锚喷竖井支护技术在道路施工的应用

摘要：文中以滨海路开发区段（含潮水段）工程为例，对锚喷支护施工技术及要点进行了分析，提出了施工质量与安全管理的措施。

关键词：道路工程；锚喷；竖井支护；施工

当前很多道路工程基础部分都有深基坑施工内容，且工程穿越地域范围较广，地层土性条件复杂，若施工时未采取有效的安全防护措施，很容易因井壁、井口失稳而淹没井内人员和设备，也会对井上和周边的安全造成影响［1］，为了确保基坑、竖井自身和施工过程中的人员、现场环境安全，需要制定切实可行的支护方案，锚喷竖井支护施工技术在这类工程中的应用效果较好，且该技术已发展成熟，现场施工较为方便，投入也较低，下文将对其在实际工程中的应用进行说明。

1工程概况

1.1工程简介

该工程处在烟台市滨海路开发区段，本文参照的一标段设计道路自南京大街向西北至疏港高速东，长度9981.973m，道路红线宽度26.5~42m，标段设有三座一体化泵站，分别为八角一号泵站、八角二号泵站及武汉大街泵站，三座泵站基坑长宽均为10.5m×8m，基坑开挖深度10.8~12.54m，基坑开挖时将泵站及闸阀井基坑合槽开挖，按竖井式开挖，采用锚喷支护形式进行加固。锚喷坑采用钢筋混凝土锁口圈梁+坑侧壁钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作+喷射砼，竖井喷射混凝土厚度为25cm，强度等级C20，由32.5号普通硅酸盐水泥、中粗砂、豆石（粒径为0.5~1.5cm）组成，经验配比为水泥：砂子∶石子＝1∶2∶2；速凝剂掺量为水泥重量的5％，水灰比控制在0.4~0.5之间，工作坑结构尺寸为7m×10.5m，在实际施工时根据下部工序的操作空间类合理调节，以切实满足各项施工技术和施工工序的开展需要。

1.2工程地质情况

本工程八角一号污水泵站场区土层分布为①层素填土，主要以风化岩碎屑和碎石为主，混有部分黏性土；⑦A层强风化大理岩（下），主要矿物成分为方解石和白云石；⑧层中等风化大理岩，主要矿物成分同⑦A层；⑨层微风化大理岩，主要矿物成分同⑦A层，每层在场区内各钻孔均有分布。八角二号污水泵站场区为①层素填土，以细砂和风化岩碎屑为主，混有部分黏性土；②层中砂；③层角砾，土质成分不均匀,混粗砾砂及黏性土；④层细砂，主要矿物成分为石英、长石，可见云母碎片；⑤层淤泥质粉土，土质不均匀,局部混少量细砂、黏性土及贝壳碎片；⑦层强风化大理岩（上），土质分布同上文⑦A层；⑦A层强风化大理岩（下）；⑧层中等风化大理岩；⑨层微风化大理岩，每层在场区内各钻孔均有分布。武汉大街污水泵站场区为①层素填土；⑥层残积土，主要由风化岩碎屑混黏性土构成，该层在场区内仅6号钻孔见分布；⑦A层强风化大理岩（下）；⑧层中等风化大理岩；⑨层微风化大理岩，除⑥层残积土外，每层在场区内各钻孔均有分布。

1.3水文条件和周围环境

1.3.1地下水的类型及赋存条件（1）八角一号污水泵站场区地下水类型主要为基岩裂隙水。实测钻孔水位埋深8.38~8.60m，相应稳定水位标高2.30~2.60m。（2）八角二号污水泵站场区地下水类型主要为第四系孔隙潜水。主要赋存于②层中砂、③层角砾、④层细砂、⑤层淤泥质粉土之中。实测各钻孔水位埋深2.70~3.10m，相应稳定水位标高0.25~0.42m。（3）武汉大街污水泵站场区地下水类型主要为基岩裂隙水。实测钻孔水位埋深6.60~6.70m，相应稳定水位标高2.28~2.34m。1.3.2周边建筑物情况原场地地面有残余建筑垃圾，局部有小范围堆土，现场场地经过平整，周边无地下管线及高压线影响，总体来说三个基坑范围内无地下管线、基坑泵站周围空旷、邻近无大型建（构）筑物时，不需要考虑对邻近建（构）筑物的沉降影响。其中八角一号泵站（道路桩号K7+620）基坑位于通用停车场北侧，八角二号泵站（K4+750）：八角二号泵站基坑位于八角中心大街北侧300m，局部有小范围堆土，武汉大街泵站（道路桩号K2+420）位于大宇造船厂以西100m，武汉大街以北30m。

2锚喷竖井支护施工技术介绍

2.1应用优势

（1）施工作业空间限制较小。竖井开挖断面没有严格的限制，当在道路桥梁工程项目中应用时，竖井尺寸可尽量取小，由此确定合适的开挖断面，以避免占用较多的土地面积，同时也可以合理减少开挖工作量，降低土地破坏范围和对周围环境的影响程度。（2）施工灵活，适用性强。鉴于不同城市和地区的工程建设地块的地质、水文条件差异，为了保障基础施工安全，可以针对性地制定地层加固方案，并在实际施工过程中根据开挖情况优化施工参数，以有效控制基坑变形，提高施工的安全性。（3）该支护方式建造的支护结构可作为一种临时安全构造，在相关结构施工完毕，质量验收合格，现场检测、评定安全后，可以及时拆除，不会因此造成持续性负面影响［2］。

2.2应用要点

2.2.1锁口圈梁设计圈梁宽500mm，高300mm，采用6根Ф20mm主筋，箍筋，混凝土强度等级C25。为了工作坑下部钢架能与锁口圈梁连接，锁口圈梁向下预留钢筋接头，方法是在槽底向下打孔，插入长度为800mm、Ф20mm钢筋，间距1000mm。预留钢筋锚入锁口圈梁长度不小于500mm。2.2.2施工准备及测量放线安排专业的测量队伍进场，进行图纸等资料和技术上的交接，由测量人员利用经纬仪、水准仪等器具确定开挖点位、边线、及高程。对于需要施工的空间范围内的土地、树木、杂物、污水等进行清理、移栽、排放，整理出良好的工作面，然后根据测量放线结果，利用白石灰等明显性标记物，准确标定锁口圈梁的内外结构尺寸。了解地下管网布设情况，对无法避开的需要与相关专业的单位的人员商议改移方案，对发现的不明管线要申报有关部门。准备好施工材料、机具和人员，对各工作面和弃土位置、运输路线等做好规划和安排，为下一步的开挖工作做好充分的准备。2.2.3土方开挖在场地处理和测量放线检查确认无误后，安排挖机根据定好的桩位进行开挖作业。开挖时应连续快速施工，并安排人员旁站以随时监测开挖深度，防控安全问题。采用半断面开挖法，一边开挖，一边作为支护，待开挖边开挖0.5~0.8m，完成锚喷支护后，在转换到另一开挖面，完成这一边的开挖、支护后再次返回，如此交替直到挖至井底。开挖时应严格根据测定的竖井轴线、边线位置及锁口基底标高来控制开挖质量，在开挖至设计标高10cm以上时，可停止机械开挖，由人工利用铲具挖掘，确保达到开挖精度要求。开挖后要做好自检，并及时通知监理进行验收，以避免时间过长导致土质基坑受扰动而坍塌。2.2.4钢筋加工及安装锁口钢筋加工制作一般提前完成，由工厂根据图纸放样、下料、切割、弯起，制作出数量、规格、形状都符合要求的钢筋，并按照焊机技术规范要求完成钢筋骨架，通过验收后送往现场；现场锁扣钢筋绑扎要在确认垫层质量合格后进行，绑扎时要控制好间距，焊接方式、接头个数和距离等都需参照钢筋施工规范；钢筋焊接应确保焊缝饱满，无气孔、未熔合、咬边、焊瘤等质量问题，钢筋间距要正确、均匀，绑扎牢固，垫块要错开布置，间距50cm呈梅花形分布，且必须与钢筋牢牢连接［3］。2.2.5模板安装侧模立模使用木模板，安装前应先检查模板平整度和外观情况，同时为了方便后续脱模，需要在安装前涂刷脱模剂，然后按照模板安装设计方案稳固、严密地安装好底模、侧模，防止浇筑时模板移动或浆液渗出；认真监督施工过程，控制好模板安装精度，确保安装尺寸无误，要求相邻模板高差和模板平整度、垂直度在误差允许范围内。2.2.6锁口圈梁混凝土浇筑当模板验收合格后，可以按照设计的配比拌制混凝土，安排现场浇筑作业，本工程采用商品混凝土，随拌随用，不可长时间存放；采用分层连续浇筑法，运输至现场的混凝土由汽车吊吊入模内，并安排工人插入式振捣棒进行均匀振捣，伸入下层5~10cm后快插慢抽规范操作，直到混凝土停止下沉，表面开始泛浆后停止，并用铁抹抹平压光后进行为期至少两周的合理养护，按照环境温度、混凝土结构内外部监测温度，安排专人执行对应的保温洒水等养护措施。

2.3侧壁支护体系施工

（1）钢筋布设。支护与开挖一般同时进行，本工程采用的是喷锚竖井支护施工技术，首先要安装钢格栅，首榀钢格栅距圈梁0.35m，以下钢格栅每800mm设一道（遇到地下水后每500mm设一道），并在坑底设一道钢格栅，每榀钢格栅竖向用18钢筋连接（采用搭接焊），间距1m，其次要焊接纵向连接筋，需满焊并且满足搭接长度的要求，最后要挂外层钢筋网片，沿钢格栅内、外侧主筋外缘满铺150mm×150mm的Ф6钢筋网片，并与主筋焊接成一体。（2）喷射混凝土。施工前要检查开挖断面尺寸，对喷射面做好清洁，尤其是与上一榀钢格栅接茬处回弹料残渣，喷射时为了确保覆盖均匀全面，需分层、分块施工，喷射线路呈螺旋状上升，从钢格栅逐步覆盖到相邻钢格栅的相接处，一圈圈重叠，分次覆盖至设计厚度，喷射后要及时喷水养护，根据施工气候确定喷水频率。

2.4锚喷竖井支护计算

2.4.1依据工程相关资料建立模型对于钢筋混凝土格栅梁和工字钢环撑验算控制范围内土压力的作用，其中对钢筋混凝土格栅梁计算假定为两端固结梁，工字钢环撑梁假定为四支点三跨连续梁，由于工字钢环撑梁均作用在钢筋混凝土格栅梁位置，起加强作用，因此不做计算。2.4.2钢筋混凝土格栅梁计算钢筋混凝土格栅梁最大允许弯矩为式中，fcm、fy可根据相关规范进行取值，b、h0等依据工程设计资料取值，经此计算得以支护高度1.25m的钢筋混凝土格栅梁进行土压力计算：

3结语

本工程在竖井开挖施工过程中，综合前期的地质水文勘查资料、工程所处环境、工程施工要求等，采用了喷锚竖井支护技术，进行了科学合理的施工组织设计，选派了优秀的施工及管理人员，从而确保施工规范，顺利完成各项施工任务，达到了质量与安全等方面的要求。

参考文献

［1］姚广.长大道路隧道斜、竖井工程建设风险评估的探讨［J］.山西交通科技，2014（5）：74-78.

［2］北京市住房和城乡建设委员会.DB11/489-2016建筑基坑支护技术规程［S］.北京市地方标准，2016.

［3］中华人民共和国建设部.GB/50086—2001锚杆喷射混凝土支护技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2001.

作者：王瑞松 张艺嘉 单位：北京市市政四建设工程有限责任公司