CN1338543A - 构架锚管喷注支护及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种构架锚管喷注支护及其施工方法,其特征是,在基坑周边地面,设置多排规则分布的竖向锚管,竖向锚管露出地面后端设置装配式构架;随着基坑开挖,在坑壁击进水平锚管;在坑底与边壁交界处附近,向外设大倾角斜锚管和在基坑底部设竖向锚管;对锚管周围土体分段定压注浆固结,构成浆、土混合与锚管复合的地下连续墙。优点是:本发明是针对基坑开挖过程力学状态进行支护加固的,是科学、安全、经济、适用的。装配式构架体系,使竖向锚管端头相互约束,有效约束坑顶周边的位移。分段定压注浆方法,能增强浆、土混合体与锚管的握裹力。水平锚管长度,能保证不超越红线,保证基坑的安全可靠。适用于软土地基的深基坑支护与施工。
Description
技术领域
本发明属于建筑基坑支护方法，特别适用于软土地基或受周边环境、红线等限制水平锚杆长度的深基坑支护与施工。
背景技术
目前，在建筑基坑支护施工中，常采用锚喷支护技术，即在基坑开挖过程，分步开挖一定深度，在侧壁植入水平(小倾角)锚杆或锚管，在锚杆钻孔或锚管中注入水泥浆，使锚杆与土体固结。当基坑开挖到设计深度或分段，在壁面挂钢筋网、喷射混凝土，形成护壁。此种工法具有施工方便，安全可靠，进度较快，成本较低，对场地条件适应性强等优点。
现行的锚喷支护在深基坑中应用，存在两大难题：
其一，对于软土地基，特别是流塑状软土地基的基坑加固，锚喷支护难于保证基坑的稳定性。究其原因，既有客观因素，也有技术因素。由于软土的空隙率大于1，软土的力学性能很低，这是客观因素；常规的锚杆注浆方法，浆液只能充填钻孔，固结锚杆，难以注入土体空隙内，无法提高软土的力学性能，是技术因素。实践表明，改善软土强度性能，对提高基坑稳定性是十分有效的。因此，如何才能有效的改善软土地基的强度性能，是提高软土地基深基坑工程稳定性难题之一。
其二，现行的锚喷支护在深基坑的应用经验是，对一般土地基，锚杆长度等于基坑深度；对可塑性软土地基，锚杆长度为深基坑深度的两倍；对流塑状软土，通常锚杆长度约为基坑深度的三倍以上。由于水平锚杆过长，往往超越红线，影响附近建筑物的安全；不准超越红线，锚喷支护在深基坑中应用，就受到较大的限制。因此，既要缩短水平锚杆的长度。又要保证各种地基的稳定性，是当前深基坑加固的难题。
中国专利“ZL00119428.3一种建筑基坑支护结构及其施工方法”，采用钢排桩加地锚结构进行支护，用于软土地基上的基坑支护，其护壁钢排桩用钢量很大，而且锚杆也较长，并非万全之策。
发明内容
本发明的目的在于，为深基坑构筑设计一种安全、可靠、科学、经济的支护类型及其施工方法，称构架锚管喷注支护及其施工方法，简称LS法。即在基坑周边用装配式构架连接多排规则分布的竖向锚管，采用分段定压注浆工艺对小直径锚管注浆加固土体，构成以锚管为骨干的地下连续墙，以提高软土地基的抗滑移能力，从而实现深基坑的稳定性。
本发明的技术方案是如下实现的：
一种构架锚管喷注支护，包括竖向锚管、水平锚管、大倾角斜锚管及钢筋网喷射混凝土护壁，具体构造是：
在基坑周边地面一定宽度范围内，设置多排规则分布的竖向锚管，竖向锚管长度超过基坑深度，竖向锚管的后端露出地面设置装配式构架，装配式构架是由钢管杆件与管端连接构件组成，可重复使用；
随着基坑开挖，在坑壁击进水平锚管，水平锚管长度以穿越坑边最外排竖向锚管为限，梅花状匀称分布在竖向锚管列距之间；
在坑底与边壁交界处附近，向外设大倾角斜锚管2-3排，在基坑底部，设竖向锚管1-2排；
对竖向锚管、水平锚管周围土体分段定压注浆固结，构成浆、土混合与锚管复合的地下连续墙。
一种构架锚管喷注支护施工方法，其施工顺序为：
(1)按照设计方案，在基坑周边地面，对竖向锚管系列进行现场放线定位；
(2)击人多排规则分布的竖向锚管，可采用气动冲击锤，或用手工操作冲击锤击进；
(3)安装装配式构架，装配式构架的钢管杆件与管端连接构件采用螺栓连接，逐个夹紧竖向锚管端头；
(4)对竖向锚管进行分段定压注浆，一般采用两段注浆；
(5)基坑分段开挖，分段进行水平锚管击进与注浆；
(6)挂钢筋网，喷射混凝土，采用常规的喷射混凝土施工方法与设备，优先选用湿喷机具；
(7)开挖至基坑底部，立即进行防底鼓的向外斜锚管及在基坑底部的竖向锚管、注浆、挂网喷射混凝土施工。
如前所述的构架锚管喷注支护施工方法，其分段定压注浆工艺是：
①锚管兼作导浆管，管壁开设有导浆小孔，锚管前后端设有止浆布袋，将气压封隔器送至锚管前端止浆布袋相应位置处定位；
②对气压封隔器送气，使橡胶囊膨胀，当气压达到抗滑动要求，即锁定；
③启动注浆泵，通过注浆管向锚管内注浆，当注浆压力陡升时，表明止浆布袋满浆，即停止注浆；
④对气压封隔器放气，将气压封隔器向外移到锚管后端止浆布袋处定位；
⑤再对气压封隔器送气，锁定，启动注浆泵进行第二次注浆，注满锚管后端止浆布袋，继向土体注浆，待到注浆量达到设计要求时，或注浆压力突然陡升，即停止注浆；
⑥随着放气，取出气压封隔器，迅速封堵锚管口，以防跑浆。
本发明的优点是：1、本发明是一种主动的、超前的、逐步增强的支护方法，是针对基坑开挖过程力学状态进行支护加固的，是科学、安全、经济、适用的。在基坑开挖前施工的竖向锚管系列及分段定压注浆，是对基础周边一定宽度范围的土体进行超前预加固，使之形成以竖向锚管系列为骨干的浆、土混合地下连续墙，有效防止坍塌，保证开挖的安全。分段开挖、分段进行的水平锚管支护，是随着基坑开挖深度增加，逐步增强浆、土混合地下连续墙体的抗倾覆力与抗滑力，以保证基坑的稳定性。开挖至基坑底时，立即进行抗底鼓锚管系列施工，以保证基坑底部稳定。挂网喷射混凝土护壁，不仅可增加坑壁土体表面压力，还能有效防止雨水冲刷破坏。由上述可见，本方法确实是针对基坑开挖过程力学状态进行支护加固的，是一种主动的、超前的、逐步增强的支护方法。2、装配式构架体系，使竖向锚管端头由无约束的自由端，变为相互约束的固定端，形成地下与地面相结合，协调变形，共同作用，增强整体刚度，有效约束坑顶周边的位移，保证深基坑的稳定性。装配式构架组合形式多样，且可重复使用。3、分段定压注浆方法，使水泥砂浆浆液能注人锚管周围一定范围的土体内，填充软土的空隙，固结土体，提高了浆、土混合体的力学性能(黏结力、摩擦角、滑移角)；又能增强浆、土混合体与锚管的握裹力，这是锚喷支护常规注浆方法所不能作到的。4、水平锚管长度，可依据基坑周边环境，红线界限等约束选取，使之既能保证不超越红线，不影响基坑周边建筑物安全，又能与竖向锚管系列协调作用，保证基坑的安全可靠。适用于软土地基或受周边环境、红线等限制水平锚杆长度的深基坑支护与施工。
附图说明
图1是本发明的构架锚管喷注支护的构造示意图
图2是构架锚管喷注支护的装配式构架的构造示意图
具体实施方式
实施例1：
结合附图，对本发明的构架锚管喷注支护作一描述：
由图1可见，构架锚管喷注支护，其构造为：
在基坑周边地面一定宽度范围内，设置多排规则分布的竖向锚管1，竖向锚管长度超过基坑深度，竖向锚管的后端露出地面设置装配式构架2；
随着基坑开挖，在坑壁击进水平锚管3，水平锚管长度以穿越坑边最外排竖向锚管为限，梅花状匀称分布在竖向锚管列距之间；
在坑底与边壁交界处附近，向外设大倾角斜锚管2-3排4，在基坑底部，设竖向锚管1-2排5；
对竖向锚管、水平锚管周围土体分段定压注浆固结，构成浆、土混合与锚管复合的地下连续墙6。基坑壁面为挂钢筋网，喷射混凝土的护壁层9。
由图2可见，构架锚管喷注支护的装配式构架，由钢管杆件7和管端连接构件8装配构成。
实施例2：
软土地基上的基坑深8米，取竖向锚管长度为11米，小直径锚管的管径60毫米；水平锚管长度4米，间距80厘米，小直径锚管的管径48毫米。其构架锚管喷注支护施工方法的施工顺序为：
(1)按照设计方案，在基坑周边地面，对竖向锚管系列进行现场放线定位，间距1米，共4排；
(2)击入多排规则分布的竖向锚管，可采用气动冲击锤，或用手工操作冲击锤击进；
(3)安装装配式构架，装配式构架的钢管杆件与管端连接构件采用螺栓连接，逐个夹紧竖向锚管端头；
(4)对竖向锚管进行分段定压注浆，一般采用两段注浆；①锚管兼作导浆管，管壁开设有导浆小孔，锚管前后端设有止浆布袋，将气压封隔器送至锚管前端止浆布袋相应位置处定位；②对气压封隔器送气，使橡胶囊膨胀，当气压达到抗滑动要求，即锁定；③启动注浆泵，通过注浆管向锚管内注浆，当注浆压力陡升时，表明止浆布袋满浆，即停止注浆；④对气压封隔器放气，将气压封隔器向外移到锚管后端止浆布袋处定位；⑤再对气压封隔器送气，锁定，启动注浆泵进行第二次注浆，注满锚管后端止浆布袋，继向土体注浆，待到注浆量达到设计要求时，或注浆压力突然陡升，即停止注浆；⑥随着放气，取出气压封隔器，迅速封堵锚管口，以防跑浆。
(5)基坑分段开挖，分段进行水平锚管击进与注浆；
(6)挂钢筋网，喷射混凝土，采用常规的喷射混凝土施工方法与设备，优先选用湿喷机具；
(7)开挖至基坑底部，立即进行防底鼓的向外斜锚管及在基坑底部的竖向锚管、注浆、挂网喷射混凝土施工。
Claims (3)
1、一种构架锚管喷注支护，包括竖向锚管、水平锚管、大倾角斜锚管及钢丝网喷射混凝土护壁，其特征是：
在基坑周边地面一定宽度范围内，设置多排规则分布的竖向锚管，竖向锚管长度超过基坑深度，竖向锚管的后端露出地面设置装配式构架，装配式构架是由钢管杆件与管端连接构件组成；
随着基坑开挖，在坑壁击进水平锚管，水平锚管长度以穿越坑边最外排竖向锚管为限，梅花状匀称分布在竖向锚管列距之间；
在坑底与边壁交界处附近，向外设大倾角斜锚管2-3排，在基坑底部，设竖向锚管1-2排；
对竖向锚管、水平锚管周围土体分段定压注浆固结，构成浆、土混合与锚管复合的地下连续墙。
2、一种构架锚管喷注支护施工方法，其施工顺序为：
(1)按照设计方案，在基坑周边地面，对竖向锚管系列进行现场放线定位；
(2)击人多排规则分布的竖向锚管，可采用气动冲击锤，或用手工操作冲击锤击进；
(3)安装装配式构架，装配式构架的钢管杆件与管端连接构件采用螺栓连接，逐个夹紧竖向锚管端头；
(4)对竖向锚管进行分段定压注浆，一般采用两段注浆；
(5)基坑分段开挖，分段进行水平锚管击进与注浆；
(6)挂钢筋网，喷射混凝土，采用常规的喷射混凝土施工方法与设备，优先选用湿喷机具；
(7)开挖至基坑底部，立即进行防底鼓的向外斜锚管及在基坑底部的竖向锚管、注浆、挂网喷射混凝土施工。
3、如权利要求2所述的构架锚管喷注支护施工方法，其特征是，对锚管周围土体分段定压注浆工艺是：
(1)锚管兼作导浆管，管壁开设有导浆小孔，锚管前后端设有止浆布袋，将气压封隔器送至锚管前端止浆布袋相应位置处定位；
(2)对气压封隔器送气，使橡胶囊膨胀，当气压达到抗滑动要求，即锁定；
(3)启动注浆泵，通过注浆管向锚管内注浆，当注浆压力陡升时，表明止浆布袋满浆，即停止注浆；
(4)对气压封隔器放气，将气压封隔器向外移到锚管后端止浆布袋处定位；
(5)再对气压封隔器送气，锁定，启动注浆泵进行第二次注浆，注满锚管后端止浆布袋，继向土体注浆，待到注浆量达到设计要求时，或注浆压力突然陡升，即停止注浆；
(6)随着放气，取出气压封隔器，迅速封堵锚管口，以防跑浆。
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