摘要：闡述了深基坑土方開挖方法、開挖面混凝土噴射、錨桿旋轉(zhuǎn)噴射注漿施工、對(duì)地下水滲漏的處理等方面的深基坑噴錨支護(hù)技術(shù)。將該深基坑噴錨支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用于某高層建筑深基坑案例，通過實(shí)例驗(yàn)證了該項(xiàng)施工技術(shù)可提高深基坑支護(hù)整體穩(wěn)定性，達(dá)到在深基坑內(nèi)進(jìn)行地下室安全施工的支護(hù)效果。

關(guān)鍵詞：高層建筑；深基坑；噴錨支護(hù)；施工技術(shù)

0 引言

高層建筑的深基坑內(nèi)大都通過設(shè)置地下室等結(jié)構(gòu)來提升地下空間的利用率。地下室作為高層建筑承重結(jié)構(gòu)，對(duì)深基坑支護(hù)施工提出更高要求[1]。在安全措施到位的情況下，采用適宜的施工方法提升地下工程質(zhì)量，使得地下室能夠安全正常使用。

根據(jù)土層強(qiáng)度對(duì)深基坑周邊進(jìn)行噴錨支護(hù)，使深基坑周邊土體處于穩(wěn)定狀態(tài)，有利于高層建筑地下室等結(jié)構(gòu)安全施工。

1 深基坑噴錨支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

噴錨支護(hù)是噴射混凝土、錨桿和鋼筋網(wǎng)支護(hù)的總稱。噴錨支護(hù)的主要施工機(jī)具包括鉆機(jī)、空壓機(jī)、混凝土噴射機(jī)、注漿泵、混凝土攪拌機(jī)、張拉設(shè)備和錨桿等。

將鋼筋網(wǎng)固定在深基坑的開挖面上，將混凝土噴射在鋼筋網(wǎng)上，使鋼筋網(wǎng)、混凝土層與深基坑開挖面形成一體，鉆孔、注漿、形成錨固體，通過錨索對(duì)錨桿進(jìn)行張拉，以此對(duì)深基坑開挖面土體形成約束。噴錨支護(hù)能夠在每個(gè)開挖面上進(jìn)行有效支護(hù)，保障高層建筑深基坑地下室施工的安全性和應(yīng)用性[2]。

1.1 深基坑土方開挖方法

對(duì)深坑基的開挖和支護(hù)，要由上到下分層施工，開挖一層土體，修整一層深基坑的開挖面，隨即鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，并進(jìn)行混凝土噴射，然后進(jìn)行錨桿鉆孔、錨桿注漿和錨索張拉。以此類推，完成深基坑土方開挖和深基坑土體加固施工。

在土方開挖時(shí)，需將新開挖的作業(yè)面放置9h后，再進(jìn)行下一層開挖作業(yè)。在挖掘下一層土方時(shí)，要保證錨桿注漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。在開挖過程中，要對(duì)每一層開挖面進(jìn)行修整，以利于鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)和混凝土噴射施工。

1.2 開挖面混凝土噴射

在混凝土噴射之前，要對(duì)邊坡表面進(jìn)行整平，防止發(fā)生影響施工質(zhì)量的問題。在完成基坑邊坡整平后，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。上述準(zhǔn)備工作完成后，使用混凝土噴射機(jī)對(duì)深基坑開挖面進(jìn)行混凝土噴射?；炷羾娚鋾r(shí)，要減小噴頭與邊坡表面之間的距離，將噴射距離控制在1.2m左右；同時(shí)將噴射角度控制為直角。這種噴射方法可增加鋼筋網(wǎng)與坡面混凝土的緊實(shí)程度。

噴射過程需要進(jìn)行兩次，在第一次噴射完成后，需要等到混凝土終凝，并完成錨桿鉆孔和注漿加固了深基坑周邊土體之后，才能進(jìn)行第二次混凝土噴射。通常情況下進(jìn)行第二次噴射的間隔時(shí)間大約為2h。根據(jù)混凝土的平整性要求，適當(dāng)調(diào)整其水灰比，防止發(fā)生干裂問題，防止混凝土在凝固前產(chǎn)生位移，以提升噴射質(zhì)量，增加耐受力，提升抗壓強(qiáng)度。

1.3 錨桿旋轉(zhuǎn)噴射注漿施工

1.3.1 施工方法

在實(shí)施深基坑噴錨支護(hù)施工時(shí)，可采用跳打法（隔一根打一根）進(jìn)行錨桿旋轉(zhuǎn)噴射注漿施工。鉆孔的孔徑設(shè)置為120mm，注漿時(shí)水灰比控制為1：1.5，注漿時(shí)的壓力值取15MPa，錨桿孔位放線時(shí)的允許誤差為±3cm。在鉆孔施工之前，為了保證錨桿的自由段將拉力傳遞到錨桿的錨固段，需要將錨桿的自由段穿上聚乙烯管套。

在錨桿旋轉(zhuǎn)鉆孔施工過程中，通過高壓噴注漿來提升土體的抗剪強(qiáng)度。使用注漿泵配合鉆機(jī)施加注漿壓力，能夠有效進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)[3]。在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過程中進(jìn)行注漿噴射，同時(shí)控制鉆桿中的水泥漿注入量。通過注漿，將鉆桿周圍的土體形成柱狀錨固體。當(dāng)水泥漿溢出孔口時(shí)需要立刻停止注漿。錨桿旋轉(zhuǎn)噴射注漿施工示意如圖1所示。

1.3.2 受力分析

等到錨桿錨固段的注漿土體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，使用錨索對(duì)錨桿進(jìn)行張力加載，以加固深基坑開挖面土體，加載速度要小于0.01mm/s。錨索的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7d，當(dāng)錨索的承受力達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，要檢測(cè)錨索的合格程度。在錨固段受力分析中，消除錨固段摩擦力的不均勻分布問題，運(yùn)用彈性力學(xué)對(duì)旋噴錨桿錨固段進(jìn)行計(jì)算，可得到其軸向拉力。該計(jì)算公式如式（1）：

（1）

式（1）中：N為軸向拉力值，G為錨桿水平拉力值，α為錨桿傾角。

通過對(duì)錨桿拉力值進(jìn)行計(jì)算，獲得錨固段與其周邊土體之間的安全系數(shù)值?？刂棋^桿的直徑和長(zhǎng)度，在不破壞錨桿彈塑性的同時(shí)，設(shè)定錨固體與周邊土體之間的接觸面處于彈塑性工作狀態(tài)，這樣就能避免存在大量的誤差值。

1.4 對(duì)地下水滲漏的處理

在進(jìn)行土方開挖和邊坡混凝土噴射施工時(shí)，需要對(duì)地下水進(jìn)行處理，防止出現(xiàn)滲透問題。如果基巖縫隙中發(fā)生的滲漏無法控制，會(huì)造成大量墻面腐蝕，降低施工安全程度[4]。在深基坑施工中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要、按照一定距離設(shè)置降水坑，并使用抽水泵將降水坑中的地下水排除?？蓮膬蓚€(gè)方向挖排水溝，并在交匯處安置混凝土管井進(jìn)行排水。

在施工過程中，如果兩側(cè)圍護(hù)樁之間出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件，在深基坑外側(cè)采用高壓旋噴方式，在漏水點(diǎn)上下5m處設(shè)置?580mm旋噴樁帷幕，能夠起到止水作用，給深基坑施工創(chuàng)造安全環(huán)境。

2 實(shí)例分析

2.1 應(yīng)用案例

2.1.1 工程概況

高邑特色小鎮(zhèn)項(xiàng)目施工建筑面積約60萬m2，包括30棟5層生產(chǎn)廠房、14棟11層職工宿舍樓，以及展廳、物業(yè)樓、幼兒園、食堂及園區(qū)市政工程等。其中高層建筑深基坑地下室底板距地面深度為10m，地面設(shè)計(jì)標(biāo)高為40m。該高層建筑以鋼筋混凝土靜壓樁為基礎(chǔ)，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。地下室的防水等級(jí)為三級(jí)，其抗?jié)B強(qiáng)度為S5。場(chǎng)地土為中軟土，建筑場(chǎng)地深基坑周邊土層地質(zhì)狀況如表1所示。

在鉆探深度范圍內(nèi)，土層接受降水滲透，根據(jù)不同時(shí)間變化形成一定地下水位。通過勘測(cè)獲得水位標(biāo)高為5.9m。根據(jù)土體空隙承壓水位變化，深基坑開挖深度達(dá)到5.8m時(shí)，水對(duì)基地造成較大影響。工程選擇混凝土預(yù)制樁，樁端持力層為中風(fēng)化粉砂泥巖。地下室底板為防水鋼筋混凝土梁板。深基坑長(zhǎng)度為115m，安全等級(jí)為一級(jí)。

2.1.2 施工方法

根據(jù)該高層建筑地質(zhì)狀況，判斷地基承載力與建筑荷載之間的關(guān)系，決定對(duì)深基坑采用本文所述噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行施工?；油鈬捎弥顾∧唬陂_挖面加設(shè)工法樁支護(hù)。在施工過程中，開挖面掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土起到擋土作用，保護(hù)外層土不易滑落[5]。

錨桿施工時(shí)采用逆作業(yè)法，即在邊坡開挖過程中自上而下，邊開挖、邊施工，不等待開挖完畢后再進(jìn)行錨桿施工，以保證施工過程中基坑周邊土體的穩(wěn)定。采用噴錨支護(hù)方式不僅能夠有效解決基坑安全問題，還能節(jié)約工程造價(jià)。

2.1.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)上述深基坑噴錨支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用效果，在深基坑施工過程中設(shè)置了10個(gè)測(cè)量點(diǎn)。對(duì)開挖面土層進(jìn)行分段加固處理后，通過測(cè)量得到土層的力學(xué)參數(shù)，運(yùn)用該參數(shù)計(jì)算錨桿的軸向拉力值。將軸向拉力值70kN以下設(shè)為預(yù)期目標(biāo)，以滿足邊坡穩(wěn)定的施工需求。

由于該深基坑地質(zhì)條件復(fù)雜，在深基坑穩(wěn)定性不高的部位添加監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)變形程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。按照深基坑周邊的地質(zhì)情況，獲得對(duì)應(yīng)土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。使用支護(hù)設(shè)計(jì)軟件對(duì)深基坑剖面進(jìn)行計(jì)算分析。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，對(duì)深基坑剖面進(jìn)行受力分析[6]。在該深基坑開挖過程中出現(xiàn)了水噴涌現(xiàn)象，在經(jīng)過排水處理后，采用分段處理的方法對(duì)深基坑土層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)得出土層的力學(xué)參數(shù)。

2.2 應(yīng)用結(jié)果與分析

2.2.1 錨桿軸向拉力

根據(jù)力學(xué)參數(shù)值，計(jì)算錨桿上的軸向拉力值。錨桿軸向拉力值計(jì)算結(jié)果如表2所示。

2.2.2 分析應(yīng)用結(jié)果

由測(cè)量結(jié)果可知，在所有的測(cè)量點(diǎn)中，錨桿軸向拉力值的檢測(cè)結(jié)果均在70kN以下，這說明應(yīng)用本文提出的噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行施工，能夠滿足建筑邊坡的穩(wěn)定性需求。應(yīng)用本文所述噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行施工后，能夠?qū)⑸罨娱_挖與支護(hù)進(jìn)行錯(cuò)時(shí)同步施工，可縮短施工周期。

綜上所述，通過對(duì)高層建筑地下室深基坑邊坡和立面進(jìn)行混凝土噴射施工，使得噴射層與土層形成穩(wěn)固效應(yīng)，能夠提升深基坑邊坡和立面的穩(wěn)定性，及時(shí)控制土層的變形。通過對(duì)高層建筑地下室深基坑進(jìn)行錨桿穩(wěn)固施工，得錨桿能夠固定在土體內(nèi)部，可大幅度提高深基坑周邊土體的穩(wěn)定性，增加土體強(qiáng)度，減少土體位移量。

總之，通過應(yīng)用本文所述噴錨支護(hù)施工技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)深基坑支護(hù)的整體穩(wěn)定，可達(dá)到在深基坑內(nèi)進(jìn)行地下室安全施工的支護(hù)效果，可為高層建筑提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)深基坑噴錨支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，提升了高層建筑深基坑加固的效果，保證了高層建筑地下室的安全施工，提高了高層建筑地下室的施工進(jìn)度。但是本文所述深基坑噴錨支護(hù)施工技術(shù)尚未研究工期合理分配問題、承載力測(cè)量以及安全施工等方面問題，在今后研究中要予以改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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