支護錨固設計方案學生姓名：張紅巖學號：20087091027土木工程系土木工程專業

指導教師:職稱：摘要：錨桿支護作為巖土工程加固的一種重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等優點，在國際巖土工程領域得到了越來越多的應用。本文將從支護錨固的概述、深基坑的護坡灌注樁、冠梁、基坑管井降水、土方的開挖順序、土釘墻及預應力錨桿的應用、基坑監測七個方面來介紹支護錨固設計方案，從中我們可以對支護錨固的設計與施工有初步的了解。關鍵詞：支護錨固；預應力錨桿；深基坑。Abstract：Boltingasgeotechnicalengineeringreinforcementisonekindofimportantform,becauseofitshighsafety,highefficiency,lowcostandotheradvantages,intheinternationalfieldofgeotechnicalengineeringhasgotmoreandmoreapplication.Anchorreinforcementtechnologyintheconstructionofawiderangeofapplications,atpresent,ithasbeenintheundergroundengineering,slopeengineering,structuralengineeringourcountryiscarryingonthehighspeedrailway,acrosstheseabridge,tunnel,subwayandotherlarge-scaleinfrastructureconstructioninfoundationtreatment,slopereinforcement,structuralreinforcementofundergroundspace,underwaterspacestructurereinforcementandotheraspectsoftheproblem,fromitwecantosupporttheanchoringdesignandconstructiontohaveapreliminaryunderstanding.KeyWords：Supportinganchor;Prestressedanchorcable;Deepfoundationpit;引言目前，隨著我國基坑開挖深度越來越大，排樁支護結構這種基坑支護方式已不能滿足要求。當基坑深度不斷加深，特別是基坑土體強度較差時，單純利用排樁樁身自重和嵌固深度以被動土壓力來平衡樁體所受的主動土壓力、地面荷載等的支護效果并不理想，容易在樁頂產生較大的側向位移，甚至導致整個支護結構失效,根據目前的形勢深基坑工程施工事故頻發，而且事故一旦發生，極易造成群死群傷，后果相當嚴重，究其原因，主要是施工方案及施工過程中各種安全預控措施不到位。根據國家有關規定要求，深基坑工程施工必須編制監理細則，明確深基坑工程的技術要求和施工現場的檢查要點。針對上述情況，我們有必要對基坑的支護錨固技術做進一步的研究，并從中的到解決問題的方法。1.支護錨固概述深基坑支護錨固是指為保證地下結構施工及基坑周邊環境的安全，對深基坑側壁及周邊環境采用的支檔、加固與保護的措施。支護錨固的分類： 1、錨桿，即打在護坡樁上的預應力錨索；2、錨桿擋墻：錨桿式擋土墻指的是由鋼筋混凝土板和錨桿組成，依靠錨固在巖土層內的錨桿的水平拉力以承受土體側壓力的擋土墻。為便于立柱和擋板安裝，大多采用豎直墻面。立柱間距2.5-3.5m，每根立柱視其高布置2-3根錨桿，錨桿的位置應盡量使立柱受彎分布均勻。錨桿一般水平向下傾斜10o-45o，并使錨桿長度盡可能短。錨桿的有效錨固長度在巖層中一般不小于4m,在穩定土層內，應有9-10m。錨孔內灌以膨脹水泥砂漿；錨孔口與墻面間一段錨桿采用瀝青包扎防銹。擋墻分級設置時，每級高度不大于6m,兩級之間留有1-2m的平臺，以利施工操作和安全。3、巖石錨噴法；4、重力式擋墻。2.深基坑的護坡灌注樁護坡灌注樁作為深基坑支護錨固的重要組成部分，其施工過程和要求非常的嚴格，根據國家的灌注樁設計規范，來設計灌注樁。施工工藝流程定軸線→埋置護筒→鉆機就位→成孔→第一次清孔→鋼筋籠制作、吊裝→安放導漿管→第二次清孔→灌注水下混凝土→成樁→鉆機移位。根據工程的場地，鉆孔灌注樁直徑，樁深及工期因素，安排所需的鉆機數目，鋼筋籠采用現場制作。施工工藝技術要求放樁位線每個樁位應按設計要求，用全站儀配合鋼卷尺定放，并請監理方進行復核。⑴各軸線引出樁位中心線。⑵樁位中心點處用鋼筋做出標志，以標志為圓心，樁半徑為半徑畫控制護筒埋設位置。⑶樁位線及標志要經常檢查，看不清時及時補上。⑷軸線樁及樁位線放好后，須進行檢查，再請建設單位，監理單位組織人員認真檢查，并及時辦理復核手續。開工前，用水準儀對施工現場標高進行測量，并計算出平均值，作為地坪標高，當護筒埋好后，對護筒進行標高測量，一次控制成孔深度。填設護筒定好樁位后，先在樁位外引測出樁位控制線，再進行開挖，護筒直徑應比設計樁徑大10cm，填設護筒時，其中心與樁位中心線偏差不得大于20mm，護筒底部應深入原土層不得少于20cm。護筒與周圍垂直，且挖填設的護筒周圍用粘土分層回填夯實。鉆機就位鉆機就位后，底座必須用水平尺打好水平，達到平整，穩固，以確保鉆進中不發生傾斜和移動。正循環成孔采用工程鉆機進行工程施工時，采用泥漿護壁正循環成孔，泥漿采用原土造漿。3.冠梁冠梁的定義冠梁就基坑護坡樁頂面打的梁，是把護坡樁連到一起形成一個整體，防止基坑邊沿塌方，冠梁是基坑排樁支護錨固結構中的重要組成部分，起著非常重要的作用。冠梁的施工工藝人工開挖土方-鑿除樁頭-整平樁頂-清洗-調直樁頂鋼筋-測量放線-綁扎冠梁鋼筋-立模-灌注混凝土-拆模-養護。開挖土方及鑿除樁頭綁扎鋼筋及立模板拆模后的冠梁整體基坑管井降水作為深基坑支護錨固的的另一項重要工程，就是基坑的降水，如果基坑的水位無法降到指定標高，后續的挖土和支護施工也將無法進行，可見其在基坑支護錨固方案中的重要作用。基坑主要采取井點降水。井點降水法采用的井點類型輕型井點輕型井點是沿基坑四周每隔一定距離埋入井點管（直徑 38--51MM，長5--7M的鋼管）至蓄水層內，利用抽水設備將地下水從井點管內不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工過程中要不斷的抽水，直至施工完畢。噴射井點當降水深度超過8m時，如果仍采用輕型井點要采用多級井點，就會增加基坑挖土量、延長工期并增加設備數量，顯然不經濟。因此，宜采用噴射井點，降水深度可達8--20m。噴射井點的設備，主要由噴射井管、高壓水泵和管路系統組成。電滲井點對于滲透系數很小的土（K小于0.1m/d），因土粒間微小空隙的毛細血管作用，可以采用的方法。電滲井點是井點管作陰極，在其內側相應地插入鋼筋或鋼管做陽極，通入直流電后，在電場的作用下，使土中的水流加速向陰極滲透，流向井

點管。這種方法耗電多，只在特殊情況下使用。管井井點管井井點就是沿基坑每隔一定距離設置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵不斷抽水來降低水位。這在地下水量大的情況下比較適用。4.2基坑井點降水時應注意的問題1.地下水位高度2.地質狀況3.降水深度4.基坑的形式以及對應的降水方式5.出土通道降水布置土方的開挖順序和要點我們做好了基坑的護坡灌注樁和冠梁，并完成了井點的布置后，就要開始挖土方，土方的開挖有嚴格的要求。一般安全要求（1）土方施工前，必須查明刁吐有無埋藏物。如有相關治理單位拆遷完畢后，方可開挖。（2）開挖基坑，根據設計文件或施工規范放坡、分層開挖。（3）開挖基坑時，嚴禁掏土。（4）人工挖土，多人操作時相互間應保持安全距離。（5）設置上下爬梯，供作業人員上下。（6）基坑周圍2.0米內，不得堆放土、料和機具設備。（7）距離構筑物距離較近時，開挖基坑前應對構筑物進行防護后，方可進行開挖。施工過程中，應設施工防護人員進行監控觀察土體和路基邊坡的穩定。（8）基礎、墩臺身施工完畢，拆除加固支撐時，應自上而下，逐段逐層。施工要點（1） 有支護（錨拉）的基坑要分層開挖，分層數為基坑所設支撐道數加一。每挖一層及時加好一道支撐或設好一道錨桿。當采納土釘墻或噴錨網支擴方案時，應按設計每挖一層土做一層支護、隨挖隨支護；（2） 有內支撐的基坑，每層土的開挖，對同時開挖的部分，其位置和深度，以保持對稱為原則，避免基坑支護結構承受偏載；（3） 堅決支撐、圍檁或拉錨的施工品質，科學組織、精心施工；（4）規定施工場地、土方、材料、設備的堆放場地及數量，限定基坑旁邊的超

載；（5） 確保排水、堵水及降水的措施，嚴防圍護墻體發生水土流失而導致基坑失穩;（6）合理確定地基加固的范圍、品質要求及檢驗方法；（7）選擇滿意出土數量和時間要求的開挖設備、運輸車輛及道路和堆放條（8）提出監測設計，落實按監測信息指導施工避免事故的方案。易出現的問題及應變處置措施（1）圍護結構出現滲水、漏泥或開挖面以下出現冒水，應變處置措施：采取止水堵漏措施；發現薄弱環節，及時采取加固措施。（2）土方開挖不均衡，支撐施工不及時致使支護系統受力和變化速率過大，應變處置措施：①加快開挖和支撐的施工進度，增加支撐預加軸力的次數；②調整開挖及支撐施工次序，減小每步開挖的空間尺寸，使基坑受載均衡。（3）圍護結構剛度、強度不足，變形過大，應變處置措施：①增加臨時斜撐、角撐；②對支撐加設預緊力；加強支撐的豎向間距；在基坑內堆載或坑周卸載。土釘墻及預應力錨桿的應用基坑的土方開挖后我們就要開始基坑的支護工作，這其中尤以土釘墻和預應力錨桿的應用最為廣泛。土釘墻土釘墻是由天然土體通過土釘墻就地加固并與噴射砼面板相結合，形成一個類似重力擋墻以此來抵抗墻后的土壓力，從而保持開挖面的穩定，這個土擋墻稱為土釘墻。土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。土釘墻的特點土釘墻應用于基坑開挖支護和挖方邊坡穩定有以下特點：（1）形成土釘復合體、

顯著提高邊坡整體穩定性和承受邊坡超載的能力。（2）施工設備簡單，由于釘長一般比錨桿的長度小的多，不加預應力所以設備簡單。（3）隨基坑開挖逐層分段開挖作業，不占或少占單獨作業時間，施工效率高，占用周期短。（4）施工不需單獨占用場地，對現場狹小，放坡困難，有相鄰建筑物時顯示其優越性。 （5）土釘墻成本費較其他支護結構顯著降低。（6）施工噪音、振動小，不影響環境。（7）土釘墻本身變形很小，對相鄰建筑物影響不大。土釘墻的基本原理土釘墻技術則是在土體內放置一定長度和分布密度的土釘體與土共同作用，來提高土體自身強度，這種做法有效地提高了土體的整體強度，彌補了土體抗拉、抗剪強度低的弱點。通過相互作用、土體自身結構強度潛力得到充分發揮，改變了邊坡變形和破壞的性狀，顯著提高了整體穩定性，更重要的是土釘墻受荷載過程中不會發生素土邊坡那樣的突發性塌滑，土釘墻不僅延遲塑性變形發展階段，而且具有明顯的漸進性變形和開裂破壞，不會發生整體性塌滑。土釘墻的構造要求（1）土釘墻的墻面坡度不宜大于1：0.1。（2）土釘外露端部和層面有效連接在一起，設承壓板和加強筋。（3）土釘長度宜為開挖深度0.5-1.2倍，土釘的間距宜為0.6-1.2m，土釘與水平夾角為10°-20°。（4）土釘宜選用Ⅱ、Ⅲ級鑼紋鋼筋，直徑16-32，鉆孔直徑70-20。（5）面層噴射砼強度等級不宜低于C20。（6）噴射砼面層厚度宜為80-200，通常采用100。（7）噴射砼面層中配鋼筋網，采用I級鋼筋、直徑6-10mm，間距150-300，鋼筋網搭接長度大于300。（8）注漿材料水泥凈漿或水泥砂漿，其強度不低于M10。（9）當地下水位高于基坑底面時，應采取降水或截水措施；土釘墻墻頂應采用砂漿或混凝土護面，坡頂和坡腳應設排水措施，坡面上可根據具體情況設置泄水孔。土釘墻的應用領域土釘墻的應用領域主要有：（1）托換基礎；（2）基坑支擋；（3）斜坡面的擋土墻；（4）與錨桿擋墻結合作斜面的防護

土釘墻不適用于沒有臨時自穩能力的淤泥土層，流朔狀態的軟粘土保持成孔時的孔壁的穩定比較困難且界面摩阻力很低，技術經濟效益不理想，因此不宜采用。在腐蝕性土如煤渣、煤灰、爐渣、酸性礦物廢料等土質作永久性支擋結構中也不適用。預應力錨索預應力錨索是通過外端固定于坡面，另一端錨固在滑動面以內的穩定巖體中穿過邊坡滑動面的預應力鋼絞線，直接在滑面上產生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使結構面處于壓緊狀態，以提高邊坡巖體的整體性，從而從根本上改善巖體的力學性能，有效地控制巖體的位移，促使其穩定，達到整治順層、滑坡及危巖、危石的目的。鉆孔鉆孔是錨索施工中控制工期的關鍵工序。為確保鉆孔效率和保證鉆孔質量，采用潛孔沖擊式鉆機。鉆機鉆井時，按錨索設計長度將鉆孔所需鉆桿擺放整齊，鉆桿用完，孔深也恰好到位。鉆孔深度要超出錨索設計長度0.5m左右。鉆孔結束，逐根拔出鉆桿和鉆具，將沖擊器清洗好備用。用一根聚乙烯管復核孔深，并以高壓風吹孔，待孔內粉塵吹干凈，且孔深不少于錨索設計長度時，拔出聚乙烯管，塞好孔口。錨索制作錨索在鉆孔的同時于現場進行編制，內錨固段采用波紋形狀，張拉段采用直線形狀。鋼紋線下料長度為錨索設計長度、錨頭高度、千斤頂長度、工具錨和工作錨的厚度以及張拉操作余量的總和。正常情況下，鋼絞線截斷余量取50mm。將截好的鋼絞線平順地放在作業臺架上，量出內錨固段和錨索設計長度，分別作出標記；在內錨固段的范圍內穿對中隔離支架，間距60--100cm，兩對中支架之間扎緊固環一道；張拉段每米也扎一道緊固環，并用塑料管穿套，內涂黃油；最后，在錨索端頭套上導向帽。錨索安裝向錨索孔裝索前，要核對錨索編號是否與孔號一致，確認無誤后，再以高壓風清孔一次，即可著手安裝錨索。安裝下傾錨索比較簡單，沒有更多的技術問題。安裝上傾和水平錨索時要注意以下四點：檢查定位止漿環和限漿環的位置，損壞的，按技術要求更換；檢查排氣管的位置和暢通情況；錨索送入孔內，當定位止漿環到達孔口時，停止推送，安

裝注漿管和單向閥門；錨索到位后，再檢查一遍排氣管是否暢通，若不暢通，拔出錨索，排除故障后重新送索。錨固法注漿錨固法注漿采用排氣注漿發施工。下傾的孔，注漿管插至孔底，砂漿由孔底注入，空氣由錨索孔排出；上傾和水平孔，砂漿由孔口注入，空氣壓向孔底，由孔底進入排氣管排出孔外。上傾和水平錨索孔注漿過程中，當排氣管不再排氣，且有稀水泥漿從排氣管壓出時，說明注漿已滿；對于下傾錨索注漿，采用砂漿位置指示器控制注漿位置。錨索孔注漿采用注漿機，注漿壓力保持在0.3--0.6MP。立錨墩錨墩的作用是把錨具的集中荷載傳遞到巖面和調整巖面受力方向。為了使錨墩上表面與錨索軸線垂直，預先將一根外徑與鉆頭直徑相同的薄壁鋼管和墊板正交焊牢，澆筑錨墩前將鋼管的另一端插入鉆孔即可。錨索的張拉張拉錨索前需對張拉設備進行標定。標定時，將千斤頂、油管、壓力表和高壓油泵聯好，在壓力機上用千斤頂主動出力的方法反復試驗三次，取平均值，繪出千斤頂出力（KN）和壓力表指示的壓強（MPa）曲線，作為錨索張拉時的依據。因國產壓力表初始起動壓強不完全相同，所以，標定曲線上必須注明標定時的壓力表號，使用中不得調換。壓力表損壞或拆裝千斤頂后，要重新標定。若錨索是由少數鋼紋線組成，可采用整體分級張拉的程序，每級穩定時間2~3min；若錨索是由多根鋼紋線組成，組裝長度不會完全相同，為了提高錨索各鋼絞線受力的均勻度，采用先單根張拉，3天后再整體補償張拉的程序。封孔注漿補償張拉后，立即進行封孔注漿。對于下傾錨索，注漿管從預留孔插入，直至管口進到錨固段頂面約50cm；對于上傾和水平錨索，通過預留注漿管注漿。孔中的空氣經由設在定位止漿環處的排氣管排出。7、基坑監測在基坑開挖的過程中，我們要開挖即支護的原則，同時我們也要進行基坑的檢測時刻掌握基坑的位移和沉降數據，根據數據制定下一步的施工方案，做到基坑的安全施工。基坑監測的檢測項目

（1）地下管線、地下設施、地面道路和建筑物的沉降、位移。（2）圍護樁地下樁體的側向位移（樁體測斜）、圍護樁頂的沉降和水平位移。（3）圍護樁、水平支撐的應力變化。（4）基坑外側的土體側向位移（土體測斜）。（5）坑外地下土層的分層沉降。（6）基坑內、外的地下水位監測。（7）地下土體中的土壓力和孔隙水壓力。（8）基坑內坑底回彈監測。觀測點的布設測點布設合理方能經濟有效。監測項目的選擇必須根據工程的需要和基地的實際情況而定。在確定測點的布設前，必須知道基地的地質情況和基坑的圍護設計方案，再根據以往的經驗和理論的預測來考慮測點的布設范圍和密度。基坑在開挖前必須要降低地下水位，但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑內滲漏，地下水的流動是引起塌方的主要因素，所以地下水位的監測是保證基坑安全的重要內容；水位監測管的埋設應根據地下水文資料，在含水量大和滲水性強的地方，在緊靠基坑的外邊，以20~30m的間距平行于基坑邊埋設，埋設方法與地下土體測斜管的埋設相同。分層沉降管的埋設也與測斜管的埋設方法相同。埋設時須注意波紋管外的銅環不要被破壞；一般情況下，銅環每1m放一個比較適宜。基坑內也可用分層沉降管來監測基坑底部的回彈，當然基坑的回彈也可用精密水準測量法解決。數據觀測根據經驗知道，基坑施工對環境的影響范圍為坑深的3~4倍，因此，沉降觀測所選的后視點應選在施工的影響范圍之外；后視點不應少于二點。沉降觀測的儀器應選用精密水準儀，按二等精密水準觀測方法測二測回，測回校差應小于 ±lmm.地下管線、地下設施、地面建筑都應在基坑開工前測取初始值。在開工期問，應根據需要不斷測取數據，從幾天觀測一次到一天觀測幾次都可以；每次的觀測值與初始值比較即為累計量，與前次的觀測數據相比較即為日變量。根據公認的數據，日變量大于3mm，累計變量大于10mm即應向有關方面報警。位移監測點的觀測一般最常用的方法是偏角法。同樣，測站點應選在基坑的施工影響范圍之外。外方向的選用應不少于3點，每次觀測都必須定向，為防止測站10

點被破壞，應在安全地段再設一點作為保護點，以便在必要時作恢復測站點之用。初次觀測時，須同時測取測站至各測點的距離，有了距離就可算出各測點的秒差，以后各次的觀測只要測出每個測點的角度變化就可推算出各測點的位移量。觀測次數和報警值與沉降監測相同。當然也可用坐標法來測取位移量。地下水位、分層沉降的觀測，首次必須測取水位管管口和分層沉降管管口的標高。從而可測得地下水位和地下各土層的初始標高。在以后的工程進展中，可按需要的周期和頻率，測得地下水位和地下各土層標高的每次變化量和累計變化量。地下水位和分層沉降的報警值，應由設計人員根據地質水文條件來確定。監測數據必須填寫在為該項目專門設計的表格上。所有監