方開挖與噴錨網(wǎng)施工：
①首先在原自然地面往下全程開挖2米深，然后再進(jìn)行攪拌樁施工與進(jìn)點(diǎn)降水，以減少土壓力和降低支護(hù)樁的深度。
②土方開挖要與錨噴網(wǎng)施工同步進(jìn)行，土方分層開挖深度要與錨桿步距一致，不得超挖，開挖工作面段長不得超過15米，基坑沿攪拌樁分三層垂直開挖。
③基坑支護(hù)面自上而下采用風(fēng)動工具打入6道Ф48mm注漿錨管，為防止打入時孔被泥土堵塞，孔上要焊防沙罩；為防止注漿時，漿液自動外流，按與水平線夾角150的傾角將錨管打入地層，用注漿泵將泥漿池中攪拌好的水泥漿泵入管中，壓力不小于0.6Mpa。水泥漿通過錨管上的小孔向外射入地層與錨管之間的空隙以及地層中的自由水所占的空間滲透，水泥漿中加入適量的速凝劑，使之在較短的時間內(nèi)具有強(qiáng)度，使側(cè)壁土體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
④在噴錨支護(hù)面層先綁扎兩層雙向鋼筋網(wǎng)，底層是Ф6.5＠200X200mm的鋼筋綁扎網(wǎng)，面層是Ф16加強(qiáng)焊接網(wǎng)，作為錨頭固定用；然后二次噴射C20細(xì)石砼，厚度為100mm以保護(hù)基坑壁面。
4. 噴錨支護(hù)在淤泥土層中使用時應(yīng)采取的幾項主要措施
4.1錨管在施工中的實際抗拔力究竟有多大？這是噴錨支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵所在。為切實了解碧水路地道土層中錨管的錨固力，專門在地道邊坡上做了4組錨管試驗，兩組長度為12m，兩組長度為15m，測得的實際抗拔力均超過140KN，已能滿足單錨的設(shè)計值。由于錨管的抗拔力取決于水泥漿液在土體中的擴(kuò)散半徑范圍，范圍越大所形成的錨固體就越大，與土壤的磨擦面積越大。因此，施工中應(yīng)嚴(yán)密觀測注漿壓力變化和進(jìn)漿量。
錨管抗拔力還取決于錨管的橫截面積。本工程采用外徑48mm，壁厚δ=3.5mm的鋼管，其橫截面積W=4.89cm2，每延米重量為3.84kg，按3#鋼的極限抗拔強(qiáng)度計算，σ=3800Kg/ cm2，錨管自身斷裂極限抗拔力為3.85 cm2ⅹ4.89 cm2=18.58t，滿足設(shè)計要求。
4.2井點(diǎn)降水施工：這次地下通道施工能夠順利地進(jìn)行，降水措施得當(dāng)也是非常重要的因素。本工程共設(shè)26口降水井，井距15m，井深17.5m，降水井的位置在通道的中線上。降水井用反循環(huán)鉆機(jī)成孔，孔徑為Φ800mm，成孔后下放直徑Φ600mm的鋼筋籠，鋼筋籠外側(cè)包鐵紗網(wǎng)作為濾管，管外與井壁之間回填碎石濾料。井內(nèi)下設(shè)潛水泵一臺。在施工中，人工河雖然離地下通道很近，但降水井的出水量并不大，基本每小時抽一次，每次兩分鐘左右即可保持明水位在底板以下3米的位置，這證明防滲墻的作用是比較明顯的。
4.3信息化施工：為了隨時掌握設(shè)計支護(hù)體系是否有足夠的強(qiáng)度來保證基坑的變形要求，以保證地下施工的絕對安全，本工程對支護(hù)體系進(jìn)行了跟蹤檢測做到信息化施工,主要做如下兩項: ①圍護(hù)樁測斜，為掌握圍護(hù)樁位移動態(tài)，在支護(hù)樁施工時在基坑兩個側(cè)面的中部各埋設(shè)了1根測斜管，用來測試基坑開挖后支護(hù)樁的內(nèi)部情況；實測支護(hù)樁的最大位移發(fā)生在-5.5m --6m處，測得最大結(jié)果為22.3mm，支護(hù)結(jié)構(gòu)的墻頂水平位移為18.5mm，按近于設(shè)計理論值。②水位測試，以掌握坑外地下水位變化。在通道南面外側(cè)距護(hù)壁樁4m遠(yuǎn)處設(shè)兩個觀井，當(dāng)降水井抽水時，觀測井內(nèi)的水位是否有較大變化，若一側(cè)觀察井水位略有下降，且附近坑內(nèi)降水井的水量比其它井大，說明該側(cè)止水帷幕有滲漏現(xiàn)象，此時可在其止水帷幕墻外進(jìn)行高壓注漿以阻止?jié)B漏。經(jīng)實際觀測，本工程防水帷幕墻特別是底板以下止水防滲墻的作用比較好。
5. 結(jié)束語
XX路地下通道工程現(xiàn)已竣工驗收并投入使用，實踐效果證明本工程采用的各項深基坑噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工工藝和控制措施在技術(shù)上是可行。特別是車道底板以下用水泥攪拌樁形成封閉防滲墻取代通常采用抗拔灌注樁或預(yù)制樁來克服底板地下水浮力的措施，大大降低了工程造價，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。
