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锚-桩-喷支护技术在基坑支护中的应用

锚桩喷支护技术是一种在基坑工程中广泛应用的复合支护体系，主要由支护桩、锚杆（索）和喷射混凝土面层三部分组成。该技术结合了支护桩的抗侧刚度、锚杆的主动拉结作用以及喷射混凝土快速封闭的特点，能够有效控制基坑变形，保障施工及周边环境的安全。

支护桩作为主要承载结构，通常采用钻孔灌注桩或预制桩，起到挡土和承受侧向土压力的作用；锚杆通过预应力施加，增强支护体系的整体稳定性，减少位移；喷射混凝土则用于形成连续的保护面层，防止土体风化、松散，并与钢筋网共同形成柔性支护结构。

支护中的锚杆概括起来有以下3种作用机 理。 YYYYYYYYYYYYYYYYYYYY 大其次液位太高将使陶瓷片的反冲洗过程部 分在矿浆中进行影响反冲洗效果及滤饼的形 成。 根据上述分析结合生产及产品出厂水份 要求，确定最佳矿浆液位为76%～86%，实际 设定值为80%±5%

圆盘转速由变频器调整实现无级调速在 设定的浓度条件下通过改变转速条件试验对 处理量的影响转速与处理量的之间的关系见

表3转速与处理量的关系

聂国连江西铜业公德兴铜矿，工程师334224江西省德兴

（1）悬吊作用。悬吊作用理论认为，锚杆 支护是通过锚杆将软弱、松动、不稳定的岩土体 悬吊在深层稳定的岩土体上以防止高层滑脱。 这种作用在基坑锚固工程中表现得尤为突出 从附图可以看出起悬吊作用的锚杆主要提供 足够的拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下 滑

衣3。 如表3，当转速从50%上升到80%时处 理量逐渐增大到最大值转速超过80%，处理 量反而略有下降主要是滤饼形成时间短所致。 因此确定80%左右的转速为最佳转速

该机配备有超声波洗和酸洗联合清洗装 置、陶瓷片运行一段时间后尽管每个过滤循环 均有一次反冲洗，由于高pH矿浆中钙的沉淀 物及微小矿粒沉淀粒附在陶瓷片上堵塞微孔 单纯使用机械方法难清除必须采用60%浓硝 酸由酸泵扬入反洗管内与水混合成1%酸液 进行化学清洗。通过试验确定联合清洗的时间 为45～50min，用酸量为7～10L，每天清洗两 次。

（2）组合梁作用。把薄层状岩体看成一种 梁简支梁或悬臂梁在没有锚固时，它们只是 简单地叠合在一起。由于层间抗剪力不足在 荷载作用下单个梁均产生各自的弯曲变形，上 下缘分别处于受压和受拉状态。若用螺柱将它 们紧固成组合梁各层板便相互挤压层间摩擦 阻力大为增加内应力和挠度大为减少于是增 加了组合梁的抗变强度。当把锚杆理入岩体一 定深度相当于将简单叠合数层梁变成组合梁 从而提高了地层的承载能力。锚杆提供的锚固 力愈大各岩土层间的摩擦阻力愈大组合整体 化程度愈高其强度也愈大。 （3）挤压加固作用。兰格（T.A.Lang）通 过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用。澳大 利亚雪山地下工程金池紫园住宅小区施工组织设计，国内冶金建筑研究院等单 位曾分别先后用碎石、混凝土碎块作材料模拟 破碎地层然后用锚杆加固结果发现加固后的 模型承压能力大大提高。这就说明通过锚杆 加固，即使毫无粘结力的碎石也能被加固成能 承受相当大荷载的整体结构”。工程上称这种 现象为挤压加固作用。 上述作用机理在实际工程中并非孤立存 在往往是几种作用同时存在并综合发挥只不 过在不同地质条件下某一种作用占主导地位 而在深基坑淤泥质软土地层，锚杆的悬吊作用 占主导地位。为此，锚杆（管）必须要通过严格 的抗拔力实验后方可进行设计

在淤泥质地层中进行深基坑喷锚支护技 术却存在诸多困难，有时需结合桩灵活运用。 （1）淤泥饱和。处于软塑或流塑状态，具 有高压缩性和高触变性。若末经触动，成形较 好开挖中可成块挖出，但若用人工搓条法则 呈流塑状自稳时间极短甚至为零，不易作锚 杆、钢筋网、喷射混凝土等工艺。另外淤泥饱 和含水量大与喷射混凝土的粘结强度低喷射 混凝土不容易与基坑壁形成整体。 （2）淤泥抗剪强度低。含水量大，土壤空 隙微细注浆时浆液渗入土层的范围小不容易 为锚杆提供有效的抗拔力。 （3）淤泥承载能力小。在上部土体自重荷 载及其它附加荷载的作用下，极易产生基坑底 部的隆起现象造成边坡位移。 （4）提高锚杆在淤泥中的锚固力。以圆柱 型锚杆为例其极限锚固力可表示为： P=JiLadqs1 式中P为锚杆极限锚固力La为锚杆锚固段 长度为锚杆直径a为锚固体表面与周围岩

土体间的粘结强度（淤泥质土20～25kPa） 可见增大锚杆直径与长度可增加锚杆的锚 固力。在淤泥质上层中可采用锚管增加直径 （80～150mm），锚管上间隔30cm梅花布 眼孔8mm，以便浆液渗出。 （5）锚杆锚固力与g有关而g与注浆压 力与效果相关。锚管采用纯水泥浆压力注浆 注浆压力1～5MPa，采用525+普通硅酸盐水 泥水灰比0.40外加三乙醇胺三乙醇胺用量 为水泥用量的3%。 （6）淤泥质土质较深的深基坑支护中因 上层自稳时间极短，可采用密排木桩作为前置 锚杆。前置锚杆除了起到延长土体自稳时间的 目的外还起到提高喷射混凝土与土体的粘结 强度和防止底部淤泥隆起的作用。长度一般为 46m直径为120~140mm。

（1）土方开挖。土方开挖必须与喷锚护壁 施工紧密配合实行分层分段开挖。每层开挖 深度为该层锚管孔口以下30cm，一般为1.5～ 2.0m，每段开挖长度一般为8～10m。在开挖 淤泥层前，必须先压入密集木桩或先施作水泥 搅拌桩。下一层土方的开挖必须待上一层锚管 的水泥浆强度和终喷混凝土强度达到设计强度 的70%后方可进行。 （2）锚管体沿长度方向每隔30cm梅花布 眼在出浆孔处加焊倒刺形等边角钢。倒刺形 等边角钢的作用是防止锚管在打入过程中泥砂 流入锚管内同时也可增大锚管与周围土体间 的摩擦阻力。锚管端头做成锥体在锥体外套 焊一个大于锚管直径30～40mm外径的锥体 以便使打入的锚管与孔壁之间留有一定的空 隙。 （3）由于淤泥的抗剪强度低在设计中必 须确保注浆质量。施工中来用低压慢注、间歇 注浆、逐渐加压的注浆方法，可以较大幅度地提 高淤泥的抗剪强度提高锚管的锚固力。 （4）采用注浆方式每次都有严格的时间

限制初凝期限）经过实验后在初凝时间后进 行第二次劈裂灌浆第三次灌浆时可适当增加 外掺剂的加入量以缩短其胶凝时间加快施工 进度。 （5）喷前坡面处理。喷射前要对坡面进行 适当修整，以增加喷射混凝土与土坡基底之间 粘结力但切忌高压风水长时间冲洗，以免造成 土基软化。对于砂层、炉碴等无粘结力地层更 不必进行吹冲。要待喷洒一层水泥浆并待硬化 固结后再进行处理并加厚混凝土层。 （6）粘结力。工程实践表明，喷射混凝土 与粘土层和碎石层之间具有较高的粘结力而 对于砂土层，淤泥质土本身C值较低，易于松 散故喷射混凝土不易粘敷。为此，常用附加风 筋网网中一般可采用6～8mm钢筋焊接 （或绑扎）网格为150mm×150mm～200mm× 200mmo （7）喷射混凝土的厚度和强度。作为基坑 临时支护喷射混凝土的厚度一般平均达到50 ~80mm即可。喷射混凝土的强度，一般为 20.0MPa采用425+普通硅酸盐水泥，并可适 当减少胶骨比。 （8）含水地层的喷射施工。对于含水地层 可事先制作2.5～4.0cm的硬塑料排水管 长度一般50～70cm，除外端15～20cm外，其 它部位钻满2.5mm左右的渗水孔并用纱布 包裹。对于排水管出口处可先用水泥纸包裹。 喷射混凝土本着干喷、薄喷、多喷几次"的原 则首先在渗水部位干喷一层必要时可在拌和 料中加入速凝剂）干料见水大部分可粘结于帮 壁上等硬化后再次复喷。经过2～3次复喷后 坡面渗水可以基本止住并可见到予理排水管 中有集中水流出。 （9）钢桩或木桩必须与锚管连接，并与网 喷混凝土形成整体。否则受基坑底部淤泥的推 挤会产生位移甚至上浮起不到应有的作用。