刚性接触网作业指导书

喷锚支护及其位移陈家冬(江苏地基X-程总公司，江苏无锡，214001)【摘要1本文阐述了喷锚支护在无锡银仁大厦深基坑支护中及施工应用情况，详细分析了喷锚支护的位移观察资料，并提出了减少喷锚支护位移的有效技术措施。【关键词】喷锚支护；位移分析；圆弧形滑动面；钢管锚扦；土锚杆l引言随着城市建设的发展，我国大中城市中高层建筑及地下建筑越建越多，地下建筑中的支护型式呈多样化发展，其中喷锚网支护是一种应用较为广泛的深基坑支护型式。从受力角度来看，它是一种自受力结构。喷锚面层被土锚杆与土的相互摩擦产生的拉力拉住。喷锚面层厚度很薄仅为8～10cm的细石混凝土。土锚杆的直径为10---，12cm。从节能角度来看，它是一种用材料较少的挡土结构。采用此种支护型式的工程造价相应较省，从而达到结构合理、技术可靠及经济的目的。喷锚支护适应粉土、粘土、淤泥质土及杂填土等多种土层。土的性质越好其应用的效果也越好。i．，由于设计及施工的错误，喷锚支护也发生过多起工程事故。设计上的原因为土锚杆的抗拔力计算过大、喷锚面层混凝土过薄。施工上的原因为喷锚面层没有按设计要求旌工、土锚杆过短、土锚杆内注浆量不足等。⋯!：．一，。喷锚支护除了结构的受力计算外，还应考虑支护的位移变化。过大的位移会引起土坡滑动，从而造成工程事故。变形的理论计算值与变形的实测值在某些工程实践中差距较大。其结果为过大的浪费或出现严重的事故。通过总结各种不同土层情况下的工程实例，可以得出些经验性的数据，以便改进理论计算时的误差，达到理论与实践的统一。2工程概况无锡市城市建设发展总公司拟建银仁大厦，该工程位于永定桥东及县前街与解放西路交叉口东南角处。地处无锡市繁华地段。工程为28层主楼和4层裙房组成。主楼和裙房均设有二层地下室。基坑挖土底标高为一8．30m，从现地坪下去基坑深度为7．40m。建筑物安全等级为一级，抗震按7度设防。建筑物总建筑面积为3万m2。该深基坑平面形状较为复杂，为九边形的基坑。靠解放西路及县前街一侧均有简易店面房，现正在营业。且解放西路一侧原钻孔桩围护正好在简易营业房内，故该简易房应拆除后才可施工。现甲方要求采取喷锚支护来保住简易营业房不拆。3Z4由于场地杂填土较厚，在喷锚支护中必须采取压密注浆及打钢竖管的加固杂填土。另外，在简易房内凡是有梁柱结构承重的梁必须采取钢柱支撑梁。设三～四道钢柱支撑。靠解放西路一侧由于营业用房紧靠基坑边，一旦墙体出现裂缝应拆除纵向墙体而改用轻质墙。．靠东面一侧离开13m为商业银行办公大楼，该大楼有一地下室。再往东侧紧靠一幢六层住。宅楼，离基坑边最近为5m，西面紧靠黄石弄。由于基坑挖土较深以及要保住简易营业用房。该支护采用了喷锚网的形式。少量钻孔灌注桩及压密注浆。主要以喷锚支护为主。3场地地质条件场地位于西河头古运河东侧。地表下老河道交错，杂填土含较多块石、砖瓦等。场地原为居民楼，现已拆除。场地的地质分层情况阐述如下：，①层杂填土：杂色～灰色，中上部为碎砖、石块、灰渣等建筑垃圾杂填，夹杂软塑粘性土，局部地段为淤泥夹有砖石碎片等。该层结构松散，土质杂乱，为暗河浜，层厚约为4m。①一1层素填土：灰黄，湿、可塑，以粉质粘土为主。含铁锰质结核。该层仅在G5、Jlo号孔揭露，厚度不大，压实性较好。②层粉质粘土：灰黄～黄褐色，稍湿、可～硬塑，含铁锰质结核。承载力值^一230kPa，属中偏低压缩性土。该层因受河道等侵蚀厚度较小，部分地段缺失，工程性良好，可以作多层建筑地基持力层，层厚约为lm。、③层粉质粘土夹粉土：灰黄色，湿、可塑，含铁锰质氧化物，局部为粉土。承载力标准值^=160kPa，属中压缩性土。该层土质不均匀，工程性能一般，层厚约为3．5m。④一1层粉质粘土夹粉土：灰色，湿、软塑，含腐植物和黑条纹，夹少许粉土，局部为淤泥质粉质粘土。承载力标准值^=105kPa，属中偏高压缩性土。工程性能软弱，层厚约为3．0m。一④一2层粉土：灰色，湿～饱和、稍密～中密，含贝壳和云母屑，局部粘粒含量高。承载力标准值^=130kPa，属中压缩性土。工程性能一般，层厚约为1．8m。④一3层粉质土：灰色，湿、软塑，局部可塑，夹少许腐植物和黑色条纹夹淤泥质粉质粘土。承载力标准值^=120kPa，属中偏高压缩性土。工程性能软弱，层厚约为6m。⑤层粉质粘土：蓝灰色～褐黄色、稍湿、可塑～硬塑，粉粒含量较高，底部夹粉土，呈薄层交互层，承载力标准值^=220kPa，属中偏低压缩性土。工程性能较好，可以作小高层建筑的桩基持力层，层厚约8m。4喷锚支护的设计由于基坑上部杂填土层较厚，成孔土锚杆难以施工，故设计采用钢管锚杆，杂填土深度以下为成孔土锚杆。，设计按《建筑基坑支护技术规程))(JGJl20--99)、《基坑土钉支护技术规程)(CEC96：97)两个规范为总纲，理论计算采用同济启明星软件FRWSV4．0。锚杆理论计算步骤：锚杆抗拔力的计算——锚杆承载力设计值的确定——锚杆自身抗375拉强度验算——锚杆整体稳定分析(采用圆弧裂面条分法)——锚杆抗倾覆、抗滑移稳定验算。——基坑周围地表沉降估算(peck法、同济三角形模式，同济抛物线模式)——基坑的降水设计。设计的喷锚支护见图1。图1一二层房处喷锚设计图图2沉降观测、位移观测平面图穗5喷锚支护实测位移及实测沉降分析各位移观测点及沉降观测点平面位置图见图2。位移观测沿基坑周围共布置14个点。12、13、14号点建立在三根高压电线杆上，离基坑边仅为50cm，10号、11号点建立在离坑边5m,-一6m的五层住宅楼上，8号、9号点建立在离基坑边3m左右的三层电子商城房上，8号、9号点在基坑挖到底标高后拆除，其余1号～7号点，建立在紧靠基坑边的一层、二层营业用房上。位移观测从2001年2月18日开始设点，共观测33次，至2001年7月23日结束。基坑开挖至一4。8m标高处共观测4次，此时开始施工基坑内工程桩，施工期为两个月，至2001年5月9日，此期间共观测4次。工程桩完工后即开始挖土至设计标高一8．3m，(5月9日～5月31日)共观测3次，尔后开始浇筑填层、钢筋混凝土大底板及一半混凝土墙板(5月21日～7月23日)共观测21次。不同阶段位移观测累计值见表l。从实测的位移数据可以看出当基坑开挖至一4．8m标高处，各点在挖土的短期内均产生较大的位移，说明土体侧向应力的释放量较大，随后基坑稳定在一4．8m标高将近两个月。此时多数点的位移累计值反而减少，仅有1号点、1l号点位移增加，说明此时土体开始出现圆弧形的滑动面，脚趾部往基坑内位移，顶部反向位移，滑动面在锚杆的作用下趋于稳定，工程桩全部结束后再挖土至一8．3m标高即基坑底，此时各观测点在土体侧向应力3Z6表1位移观测累计值表(单位：ram)布置的观测点位观测总观测El期次数1234567891011121314(累计)2001年10．417．120．11514．627．021．945．121．4177．825．350．818．443月17日2001焦11．4，10．63．64．56．11983．71240．313．46．14．245月9日200l焦5月31日3932136．43512．87030．110．6432001矩49．83817．822．722．734．27．371．227．921．613．3217月23日注1．6号点在3月28日观测的累计位移量为73．8mm，后观测点拆除。2．8号点、9号点在5月16日观测的累计位移分别为26．9ram及13mm，后观测点拆除。释放下均产生正向位移，基坑挖到底标高后即刻在脚趾处施工垂直方向的超前钢锚杆以稳定及阻止脚趾的位移，从位移观测表上可以看出5月31日到7月23El，多数点的位移的速率较小。可以看出5层住宅上的11号点(仅离开基坑5m)其位移值均较大，说明基坑边的重载对基坑的位移影响较大。在位移观测的同时，进行了基坑边沉降观测，点号均与位移点号相同，其沉降量见表2。表2沉降观测表(单位：mm)观测点位观测总次数观测日期1234567891011(累计)2001年3月18日33．17．O3．73．82．33．92．61．11．30．836减少喷锚支护位移的技术措施喷锚支护的位移与锚杆纵横向的数量间距、锚杆的长度、地质土层以及施工质量有关。理论计算中除了满足支护的强度要求外，对于有较高位移要求的工程应适当增加锚杆的长度。因为锚杆多锚入土体滑移线外侧，可有效减少基坑位移。而增加锚杆的纵横向数量亦可减少基坑的位移，但效果要比增加锚杆长度差些。由于喷锚支护是一种自锚式结构，对土质情况有较大的依赖性。土质情况好则位移要小些，土质情况差则位移要大些。对于抗剪强度特别低的流塑状淤泥土采用喷锚施工难以实现。设计中的“群锚现象”亦会引起支护出现较大位移，甚至失稳，设计时同一层面锚杆长度尽量要有错落，一隔一或二隔一错落。在施工条件允许情况下纵横向间距之间错开布置亦能减轻基坑坡体的位移。施工时锚杆内的压浆密实性相当重要。一般情况可用二次压浆法施工。这样就能使土377锚杆与土体达到最大限度的紧密，增加锚杆与土体的摩擦力，达到减少位移的目的。另外还应注意浆液的浓度、早强剂的掺和量、压浆的压力值、锚杆的倾角等施工细节问题。7结语(1)喷锚支护是建设部作为新技术推广使用的一种深基坑支护形式，施工时不产生对环境的污染。从节能角度看它是一种用材较省的支护结构。(2)坑开挖后当土体不出现圆弧形滑动面时，基坑上端产生向坑内的正向位移。当出现圆弧形滑动面时，基坑上端会产生向坑外的反向位移。(3)杂填土中施工土锚杆较为困难，设计时可采用钢锚管进行施工。(4)少喷锚支护位移较为有效的方法是适当增加锚杆的长度，以及在基坑底的脚趾处采用超前垂直短锚杆防止坡脚的滑动。一(5)根据位移观测，本工程11号点有最大位移量71．2mm、10号点有最小位移量7．3mm，平均位移量为29mm。(6)深基坑支护的位移监测是施工中必不可少的重要环节，它是支护质量好坏的主要技术保证措施。参考文献3j8l赵志缙，应惠清主编．简明深基坑工程设计施工手册．北京：中国建筑工业出版社，20002杆喷射混凝土支护技术规范(GBJ86--85)