Abstract Comb in ing the design s, con st ruct ion experience of au tho rs and o ther info rmat ion, some techn ical measu res such as emp loying advance ancho r p ipes, slope reinfo rcing, in sert ing beam reinfo rcemen t are discussed to en su re the dep th of excavat ion w ith suppo rt ing system of bo lt sho tcrete mat, o r to enhance the capab ility of the system .
但是喷锚支护结构施工工艺要求待喷锚土体既具有临时自稳能力又能提供足够的锚固力, 因此其适应土层和开挖深度受到限制, 同时土体的水平位移较大。所以, 深基坑喷锚支护除了要做好降排、止水外, 往往需要其它辅助技术措施。笔者结合自己的实践经验和有关资料〔1, 2〕, 从超前锚管、边坡补强和加强劲梁等方面, 对保证喷锚网支护的开挖深度和提高支护效果的技术手段进行论述。
1 超前锚管
在基坑边坡土体较差, 或坑底部土体较软, 且放坡角度有限的情况下, 当喷砼面层的重量超过土的承载能力或需要考虑基坑抗隆起稳定性时, 可以在开挖期间设置超前锚管, 如图1 所示。锚管可从钻孔下入或直接打入, 锚管材料为直径108～ 150mm 的钢管, 根据需要超前锚管可以是注浆锚管也可以不是注浆锚管, 同时锚管应采用直径不小于16 mm 的钢筋与面层钢筋网片焊接, 使之与面层砼连接成整体结构。锚管间距、插入深度和直径可以按下述方法确定。
1.1 锚管插入深度和直径
锚管插入深度和直径主要考虑满足承重和抗隆起要求, 并取其中的大值。抗隆起稳定性验算按规范进行〔3〕。(1) 式是从满足承重要求的角度得出的。
图1 设置超前锚管的喷锚支护结构示意图
1. 层面; 2. 锚管; 3.锚杆(或预应力锚杆) ; 4.滑裂面; 5.止水帷幕; h 为锚管插入基坑底的深度; H 基坑深度; d 为锚管直径(对非注浆锚管) 或锚固体直径(对注浆锚管)
式中: W i 为单根锚管承担的喷砼面层的重量(kN ) ;Gi 为单根锚管自重(kN ) ; N t 为锚管间距范围内对锚杆(索) 施加的预应力(kN ) ; A为锚杆(索) 倾角(°) ; d 为锚管直径(对非注浆锚管) 或锚固体直径(对注浆锚管) (m ) ; h 为锚管插入基坑底的深度(m ) ; qs 为管周土的容许摩阻力(kPa) ; qp 为管端土的承载力(kPa)。
1.2 锚管间距
锚管间距除满足承重要求, 并使插入长度适宜外, 还须达到防止土体绕锚管滑动, 避免基坑隆起。(2) , (3) , (4) 式是通过绕流分析得出的。
p h = Cd (Cz + cctgU) d (2)
p H = ∫Hp hdz (3)
式中: p h 为土体绕过锚管滑动时单位管长上的绕流压力(kN öm ) ; p H 为基坑底面土体绕过锚管滑动时的绕流压力(kN ) ; C为基坑深度范围内土体平均密度(kN öm 3) ; c 为基坑深度范围内土体平均内聚力(kPa) ; U为基坑深度范围内土体平均内摩擦角(°) ;Cd 为锚管的阻滑系数, 当U为5°, 10°, 15°, 20°, 25°,30°, 35°, 40°, 45°时, Cd 为01497, 11012, 11566,21182, 21892, 31737, 41778, 61102, 71853; z 为计算深度(m ) ; L max为锚管间距(m ) ; H 为基坑深度(m ) ; dp 为锚管孔直径(m )。
2 边坡补强
只要基坑边坡和喷锚支护结构属于下列情况之一时, 在基坑开挖前或开挖期间, 就应对边坡土体进行补强, 以保证基坑的稳定性、喷锚网的顺利施工和较好的技术经济效益。
(1) 边坡局部或整体土体较差, 影响喷锚支护工程的顺利施工和支护结构的稳定性。
(2) 锚杆无法锚固到稳定土层中。
(3) 锚杆若要达到所要求的性能指标, 则技术、经济成本相对较高。
(4) 周围环境对土体位移控制要求严格。补强方法及技术要求见表1, 实际使用时可以采用一种或几种方法组合的补强方案。
3 加强劲梁
在开挖深度较大或锚杆设计轴力较大的情况下, 当喷锚网的砼面层刚度不足时, 可在锚杆处设置沿面层纵向制作钢筋混凝土加强劲梁(如图2 所示) , 笔者的实践证明, 这是解决问题的有效办法。靠面层一侧的劲梁钢筋必须与面层箍筋焊接牢固。劲梁断面尺寸、配筋确定方法参见《混凝土结构设计规范》(GB3291)。
表1 补强方法及技术要求
图2 劲梁结构示意图
参考文献
1 林宗元. 岩土工程勘察设计手册1 沈阳: 辽宁科学技术出版社,1996.1 149- 1 159
2 林宗元. 岩土工程治理手册1 沈阳: 辽宁科学技术出版社,1993.664- 687
3 广东省建筑基坑支护工程技术规范(DBJöT 15-20-97) .1998.46- 59
