錨噴豎井（jǐng）在汙水管道流（liú）量計井中的應用
點擊次數：2179 發布時間：2020-12-24 09:26:41
摘要（yào）：錨噴支護工藝特別適川於（yú）尺寸（cùn）小，周（zhōu）邊環（huán）境緊張，且對變形控製要求較高（gāo）的深基坑，且其工藝可操作性（xìng）高，利於（yú）保護已有管線。本文以天津某汙水管道流量計井工程為例，介（jiè）紹了錨噴技術在深基坑支護中（zhōng）的應（yīng）用，與傳統支護方法相比較（jiào），使已有管線得到有效的保（bǎo）護，且其具有很高的安全效益（yì）和經濟效益，其成功應用可供類似工程（chéng）借鑒。
一般深基坑支護，在施工空間沒有限製的情況（kuàng）下常采（cǎi）用常規樁牆式（shì）支護（hù）方案；對於施工範圍內沒有管道通過的情況下也可采用沉井方（fāng）案。由於本工程施工空間有限，而且施工（gōng）範（fàn）圍內有管道通過，所以傳統支護（hù）方案無（wú）法實現，並很難對已有管線做到有效保護。
考慮（lǜ）到以上（shàng）施工難點，本工程采（cǎi）用錨噴豎井支護方案。錨噴豎井法是（shì）在原位土體中開挖豎井，打設注漿錨管加固周邊土體，鋪設鋼格柵並噴射混凝土作為基坑圍護結構，從而提高基坑開挖穩定性的支擋技術。此圍護（hù）形式對開挖穿越各種複（fù）雜（zá）地層適應性強，並且（qiě）在采用加強環和斜支撐的保護措施下對已有管線（xiàn）起到（dào）很好的保護，特別適用於施工空間有限及需要通過既有管線的圍護（hù）結構。
1、錨噴（pēn）支護技術作用原理
與傳統基坑支護方法相比較，錨噴支護技術的經濟效益和基坑邊坡穩定性更顯優越（yuè）性。除此之外，采用錨噴支護的基坑邊坡具有快速、及時、隨挖隨支、不占（zhàn）獨立工期、占用施工場地小等特點。混（hún）凝土砂漿在高壓空氣的作用下高速噴向（xiàng）受噴麵，在噴層與（yǔ）土（tǔ）層間產生了嵌固層效應，從而可以改善邊坡受力條件，有效控製側向位移，保證了邊坡（pō）的穩定性。錨杆深固在土體內部，起到（dào）了主動（dòng）支護土體（tǐ）的作用，並且與土體共同作用從而（ér）有效保護（hù）和提高了周圍土的強度。使土體（tǐ）變荷（hé）載成為為（wéi）支護（hù）結構體係的（de）一（yī）部分。從而使原來的被動支護變成主動支護（hù）。鋼筋網（wǎng）可（kě）以有效地調整錨杆與噴層內應力分布，提高支護體係的柔（róu）性和整體性。
2、工程實踐
2.1 工程簡介
擬建物已有汙水管線的流量計井，需在已有管道位（wèi）置上建（jiàn）造（zào）。汙水管線（xiàn）為直徑1.5m的混凝土圓管，埋（mái）深（shēn）8.2m；流量計井主體為鋼筋混（hún）凝土（tǔ）結（jié）構（gòu），建築平（píng）麵尺寸（cùn）5m×5m。根據勘察結果，場地淺層地下水以（yǐ）潛水為主。勘察（chá）期（qī）間初見水位埋深1.5～1.6m；穩定水位埋深1.1～1.2m。基坑實際開挖深（shēn）度為10.75m。土方開挖量約為270m3。各岩土層分（fèn）布情況及其（qí）物理力學性質見表1。
表1各岩體（tǐ）層分布情況及其物理力學性質
2.2 方案比選
擬建物設一（yī）層地（dì）下室，基坑實際開挖（wā）深度9.1m。基坑西側臨近高壓輸電線，其中距離*近的高壓線僅3.0m，高（gāo）壓電線淨高8.5m。可供圍護（hù）結構施（shī）工（gōng）的空間十分有限（xiàn），根據有關安全要求及施工工藝限製，常規（guī）的鑽孔樁、鋼板樁以（yǐ）及水泥土（tǔ）攪拌樁等均無法施工。擬建物需（xū）在已有管道的位置上建造，在本構築物施工前，須做好原（yuán）有管（guǎn）道的保護和支護，確保原有（yǒu）管道不被（bèi）擾動和破壞。因此，在管道通過的範圍內無法采（cǎi）用常規的樁牆式支護結構或沉井工藝。參考本基坑周邊（biān）已施工完成的深井（jǐng）工程，采取錨（máo）噴（pēn）工藝進行基（jī）坑支護，圍護結構整理實際變形控製效果良好，對基坑周邊影響較小，且施工工（gōng）藝在當地較成熟，施工速度（dù）能滿足實際要求，而且很大程度節約投資，縮短（duǎn）工期，具有很高的經濟效益。經過專家組的多方研究論證，決（jué）定采用錨噴豎井支護方案。
2.3 施工工藝
2.3.1 鎖口圈梁施工工序及相關要求
為（wéi）保證豎井結構穩定，在井口處設現澆（jiāo）鋼筋混凝土鎖口（kǒu）圈（quān）梁一道，鎖口圈梁（liáng）底麵設100mm厚C30混凝土墊層。圈梁寬1500mm，高600mm，混領土強度等級C30。鎖口圈梁（liáng）向下預留φ22@0.6m的鋼筋（jīn）接頭（tóu），作為豎向連接筋（jīn）。連（lián）接筋（jīn）在梁內錨固長度不小（xiǎo）於800mm。鎖口圈梁應與一下兩榀密排格柵同時澆築施工。鎖口圈梁綁筋時，同時安設（shè）下部豎向連接（jiē）筋（jīn），以及圈梁以下的兩榀格柵。圈梁混凝土強度達到70%後，測量人員在圈梁上放設中線和高程控製點，複（fù）測無誤後再繼續向下挖土（tǔ）施工。
2.3.2 土方開挖
土方開挖時為防止豎井鎖口圈梁下（xià）移（yí），應采用半斷（duàn）麵開挖，利用另一半土作為支（zhī）撐。待先挖的這一半噴射混凝土完（wán）畢後，再開挖（wā）另一半，交替進行，豎（shù）井每（měi）步（bù）開挖製（zhì）作深度為0.5米。開挖（wā）時，嚴格（gé）按照設計邊線進行開挖，嚴禁超挖，盡（jìn）量不得擾動原狀土，格（gé）柵間距要嚴格按設計要求施工。采用小（xiǎo）型挖（wā）掘機開挖，人（rén）工（gōng）輔助配合；小型吊車提吊土鬥出土。
2.3.3 豎井（jǐng）側（cè）壁施工工序及相關要求
基坑側壁按照分層開挖、初噴混凝土、掛（guà）設內層（céng）鋼筋網、焊接內側豎向連接筋、加設鋼格柵、焊接外側豎向（xiàng）連接筋、掛外側鋼筋網、錨噴混凝土的工序施工。側壁厚度為400mm，混凝土強度等級C30。
鎖口圈梁以下連續設置兩道鋼（gāng）格柵，汙水管道以上格柵豎（shù）向間距0.5m，以下格柵豎向間距0.4m，直至坑底。每榀鋼格柵豎（shù）向用φ22鋼（gāng）筋連接（采用搭接單麵（miàn）焊，焊接長度10d），水平間距600mm，內外側交錯布置。
鋼格柵（shān）主筋采用（yòng）φ28鋼筋，每斷（duàn）麵4根，鋼格柵縱筋（jīn）之間采用φ14@300格柵斜筋焊接，箍筋采用φ10@300。沿鋼（gāng）格柵（shān）內外兩側（cè）焊接（jiē）φ22豎（shù）向連接筋，並滿鋪100×100的φ8鋼筋網片，並與格柵主筋焊接成一體，以滿足結（jié）構受力的（de）要求。
2.3.4 管道（dào）口加固措（cuò）施
為（wéi）保證管線安全（quán），管線以上設兩榀密排格柵（shān），並沿（yán）管道外沿設置（zhì）雙排小導管注漿加固。沿管線周邊設置環形封閉鋼格（gé）柵作為加強環，並（bìng）與水平向（xiàng）鋼格柵焊接。加強環範圍內（nèi）水平向鋼（gāng）格柵設I20a型工字鋼作為臨時支撐（chēng）。管道以下土方應分段挖除，必要時管道懸（xuán）空部分應采（cǎi）取臨（lín）時保（bǎo）護（hù）措施。相比傳統支護方案，錨噴豎井支護（hù）方案可（kě）以隨挖隨支（zhī），挖完支完，這種（zhǒng）逆作工藝可以對（duì）已有管線進行（háng）有效（xiào）地保護。
3、基坑開挖（wā）監測
為保證豎井穩定（dìng）和安全，在豎井開挖、支護結構的（de）施工過程及使（shǐ）用期間，應加強豎（shù）井錨噴（pēn）支護沉降（jiàng）、變形觀測工作（zuò），實行信息化施工。監（jiān）測項目：鎖口圈梁水平位（wèi）移，豎向（xiàng）位移；豎井周（zhōu）邊地麵沉降；豎井四壁變形。基坑每開挖（wā）一步後都應及時監測；其餘時間每天監測不得少於兩次，底（dǐ）板施工完成後可減（jiǎn）少為一天一次。根據（jù）實際的監測報告，本基坑開挖施（shī）工期間，鎖口圈梁水平移11mm，豎向位移14mm；豎井側壁水平位移20mm；基坑周邊地表沉降15mm。各項位移監測值均未（wèi）超過施工期（qī）間預警值，可見采用錨噴豎井支護具有很高的安全效益。
4、結束語
由上（shàng）述（shù）可知，采用錨噴豎井法施工（gōng）具有以下優點：
（1）錨噴豎井（jǐng）支護具有很高的經濟效益和安（ān）全效益，特別適用於尺寸小，周邊環境緊張，且對變（biàn）形控製要求較高的深基坑。
（2）錨噴豎井支護工藝施工簡單、可操作性高（gāo），利於保護已有管線。
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一般深基坑支護，在施工空間沒有限製的情況（kuàng）下常采（cǎi）用常規樁牆式（shì）支護（hù）方案；對於施工範圍內沒有管道通過的情況下也可采用沉井方（fāng）案。由於本工程施工空間有限，而且施工（gōng）範（fàn）圍內有管道通過，所以傳統支護（hù）方案無（wú）法實現，並很難對已有管線做到有效保護。
考慮（lǜ）到以上（shàng）施工難點，本工程采（cǎi）用錨噴豎井支護方案。錨噴豎井法是（shì）在原位土體中開挖豎井，打設注漿錨管加固周邊土體，鋪設鋼格柵並噴射混凝土作為基坑圍護結構，從而提高基坑開挖穩定性的支擋技術。此圍護（hù）形式對開挖穿越各種複（fù）雜（zá）地層適應性強，並且（qiě）在采用加強環和斜支撐的保護措施下對已有管線（xiàn）起到（dào）很好的保護，特別適用於施工空間有限及需要通過既有管線的圍護（hù）結構。
1、錨噴（pēn）支護技術作用原理
與傳統基坑支護方法相比較，錨噴支護技術的經濟效益和基坑邊坡穩定性更顯優越（yuè）性。除此之外，采用錨噴支護的基坑邊坡具有快速、及時、隨挖隨支、不占（zhàn）獨立工期、占用施工場地小等特點。混（hún）凝土砂漿在高壓空氣的作用下高速噴向（xiàng）受噴麵，在噴層與（yǔ）土（tǔ）層間產生了嵌固層效應，從而可以改善邊坡受力條件，有效控製側向位移，保證了邊坡（pō）的穩定性。錨杆深固在土體內部，起到（dào）了主動（dòng）支護土體（tǐ）的作用，並且與土體共同作用從而（ér）有效保護（hù）和提高了周圍土的強度。使土體（tǐ）變荷（hé）載成為為（wéi）支護（hù）結構體係的（de）一（yī）部分。從而使原來的被動支護變成主動支護（hù）。鋼筋網（wǎng）可（kě）以有效地調整錨杆與噴層內應力分布，提高支護體係的柔（róu）性和整體性。
2、工程實踐
2.1 工程簡介
擬建物已有汙水管線的流量計井，需在已有管道位（wèi）置上建（jiàn）造（zào）。汙水管線（xiàn）為直徑1.5m的混凝土圓管，埋（mái）深（shēn）8.2m；流量計井主體為鋼筋混（hún）凝土（tǔ）結（jié）構（gòu），建築平（píng）麵尺寸（cùn）5m×5m。根據勘察結果，場地淺層地下水以（yǐ）潛水為主。勘察（chá）期（qī）間初見水位埋深1.5～1.6m；穩定水位埋深1.1～1.2m。基坑實際開挖深（shēn）度為10.75m。土方開挖量約為270m3。各岩土層分（fèn）布情況及其（qí）物理力學性質見表1。
表1各岩體（tǐ）層分布情況及其物理力學性質
2.2 方案比選
擬建物設一（yī）層地（dì）下室，基坑實際開挖（wā）深度9.1m。基坑西側臨近高壓輸電線，其中距離*近的高壓線僅3.0m，高（gāo）壓電線淨高8.5m。可供圍護（hù）結構施（shī）工（gōng）的空間十分有限（xiàn），根據有關安全要求及施工工藝限製，常規（guī）的鑽孔樁、鋼板樁以（yǐ）及水泥土（tǔ）攪拌樁等均無法施工。擬建物需（xū）在已有管道的位置上建造，在本構築物施工前，須做好原（yuán）有管（guǎn）道的保護和支護，確保原有（yǒu）管道不被（bèi）擾動和破壞。因此，在管道通過的範圍內無法采（cǎi）用常規的樁牆式支護結構或沉井工藝。參考本基坑周邊（biān）已施工完成的深井（jǐng）工程，采取錨（máo）噴（pēn）工藝進行基（jī）坑支護，圍護結構整理實際變形控製效果良好，對基坑周邊影響較小，且施工工（gōng）藝在當地較成熟，施工速度（dù）能滿足實際要求，而且很大程度節約投資，縮短（duǎn）工期，具有很高的經濟效益。經過專家組的多方研究論證，決（jué）定采用錨噴豎井支護方案。
2.3 施工工藝
2.3.1 鎖口圈梁施工工序及相關要求
為（wéi）保證豎井結構穩定，在井口處設現澆（jiāo）鋼筋混凝土鎖口（kǒu）圈（quān）梁一道，鎖口圈梁（liáng）底麵設100mm厚C30混凝土墊層。圈梁寬1500mm，高600mm，混領土強度等級C30。鎖口圈梁（liáng）向下預留φ22@0.6m的鋼筋（jīn）接頭（tóu），作為豎向連接筋（jīn）。連（lián）接筋（jīn）在梁內錨固長度不小（xiǎo）於800mm。鎖口圈梁應與一下兩榀密排格柵同時澆築施工。鎖口圈梁綁筋時，同時安設（shè）下部豎向連接（jiē）筋（jīn），以及圈梁以下的兩榀格柵。圈梁混凝土強度達到70%後，測量人員在圈梁上放設中線和高程控製點，複（fù）測無誤後再繼續向下挖土（tǔ）施工。
2.3.2 土方開挖
土方開挖時為防止豎井鎖口圈梁下（xià）移（yí），應采用半斷（duàn）麵開挖，利用另一半土作為支（zhī）撐。待先挖的這一半噴射混凝土完（wán）畢後，再開挖（wā）另一半，交替進行，豎（shù）井每（měi）步（bù）開挖製（zhì）作深度為0.5米。開挖（wā）時，嚴格（gé）按照設計邊線進行開挖，嚴禁超挖，盡（jìn）量不得擾動原狀土，格（gé）柵間距要嚴格按設計要求施工。采用小（xiǎo）型挖（wā）掘機開挖，人（rén）工（gōng）輔助配合；小型吊車提吊土鬥出土。
2.3.3 豎井（jǐng）側（cè）壁施工工序及相關要求
基坑側壁按照分層開挖、初噴混凝土、掛（guà）設內層（céng）鋼筋網、焊接內側豎向連接筋、加設鋼格柵、焊接外側豎向（xiàng）連接筋、掛外側鋼筋網、錨噴混凝土的工序施工。側壁厚度為400mm，混凝土強度等級C30。
鎖口圈梁以下連續設置兩道鋼（gāng）格柵，汙水管道以上格柵豎（shù）向間距0.5m，以下格柵豎向間距0.4m，直至坑底。每榀鋼格柵豎（shù）向用φ22鋼（gāng）筋連接（采用搭接單麵（miàn）焊，焊接長度10d），水平間距600mm，內外側交錯布置。
鋼格柵（shān）主筋采用（yòng）φ28鋼筋，每斷（duàn）麵4根，鋼格柵縱筋（jīn）之間采用φ14@300格柵斜筋焊接，箍筋采用φ10@300。沿鋼（gāng）格柵（shān）內外兩側（cè）焊接（jiē）φ22豎（shù）向連接筋，並滿鋪100×100的φ8鋼筋網片，並與格柵主筋焊接成一體，以滿足結（jié）構受力的（de）要求。
2.3.4 管道（dào）口加固措（cuò）施
為（wéi）保證管線安全（quán），管線以上設兩榀密排格柵（shān），並沿（yán）管道外沿設置（zhì）雙排小導管注漿加固。沿管線周邊設置環形封閉鋼格（gé）柵作為加強環，並（bìng）與水平向（xiàng）鋼格柵焊接。加強環範圍內（nèi）水平向鋼（gāng）格柵設I20a型工字鋼作為臨時支撐（chēng）。管道以下土方應分段挖除，必要時管道懸（xuán）空部分應采（cǎi）取臨（lín）時保（bǎo）護（hù）措施。相比傳統支護方案，錨噴豎井支護（hù）方案可（kě）以隨挖隨支（zhī），挖完支完，這種（zhǒng）逆作工藝可以對（duì）已有管線進行（háng）有效（xiào）地保護。
3、基坑開挖（wā）監測
為保證豎井穩定（dìng）和安全，在豎井開挖、支護結構的（de）施工過程及使（shǐ）用期間，應加強豎（shù）井錨噴（pēn）支護沉降（jiàng）、變形觀測工作（zuò），實行信息化施工。監（jiān）測項目：鎖口圈梁水平位（wèi）移，豎向（xiàng）位移；豎井周（zhōu）邊地麵沉降；豎井四壁變形。基坑每開挖（wā）一步後都應及時監測；其餘時間每天監測不得少於兩次，底（dǐ）板施工完成後可減（jiǎn）少為一天一次。根據（jù）實際的監測報告，本基坑開挖施（shī）工期間，鎖口圈梁水平移11mm，豎向位移14mm；豎井側壁水平位移20mm；基坑周邊地表沉降15mm。各項位移監測值均未（wèi）超過施工期（qī）間預警值，可見采用錨噴豎井支護具有很高的安全效益。
4、結束語
由上（shàng）述（shù）可知，采用錨噴豎井法施工（gōng）具有以下優點：
（1）錨噴豎井（jǐng）支護具有很高的經濟效益和安（ān）全效益，特別適用於尺寸小，周邊環境緊張，且對變（biàn）形控製要求較高的深基坑。
（2）錨噴豎井支護工藝施工簡單、可操作性高（gāo），利於保護已有管線。
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