锚杆喷射与止水幕墙的应用

锚杆喷射与止水幕墙的应用

林永青

汕头市建安（集团）公司

摘要：文章以汕头粤海大厦基坑土方开挖支护工程为例，分析了锚杆喷射与止水幕墙（旋喷搅拌桩）相结合的施工方法，并根据该施工方法的技术要求和我司在施工过程中碰到的问题，提出在应用过程中的注意事项，以供同类工程借鉴。

关键词：锚杆喷射；止水幕墙（旋喷搅拌桩）；施工方法

随着高层建筑的发展，地下室施工日益成熟，而在繁华城市地区寸土寸金的地段，成为投资建设高层建筑的最佳理想选择，它将给开发商带来丰厚的利润。然而高层建筑给施工带来诸多不便，其中较为突出的问题是如何缩短工期和降低成本，如何做好安全文明施工。锚杆喷射与止水幕墙技术的成功应用，为地下室施工提供了技术上的保证和合理节约成本创造了有利条件。

大面积的地下室土方开挖施工工期较长，而基坑支护采用何种合理的施工方法，既能安全经济，又能缩短工期，则是主要的关键问题。在地下室土质较好的地方，采用拉杆喷锚及止水幕墙相结合的基坑支护是较为理想的施工方案。我司所承建的汕头粤海大厦地下室土方开挖，采用了拉杆喷锚与止水幕墙（旋喷搅拌桩）相结合的施工方法，在降低成本，缩短工期，安全文明施工等方面，取得了较理想的效果。

一、工程概况

汕头粤海大厦地处汕头市华山路与金砂路东北交界，施工场地十分狭窄，四周均是楼房及主要交通道路。在这样的施工环境下，既要保证不影响道路交通和附近居民生活，又要保证工期按时完成，造价经济合理。所以设计单位通过对该工程地质资料的研究与计算，决定该工程基坑开挖支护采用拉杆喷锚与止水幕墙相结合的设计方案。

汕头粤海大厦西北面地下水位较高，且有一层1.5-4.0m含粘性土砂层。如基坑开挖施工时，由于大量的地下水涌出，势必影响附近建筑物的基础。因而在这一段设置了止水幕墙，由1排182根共1800m总长的旋喷搅拌桩组成，按原设计每根桩为9-14m长左右，施工完成后，这些桩体在地下室形成水泥土墙体，可以有效的阻止地下水的流动，从而达到不影响附近道路及建筑物基础的目的。

二、场地工程地质条件

根据地质勘探资料，场地岩土层从上至下依次分为：人工填土层、冲积层、残积层、基层等四大部分。其各土层物理力学性质分述如下：

（一）人工填土层

1、杂填土：由建筑垃圾和粘性土组成，杂色、松散。鉴3、鉴7、技1三孔上部0.5-1.2m为回填粗砂。鉴8、技2两孔底部为厚0.5-1.3m素填土和腐木。层厚：0.5-4.0m。

（二）冲积层

1、粉质粘土、粘土：黄白色、棕红色（局部呈花斑色），可塑-硬塑，局部呈软塑状，含多量中砂。层厚：0.6-5.5m。

2、中、粗砂：黄白色，稍密-中密，饱和状，粘性土含量较多。层厚：1.5-4.1m。

（三）残积土

1、粉质粘土：紫红色，可塑-坚硬状，稍湿。层厚：4.5-20.5m。

（四）基岩

在钻探深度揭露深度范围内，所见的基岩为上白垩系黄花岗组砾岩和粉砂岩，基岩深度为：21-26m。按其风化程度依次分为：

1、强风化粉砂岩：紫红色，岩芯呈半岩半土状-块状。

2、强风化砾岩：紫红色，岩芯呈土状-半岩半土状，砾质为砂岩和灰岩，胶结构呈泥状。

3、微风化粉砂岩：紫红色，岩芯呈（10-30㎝）柱状，岩石裂隙不发育，岩石坚硬，击声脆。

4、微风化砾岩：紫红色，岩芯呈（10-30㎝）柱状，砾质为砂岩和灰岩，胶结构为铁、钙质及硅质，岩石裂隙不发育，岩石坚硬，击声脆。

三、场地地下水概况

场地内地下水主要为上层滞水和基岩裂隙水。测得地下水位埋深为：0.7-1.0m。冲积、残积粉质粘土层为隔水层，皆不含地下水。根据前期勘察报告资料，地下水为重碳酸盐类型水对砼没有侵蚀性。

四、施工方法

我司在施工旋喷搅拌桩采用了三重管的施工方法，利用同轴喷射高压水和压缩空气，并同时注压入水泥浆，具体操作方法如下：

1、现场采用了钻孔机钻成直径200㎜的孔，再将旋喷管插至孔低，由下而上进行高压旋喷水泥浆。

2、喷射水泥浆水灰比为1：1-1.5：1，并根据每根桩土质、砂层的变化情况，适当加入减水剂。

3、在每桩施工前对旋喷管的密封性实行全面检查，以保证其使用性能良好。

4、将钻机的管架安放平稳，旋喷管的倾斜度控制在1.5%以内。

5、水泥浆在使用前1小时左右搅拌成浆，这样有利于喷射和凝固成柱。

6、旋喷管插入预定深度后，先进行试喷，然后才进行正式喷射，按既定的速度慢慢由下至上强制喷射水泥浆，形成直径均匀的圆柱。

7、在旋喷过程中，如果发生故障，应立即停止施工，经检查排除故障后，才可继续施工。

8、在施工中按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》附表做好施工记录。

9、旋喷桩完成后，按桩数5%的比例进行现场钻机取样检查，均能达到设计要求。

根据该施工方法的技术要求和我司在施工中所碰到的问题，在应用过程中要注意以下几个问题：

1、要根据不同土层土质变化情况，选择不同的施工方法和机械设备进行施工。

2、施工前各种原材料应进行严格检验合格后方可投入使用。

3、旋喷桩的深度、直径、强度必须符合设计要求，并做好记录。

汕头粤海大厦地下室开挖时，先在西北面水位较高处设置旋喷搅拌桩，与此同步进行在东南面开始土方开挖，采用边开挖边作喷锚拉杆的基坑支护作法。喷锚拉杆施工面积为800㎡，每隔1.2m×1.4m=1.68㎡设置一根锚杆，分4排由上至下分层分段施工锚杆500根左右，每根锚杆长度为6-9m不等，锚杆的分布及挂网详况如下：

1、锚杆孔径为120㎜，锚杆采用Φ25㎜螺纹钢筋。

2、挂网主筋Φ16㎜，间距为1.2m×1.4m螺纹钢筋，分布筋采用Φ8㎜，间距为300㎜×300㎜钢筋。

3、喷射混凝土强度为C20，厚度100㎜。

4、喷锚拉杆基坑支护在基坑开挖和内疏干降水的配合下施工，即挖土一层施工一层锚杆孔，下锚灌浆与挂网喷射混凝土完成后，再开挖第二层土，如此循环直至达到基坑深度为止。

5、锚杆孔采用锚杆机干钻法施工，向下倾斜20°钻孔，孔深达到设计深度并进行清孔后，高压灌入水泥砂浆至满孔。

6、按设计要求挂网，先布网筋，后布主筋。主筋与锚杆进行焊接，分布筋应绑扎牢固。分两次喷射混凝土，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，强度为C20，并加入适量的速凝剂，喷射面层厚度为100㎜。

锚杆外支撑目前较多运用于土质较好的大面积基坑支护，该施工方法的优点是坑内不设结构内支撑，不影响土方开挖及结构施工，且在缩短工期与降低成本方法有一定的潜力，在我司所承建的汕头粤海大厦地下室土方开挖中充分体现出来。但由于锚杆侵入邻近的建筑物且锚杆本身的回收技术尚不成熟，所以引起的纠纷越来越成为一个社会环境问题，鉴于上述情况和结合我司施工过程所碰到的问题，采用锚杆喷射的施工方法要注意下列事项：

1、原材料使用前应现场取样送检合格后方可使用，按设计要求严格控制水灰比和混凝土的强度。

2、城区内施工场地较为狭窄，可尽量减少放坡坡度，但不能少于10°，才能保证基坑支护的安全和便于施工。

3、锚固段应设置在稳定性较好的土层或岩层中，其长度应根据土层和抗拉拔程度计算其长度。

4、钻孔前，要详细了解附近的地下管沟、电缆线等地下埋设物。

5、在临近构筑物施工前，要踏勘查阅临近构筑物基础的详细情况，以免在施工过程中危及已建好使用的临近构筑物的安全。

6、锚固段应采用水泥砂浆灌注密实，要采用高压喷射保证其锚杆的抗拉拔力。

7、施工前应作抗拉拔试验，测定锚杆的抗拉拔力。

8、施工过程中，要经常检查锚杆基坑周边土体变化情况，发现问题及时采取相应措施处理。

五、成效

通过把止水幕墙和锚杆喷射相结合的施工方法，我司顺利完成汕头粤海大厦地下室开挖工作，据测算与挡土护壁桩比较，可节约各种费用500多万元，工期缩短35天，安全文明施工方面取得明显的效果。首先由于缩短工期和选择噪音相对较小的施工机械设备，在扰民施工上可以尽量减少到最低程度。其次是地下水涌出较少，施工现场的污水排出也相对减少，现场减少了很多不便和麻烦事。建设方对我司的施工过程比较满意和好评。

参考文献：

[1]《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）

[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

[3]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）

[4]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

[5]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）