浅谈排桩-旋喷锚索支护方案在深基坑支护的应用

浅谈排桩-旋喷锚索支护方案在深基坑支护的应用

尹元辉

中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710000

摘要：本文介绍了排桩-旋喷锚索支护方案在深基坑施工中的应用。该支护方案在解决基坑支护的挑战中具备一定的优势，如施工效率高、支护质量好、适应能力强和成本相对较低。然而，该方案在桩身间孔隙的处理、钢筋锚固问题、材料选择和支护参数优化等方面仍存在一些挑战，需要进一步进行改进。通过解决这些问题，可以进一步提高支护方案的效果和施工质量，保证基坑工程的安全和稳定。

关键字：排桩、旋喷锚索支护、深基坑施工、挑战、优势、施工效率。

引言：深基坑施工是城市建设中常见的工程项目，但其施工过程中存在着较大的工程难题，如基坑支护问题。为了解决这一问题，排桩-旋喷锚索支护方案应运而生。该方案通过排桩和旋喷锚索的组合应用，能够有效提高基坑的支护效果，但仍然需要改进。本文将重点探讨排桩-旋喷锚索支护方案的优势、挑战以及改进措施。

1.深基坑支护的挑战

1.1深基坑施工的特点

深基坑施工涉及到较大深度的土方开挖，通常大于5米。由于土层条件的多样性和土壤水位的变化，深基坑施工面临许多挑战。例如，不同土层的力学性质和稳定性不同，施工过程中可能遇到硬土、软土、黏土或岩石等地质情况。此外，水位的变化也会影响到基坑支护的稳定性。

1.2现有支护方法的限制

目前，常见的基坑支护方法包括钢支撑、深层土体固化、土钉墙、和旋喷桩等。然而，这些方法各有限制，无法完全适应不同的基坑施工情况。例如，钢支撑需要使用大型起重设备进行施工，施工过程繁琐，且对施工地点有较高的要求；深层土体固化需要较长的施工周期和较高的成本；土钉墙施工时需要较大的土方开挖量，对周围的建筑和地下管线有一定的影响。这些限制使得现有的支护方法在某些情况下无法满足工程的需求，因此需要寻找新的支护方案。

2.排桩-旋喷锚索支护方案简介

2.1基本原理和工作机制

排桩-旋喷锚索支护方案是一种结合了排桩和旋喷锚索技术的基坑支护方法。排桩是指在基坑边缘布设一定数量和间距的钢筋混凝土桩，以增加边坡的稳定性和抵抗下滑力。旋喷锚索是指使用旋喷技术将高强度钢筋混凝土浆液喷射到土层中，并通过钢筋桩与土体相互作用，形成一种锚固效果，提高土体的稳定性。

排桩-旋喷锚索的工作机制是通过排桩提供边坡的初级支撑和稳定性，同时旋喷锚索对土体施加锚固力，增加边坡的整体稳定性。排桩主要起到支撑土体的作用，减小土体的变形和位移；旋喷锚索则能通过深入土层，使钢筋桩与土体形成摩擦力或粘结力，从而增加边坡的整体抗滑能力。两者相结合，形成协同作用，提高基坑的稳定性和安全性。

2.2排桩工艺流程

排桩工艺流程主要包括桩位布置、钻孔、桩身施工、桩顶处理和桩间距控制。具体操作方式和流程可能根据不同的工程情况而有所调整。

2.3 旋喷锚索的特点和应用

旋喷锚索技术是指通过旋喷机将高强度钢锚索注射到土体中，形成一种锚固支护体系，从而增加土体的抗拉强度和抗滑稳定能力。该技术主要适用于松散土、弱散性粉状土和软弱变形岩等地层的支护。旋喷锚索技术具有以下几个优点：高强度：旋喷锚索采用高强度钢绞线，能够在土体中形成坚固的支护体系，使地层具有较高的抗拉强度和抗滑稳定能力；适应性强：旋喷锚索适用于多种土体类型，包括松散土、软弱变形岩和弱散性粉状土等，具有广泛的适应性；施工速度快：旋喷锚索技术施工简便、快速，可以大大节省施工时间。一般情况下，一天可以施工几十至上百米的锚索；工艺简单：旋喷锚索技术操作简单，不需要复杂的设备和施工工艺，只需一个旋喷机和高强度钢锚索即可完成施工；成本较低：相比传统的土方开挖和支护方法，旋喷锚索技术施工成本较低，能够有效降低工程造价。

3.排桩-旋喷锚索支护方案的优势

施工效率高：排桩-旋喷锚索支护方案以其高效的特点成为了基坑支护的首选方案之一。排桩施工过程简单快捷，可同时进行多个桩的施工，并且桩距可根据实际情况调整，灵活性较高。旋喷锚索施工速度快，一次性完成混凝土浆液喷射和钢筋插入等工序，大大缩短了工期。

支护质量好：排桩-旋喷锚索支护方案能够提供边坡的初级支撑和稳定性，并且通过旋喷锚索形成的锚固效果提高了土体的整体稳定性。排桩通过桩身的支撑减小了土体的变形和位移；旋喷锚索则通过与土体的相互作用形成了锚固效果，增加了土体的抗滑能力和抗倾覆能力。这两种技术的相互结合，使得基坑支护的效果更为稳定可靠。

适应能力强：排桩-旋喷锚索支护方案适用于多种土层条件，包括软土、黏土、岩石等。旋喷锚索的施工深度和角度可根据实际需求调整，能够适应不同的施工需求和土体情况。这种支护方案的广泛应用范围，使得其适应能力较强，可以应对不同类型的基坑工程。

成本相对较低：排桩-旋喷锚索支护方案相对于传统的支护方法来说，具有较低的成本。桩身施工相对简单，材料使用量较少，降低了施工成本。旋喷锚索的施工速度快，可以节省人力和时间成本。此外，由于排桩-旋喷锚索支护能够提供较好的边坡稳定性和抗滑能力，可以减少对其他支护措施的需求和成本。

4.排桩-旋喷锚索支护方案的挑战和改进

4.1桩间土的处理。在排桩-旋喷锚索支护方案中，桩间土的稳定性是一个挑战。由于桩身间存在一定的间距，开挖过程中，桩间土暴露时间过长或者支护方案不合理会降低边坡的稳定性和承载力。为了解决这个问题，可以采取以下改进措施：土方开挖与旋喷锚索施工相互配合：土方开挖时要分层开挖、严禁超挖，分层厚度应在3m以内，开挖后及时进行旋喷锚索支护施工，避免桩间土长时间暴露。挂网喷面施工：在旋喷锚索施工结束后，及时在支护平面上进行挂网喷面施工，钢筋网片绑扎牢固，间距一般为200mm。并在钢筋网片上喷射细石混凝土，厚度一般为60-80mm，分两次喷射完成。从而使桩间土和支护结构形成一个整体，增强桩间土和支护结构的稳定性。

4.2锚索锚固问题。锚索的锚固质量直接影响整个支护系统的稳定性。为了解决锚索锚固问题，可以采取以下改进措施：锚固长度：根据土层的力学特性和具体的需求，合理确定锚索的锚固长度，确保锚索能够充分锚固；锚固深度和角度：根据土体的情况，确定旋喷锚索的施工深度和角度，以提高锚索的锚固效果；腰梁和锚具的安装：旋喷锚索施工完成后及时进行腰梁工字钢的架设及锚具的安装，所使用的工字钢和锚具应符合设计要求。锚索的张拉与锁定：在旋喷锚索和腰梁施工及锚具安装完成，并养护2-3天后，可进行锚索的预应力张拉锁定作业，进一步提高旋喷锚索的强度和稳定性。

4.3材料选择。在排桩-旋喷锚索支护方案中，材料的选择对支护效果和施工质量至关重要。为了解决材料选择的问题，可以采取以下改进措施：锚孔注浆：选择高标号的水泥制作水泥浆，并严格控制其水灰比满足设计要求，确保其具有足够的强度和稳定性；锚索材料：选择质量可靠的钢绞线，进场时应进行送检，合格后方可投入使用。腰梁：应选择刚度高的工字钢；其他辅助材料：如胶结材料、填充材料等，也需要选择合适的材料，以提高整个支护系统的稳定性和耐久性。

4.4支护参数优化。为了提高排桩-旋喷锚索支护方案的效果，可以通过优化支护参数来改进。具体改进措施包括：桩距和桩径：根据实际情况和土体特性，合理确定桩距和桩径，以提高桩体的稳定性和承载力；旋喷锚索的施工参数：包括旋喷锚索的长度、喷浆压力、喷浆速度等，需要根据土体的情况进行优化，以提高锚固效果和支护质量；支护力的控制：通过对锚索的张拉力进行控制，调整支护力的大小，以满足边坡的稳定性需求。

结论：排桩-旋喷锚索支护方案在深基坑施工中具有一定的优势和应用价值。通过该方案的应用，能够提高施工效率、改善支护质量、增强适应能力，并且具备相对较低的成本。然而，该方案在桩间土的处理、锚索锚固问题、材料选择和支护参数优化等方面仍然存在一些挑战。通过改进这些问题，可以进一步提高支护方案的效果和施工质量，从而确保基坑工程的安全和稳定。未来，随着技术的不断发展，排桩-旋喷锚索支护方案有望在深基坑施工中发挥更大的作用，并得到进一步的优化和改进。