基坑喷锚土钉支护技术的几点经验.doc

基坑喷锚（土钉）支护技术的几点经验

1、前言
基坑喷锚（土钉）支护近年来在兰州市快速发展，已成为一种重要的基坑支护型式，它充分利用土体自身的强度，通过在土体中设置钢筋或钢管等金属杆件(土钉)，分担土体所承受的外力和自重，改善土体的受力情况，并在开挖面构筑钢筋网喷射混凝土面层，使土钉、面层和原位土体三者构成一个整体而共同工作。土钉支护具有施工方便、性能可靠和突出的经济特性，同时，在土钉支护的施工过程中，因其施工速度快，可缩短一半工期，施工设备轻便，材料用量少，可节约工程造价1/3～2/3，对周围环境的影响很小的优点，基坑喷锚（土钉）支护被广泛应用于基坑开挖工程中。
自九十年代兰州引进喷锚（土钉）支护技术，兰州地区建筑地下室一层～三层（开挖深度在12米以内）基坑多采用喷锚支护，同时深度＞12米的基坑也有部分采用喷锚支护。但在应用基坑喷锚技术过程中，发生不少地面开裂、坑壁塌方、坑地土隆失稳、邻近地下管线破裂、破坏等事故，究其原因：主要忽视喷锚技术的局限性，不顾条件地使用喷锚支护，如对松散的杂填土未经加固处理就简单使用喷锚支护；冬季施工的基坑边坡开春后土体解冻，土体含水量饱和造成土钉锚固体与土体摩阻力减小导致塌方；锚杆（土钉）未穿过流塑状淤泥土，致使基坑失稳而塌方。
我司自2002年开展基坑支护设计与施工以来，每年完成基坑支护设计与施工十多项，对兰州地区的各种地质条件都进行过设计与施工，基坑深度最深的达16米，我司在总结研究基础上编制了技术规程，基坑喷锚（土钉）支护技术已较为成熟。我就基坑喷锚支护设计施工中一些技术问题，作为本文探讨主题，旨在提高设计水平、改进施工方法。
2、基坑喷锚（土钉）支护技术的几点思考
2.1支护方式的选择
对基坑紧邻建筑物不具备放坡开挖地段，基坑保护等级高，水平位移控制要求严格，则需与排桩组合支护；对淤泥厚度大、基坑底落于淤泥土的基坑，也需排桩支护；对软土地区深度大于6m的深基坑使用喷锚支护应谨慎，确保基坑安全。
2.2、填土、淤泥计算参数及支护结构整体稳定系数取值的探讨
2.2.1填土、淤泥计算参数
工程地质勘察报告往往无杂填土、素填土、淤泥等支护结构计算所需的重度（γ）、粘
聚力（c）、内摩擦角（φ）参数，统计了大量的γ、c、φ参数后，得出兰州地区的经验数据，经注浆加固处理后，上述土层的c、φ值提高10～30%，以杂填土c值提高最明显。我们一直以经验数据取值参于支护结构计算，实践证明改用经验数据接近土层实际的，可以采用。
2.2.2整体稳定系数
支护结构计算最后获得整体稳定系数如何取值？我们认为：条分法作稳定分析，整体稳定系数取K=1.2～1.3为妥，基坑深、土质差取高值，反之取低值；基坑支护施工期受大气降水、地下管道渗漏水及土体徐变等不良因素作用，设计时整体稳定系数宜增加0.1～0.2。
2.2.3地面荷载对基坑影响的分析
喷锚支护设计前应对基坑周边地面荷载详细调查，尽量使地面荷载取值接近实际，对紧邻基坑边的建筑物基础类型、埋深、距离、荷载值调查清楚。如兰大二院医疗综合楼基坑支护工程，基坑开挖深度16米，基坑北侧γ刀室距基坑开挖上口仅0.6米，此段边坡放坡1:0.35，该γ刀室为框架结构，井桩基础，基础埋深5米，原勘察设计院将此段边坡设计为支护桩且在基坑高度1/3处设置预应力锚杆一道，我公司在详细考察了施工条件后，认为采用基坑喷锚支护可行，施工后成功地将变形控制在20㎜以内，确保该楼安全。
地面荷载值参加支护计算，是确定支护结构的重要数据；就是在离基坑边的距离大于基坑深度的建筑物荷载，以扩散角法则对基坑壁虽无直接影响，但其仍影响到基坑整体稳定性，降低稳定系数，所以支护设计时仍要进行验算其对整体稳定系数的影响程度。
2.3、时空效应在喷锚支护技术中应用
时间、空间效应广泛应用在基坑支护技术中，我们喷锚支护设计施工中也应了时空效应，对基坑安全、节约支护结构用材，降低成本起到良好效果。
2.3.1空间效应
（1）、改变基坑空间形状，缩短基坑边长，增加基坑角点，减少变形量。如将矩形改成八角形，减少支护工作量，减少长边变形（图1）。

（图1）
（2）、在场地条件许可下，改一级放坡为二级台阶式放坡开挖，减少土压力，减少支护工作量，降低工程造价（图2）。

（图2）
（3）、场地无法满足土体放坡条件时，可以采取坑壁不同坡度开挖。如对上部松散状杂填土及软流塑状淤质土采用缓坡，下部硬塑粘性土或卵石层采用陡坡开挖（图3）。

（图3）
2.3.2时间效应
（1）、先注浆加固土体后，一般应需停歇养护3～4天，达到一定强度才能开挖。
（2）、一层喷锚支护施工结束，切忌立即向下开挖，应在其它地段开挖，养护1～2天才能向下开挖。

（3）、开挖坡面暴露应加快支护施工，一般要求坡面暴露后在16小时内完成支护施工，对未经加固的