解析喷锚支护技术在建筑工程地基基础施工中的应用

摘要：建筑基础施工中，支护结构虽然是暂时性的，对于施工质量却起到了重要的作用。从建筑施工的角度而言，土地占有空间的加大，使作业面的面积不断减小，包括周围建筑物的影响以及地下室的施工设计要求等等，都对于基坑支护提出了更高的施工标准。地基基础施工中，喷锚支护技术被广泛地应用，对于地下结构起到了临时性的护壁(坑壁)支撑作用。本论文针对喷锚支护技术在建筑工程地基基础施工中的应用进行探讨。

关键词：建筑工程；地基基础施工；喷锚支护

中图分类号：TU47文献标识码：A

中国社会经济的发展，带动建筑业迅速崛起。城市建筑的密集度越来越大，使建筑施工的作业面不断地缩小，建筑结构中地基施工的安全性越来越重要。为了提高建筑工程基础施工的安全性，就要确保地下室的施工设计符合建筑设计标准，不断地提高基坑支护施工技术。由于基坑的支护结构对于建筑基础设施而言，仅仅施工阶段起到临时性作用，因此在工程竣工之后，支护就失去了价值。按照传统的支护技术设计标准，当建筑工程完工之后，支护会保留在地下永久保存，并成为建筑结构中的一部分。喷锚支护结构运用于地下室支护，可以提高抗变形能力，因此而被广泛应用。

一、工程概述

工程项目为22层的商住两用楼，地下一层为车库。建筑物的总建筑面积超过5万平方米，为框剪结构。地下基坑的开挖深度为5.6米，成矩形，总面积超过2千平方米。在建筑物的西侧为小区人工水池。鉴于建筑物距离水池比较近，为了避免基坑的边坡出现沉降变形，在放坡系数上可以定为0.4。根据基坑支护技术规程，将基坑侧壁安全等级确定为3级。在基坑施工技术上，选择使用喷锚支护技术。

从工程的地质条件上来看，工程基坑的地貌较为单一，地面原有的建筑物已经彻底拆迁。整个基坑的场地平坦，地层的成分以风化的基岩和小块的卵石为主。场地的底层从上而下分别为1.3米至1.6米的杂填土，其中包括生活垃圾、建筑垃圾等等。卵石以土黄色为主，其中夹杂着少量的漂石。基坑开挖范围内没有发现有地下水。喷锚支护的土层设计参数见下表：

二、喷锚支护施工技术

喷锚支护技术的基本原理是利用了受拉锚杆与土体之间所产生的摩擦力，不但可以使土体的强度增强，而且对于土体具有稳定的作用，因此而与周围的土体构成坚固的整体。在支护基坑边壁的时候，采用混凝土喷射与锚杆以及钢筋网联合的方法开展施工。

在建筑地基的基础施工中，做好防水工作是非常重要的施工工程。虽然在施工场地没有发现有地下水，但是在建筑物附近有人工水池，所以要做好外墙防水工作。喷射的混凝土在配制和搅拌上要严格按照工程施工设计的要求，特别要保证科学性的水灰配比，以喷射不会出现流淌为标准。注意被喷射到墙面的混凝土不可以有下坠，要均匀喷射，不能有开裂的现象出现。喷射混凝土完工后，为了确保喷射质量，还要采取必要的混凝土养护措施。

在进行基坑修边的时候，混凝土的喷射厚度要符合设计标准，并且要逐层喷射，保证每一层都要喷射均匀，并达到的一定的光滑度。要确保喷射的平整性，要控制好喷射的速度，以确保锚桩板厚度匀称。

在进行锚杆灌浆的时候，要控制好灌浆的密度，以使灌浆的过程中有拉应力产生，促进喷射钢筋混凝土板与土体之间形成一个坚固的土体。通常而言，灌浆要在稳压状态下进行，在灌浆超过20秒之后，浆体溢出即灌注停止。

在地下室的设计结构中，要将钢筋板的支护作用充分地发挥出来，就要充分地发挥支护的临时性作用，以有效地抵抗土体所施加的侧压力，并发挥其永久性的作用。那么在钢筋制作的过程中，要使钢筋能够处于合理的位置，并且厚度要符合设计要求，以使钢筋板充分地发挥支护作用。

三、喷锚支护地下室外墙施工技术

要保持地下室外墙的永久性，喷锚支护要相应地增大厚度。通常情况下，喷锚支护会喷射大约90毫米厚度的混凝土，而地下室的外壁喷护，需要选择C20混凝土，喷射厚度达到200毫米。为了使喷射混凝土板中的加强筋能够起到暗梁的作用，要参考水压力、土压力以及地面所施加的荷载进行连续板设计，将加强筋焊接在锚杆之上，肋筋设置上为垂直状态。

在本次工程施工中，锚杆的抗拔力设计为100KN，灌浆过程中所呈现的压力为0.4MPa。由于场地的地质环境较差，水平锚杆的夹角设定在25°。原理上而言，锚杆的夹角水平界定在20°～45°，夹角越大，水平分力就会相对降低，反之，随着夹角的缩小，水平的分力越大，可见锚杆设计是喷锚支护技术中的重要部分。喷锚支护的设计参数上，首先是根据施工条件，分析支护的整体稳定性，然后对于锚杆进行抗拉性计算，根据所得出的结论对于初选参数进行必要的调整和完善。

设置喷锚支护参数的时候，土压力和施工荷载是需要重点考虑的，同时还要在进行土压力计算时，将地基基坑的动荷载和静荷载加以考虑，以实现地下室外壁的永久性。计算时，可以选择使用朗肯主动土压力公式，即：

其中，：是土的重度。

h: 是基坑的高度。

：是土的内摩擦角。

锚杆的安全系数：K=1.7。

但砂浆的锚固段接触到周围的土层的时候，会形成抗剪力，其对于灌浆锚杆的极限抗拔力起到了决定性的作用。锚杆的极限抗拔力计算公式为：

其中：: 是土层锚杆的极限抗拔力，单位为“KN”。

D： 是锚杆钻孔的直径。

Le: 是锚杆有效锚固长度，单位为“m”。

： 是锚固段周边所形成的抗剪强度，单位为“”。

在设计上，基于土层地质环境的特殊性，对于抗剪强度的取值也要有所选择。

第一层锚杆的抗剪强度：=30；

第二层锚杆的抗剪强度：=45；

第三层锚杆的抗剪强度：=60。

锚杆受拉荷载公式:

其中：：是荷载折减系数，=0.86。

Eak：是在锚杆处的最大主动土压力的情况下取值。

SH： 是锚杆的水平间距，SH=1.0米

SV： 是锚杆的垂直间距，SV=1.1米。

θ： 是锚杆和水平面之间所存在的夹角。

可见，在简述工程地基基础施工中，采用喷锚支护进行施工，就是充分地运用喷锚支护的作用原理，将受拉锚杆和具有相对稳定性的土体之间所形成的摩擦力充分地利用起来，以维持基坑周围土体的稳定性。当支护与土体之间形成具有较高强度的共同作用体的时候，就构成了具有足够坚固性的基坑壁。

结论：

综上所述，在建筑工程项目中，地基基础施工中所采用的喷锚支护技术对于保持地下室外墙的永久性具有非常很重要的作用。从技术的角度而言，喷锚支护是主动加固措施，其采用了锚杆、喷射混凝土的加固机理，对于岩土体的强度加强，并实现抗滑能力。基于其在对于基础施工的重要作用，在应用领域中控制好喷锚支护技术的质量控制是非常必要的。

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