支护加固

支护加固（精选十篇）

支护加固篇1

关键词：基坑支护,加固,工程质量控制

拟建工程场地位于海南X医院内,直进大门约100m。拟建场地原有数栋1-2层平房,现已部分拆除,拟新建16-17层病房楼A及5-7层医技楼(裙楼),基底长约为65m,宽约为41m,拟采用框架剪力墙、框架结构,设一层地下室,建筑总占地面积约2665m²。现场地标高为-0.70m,基坑底标高为-7.20m,基坑开挖深度为6.5m,基坑侧壁安全等级为二级。

2.岩土层特征

1层素填土:分布全场地。灰褐色,稍湿,松散状,主要成分为细砂,混含少量砖块、砼块等建筑垃圾,土质不均匀,新近回填,欠压实。层厚0.70~1.00m,平均值0.87m。

(2)层细砂:分布全场地。灰黄色、浅黄色,稍湿~饱和,松散~稍密状,颗粒成分为石英质,细粒土含量约10%~25%,上部夹薄层中粗砂,见少量贝壳碎屑。层厚8.70~11.80m,平均值10.10m。

(3)层淤泥质粉砂:分布全场地。深灰色、灰黑色,饱和,松散状,颗粒成分为石英质,细粒土含量约15%~35%,局部夹粉土质粉砂。层厚1.50~4.60m,平均值3.14m。

(4)层淤泥质粘土:分布全场地。深灰色、灰黑色,流塑~软塑状,局部见零星贝壳碎屑,下部夹薄层粉砂。层厚7.00~9.90m,平均值8.31m。

3.地下水类型

根据勘察报告,基坑深度影响范围内地下水主要赋存于2层细砂、3层淤泥质粉砂中,地下水类型属孔隙潜水类型,其补给来原主要为大气降水和地表水,含水层综合渗透系数为7.5m/d。经场地内水坑实测现地下水位埋深为4.0~4.5m。

4.周边环境

拟建工程场地位于海南X医院内,原为砖混结构民房,场地内已拆迁,周边还保留有一些建筑物(暂不拆除),基坑周边环境如下:

东面:有临建钢筋加工场、医院餐厅等建筑物,距离基础外边线最近距离约8.83m,并沿基坑外约3.0m预留施工道路。

南面:有两栋5层建筑物,框架结构,天然地基,基础底埋深2.0m,距离新建地下室基础外边线最近约5.16m。

西面:西南角为2F砖混结构建筑物,天然地基,基础底埋深2.0m,距离新建地下室基础外边线最近距离约7.34m。

北面:主要有施工单位工人宿舍、厨房,医院洗衣房,距离基础外边线最近约6.66m。

基坑开挖影响范围内无地下市政管线分布。

5.支护结构

综合基坑岩土工程条件、周边环境条件和场地使用要求,本基坑开挖在1.2米深度内按1:0.75放坡,然后采用SMW工法桩(水泥土搅拌桩内插工字钢)+锚杆+挂网喷射混凝土联合支护。

6.降水方案

由于地下水较丰富,透水性较好,水位较浅,设计采用水泥土搅拌桩作为止水帷幕,坑内采用轻型井点进行地下水疏干,在南面布置9口回灌井,在坡顶设置一条截水沟,截止地面雨水,在基坑底周边设置一条排水沟,每隔20米布置一个集水坑,为保证雨水明排和抽出地下水的排放,在坑顶处设置一条φ200PVC排水管,排放至附近沟渠中。

7.施工参数要求

7.1水泥土搅拌桩

(1)水泥土搅拌桩采用湿法施工,搅拌机搅拌下沉速度与搅拌提升速度应控制在0.3~2m/min范围内,并保持匀速下沉与匀速提升。

(2)水泥土搅拌桩桩径为φ500mm,按梅花形布置,达到设计强度后方可进行基坑开挖。

(3)水泥土桩的水泥掺入量为15%,每延长米水泥用量为50kg,采用32.5R普通硅酸盐水泥。

(4)浆液泵送流量应与搅拌机的喷浆搅拌下沉速度或提升速度相匹配,确保搅拌桩中水泥掺量的均匀性。

7.2工字钢

(1)水泥土搅拌桩内插型钢为18号热轧普通工字钢,牌号为Q235,长度为9米。

(2)工字钢插入宜在搅拌桩施工结束后30min内进行,可采用机械压入法或振动打入法,插入前必须检查其直线度并确保满足设计和规范要求。

(3)垂直方向上的误差不大于1cm,水平方向误差不大于2m。

(4)工字钢进场前应通过各方验收,确保质量。

(5)工字钢与搅拌桩之间的空隙需进行灌浆补强处理。

7.3锚杆

(1)锚杆采用φ48×3.0的钢花管,内注水泥净浆,水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥。

(2)上层锚杆注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后,方可开挖下层土方及下层锚杆施工。

(3)锚杆宜采用冲击式气压成孔,并保证成孔直径不小于80mm。

(4)锚杆水泥浆液用量不应小于20kg/m,水灰比0.4~0.5,分二次注浆,第一次注浆压力≥0.5MPa,第二次注浆压力≥1.2MPa。

7.4钢筋网喷射混凝土

(1)钢筋网与锚杆采用压入式进行连接。

(2)喷射作业应分段进行,同一分段内喷射作业应自上而下。

(3)喷射砼前应对机械设备进行检查及试运作,采用空压机压力不小于0.5MPa,风量不小于9m3/min,以保证砼质量,水压不小于2 MPa。

(4)喷射混凝土时,喷头与受喷面应保持垂直,距离宜为0.6~1.0m。

(5)在钢筋交叉密列部位应先喷射钢筋后面,再喷射钢筋前面,以防钢筋后面出现空隙,在层与层接头处应做成45°坡角以利于砼搭接牢固。

8.土方开挖

(1)合理安排基坑土方开挖顺序,使基坑坡面暴露时间最短,土方开挖不得碰撞支护结构,如发生异常情况应立即停止挖土,在查明原因和采取措施后方能继续施工。要作好安全监测。

(2)基坑坡顶1.0m外周围设置防护栏,高度不低于1.20m,土方外运时应注意防止损坏排水沟、防护栏等设施。在基坑支护施工和运行期间,坡顶地面超载不许超过设计标准。

9.基坑监测

(1)本基坑侧壁安全等级为二级,应对下列项目进行监测:支护结构水平位移及竖向位移、地下水位、邻近建筑。

(2)基坑监测频率:在基坑开挖和底板浇筑期间,观测时间为1次/天;底板浇筑后7天内,1次/2天;底板浇筑后7~14天,1次/3天;底板浇筑后14~28天,1次/5天;底板浇筑28天后,1次/10天。

(3)当出现下列情况之一时,应提高监测频率:监测数据达到报警值;监测数据变化速度加快;长时间连续降雨或基坑周边大量积水;基坑附近地面超载突然加大或超过设计限制;坡面、坡顶地面目视发现裂缝,出现局部坑底或侧壁出现管涌、渗漏、流砂等。

10.应急预案

(1)基坑开挖过程中,基坑边坡不稳定,出现滑移,变形达到预警值时,采取如下的措施:

1坡底紧急堆土或垒堆砂袋压(护)脚,严重时可回填部分基坑。

2坡顶卸载,包括挖除或降低坡顶的土层,搬除地面上的堆载。

3及时抽排地面或基坑内的积水,堵塞进入基坑的水通道。

4必要时可采取增加水平土钉的措施。

(2)突降大雨或暴雨时,立即起动备用水泵抽水,并安排专人不间断观察基坑的稳定情况。

(3)开挖过程中出现管涌应及时堆砂袋控制水的涌入,进一步采取抽降水措施消除管涌险情。

参考文献

[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)

[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012)

支护加固篇2

摘要：由于国家城市人口不断增加，城市土地成为稀缺资源，工程建设向空中、地下发展成为一种必然。

关键词：基坑支护;钢塔加固;变形监测

1工程概况

施工区域临近主楼18层主体施工已完成，主楼东侧有7.5米双向地库汽车坡道出入口;由于前期施工场地相当狭窄，开挖对东侧高压电线钢塔安全影响未知、且加固方案未定等问题的限制，该部分坡道以及部分地库长度32米未进行开挖;由于主楼开挖对该部分地质情况十分熟悉，从上到下依次，现场表层1.5-2.0米为垃圾回填土，1.5米厚粉土层，0.5米粘土层，以下为粉土层，在车库出入口东侧为高压入地电缆盘曲部分，电缆盘曲向西3.0米向东连接22米、25米2座高压钢塔;地库及坡道开挖深度在1-6米，钢塔处开挖深度4米左右;坡道底部为地库，该部分深度6米;在开挖4-6米范围东侧为已建成小区道路、地库出入口，该路面标高低于本工程开挖面1.2米，道路下走有电缆、排水管;且开挖面紧邻隔壁围墙，由于该部位特殊、地质且不均匀，土层有夹杂粘土层，遇水容易滑坡，为保证基坑安全以及隔壁围墙、道路安全，主楼开挖时在围墙内侧采用微型桩加钢筋网砼支护形式，但不理想，围墙局部出现较大裂缝，隔壁道路出现轻微变形;对于现在坡道施工，为保证开挖临边高压钢塔、基坑、以及道路安全，对施工方案进行了多次讨论、对比;在钢塔附近埋有110千伏高压电缆，该部位采用土钉支护安全隐患太大，且放坡使基坑外沿向钢塔、电缆靠近，对钢塔结构安全有影响;钢塔南侧基坑开挖如果采用素喷砼，放坡按照1:0.4放坡，现场尺寸无法满足;用土钉墙支护形式，土钉的长度会伸入临近道路排水管、电缆区域，安全隐患较大，无法保证施工安全;经过对钢塔结构现状了解，钢塔基础为独立钢筋砼灌注桩，直径2.2米，埋深9米。

2工程施工方案的选择、分析

通过采用土钉支护或采用13米400微型桩加钢筋网的支护方案的对比，由于钢塔顶部钢绞线相拉，钢塔基础受力大小无法预计，仅靠基坑土体受力计算显然不符合实际，在结构安全和施工安全方面都没有把握，由于该部位较为特殊，一旦影响电线高塔的安全对社会影响较大，施工工艺选择不妥会造成施工安全事故;经多方面考虑、推敲和借鉴其他类似项目，在保证不影响高塔使用安全和坡道施工安全的前提下，设计安全系数适当提高;根据JGJ120-99和GB50202-的`相关规定，基坑侧壁钢塔处安全等级1级，其他部位为3级;设计类型采用悬臂桩结构，用北京理正软件对支护结构抗拉、内部稳定、外部稳定性进行设计，安全系数均满足规范要求;并通过结构、岩土、电力等方面的专家对该施工方案的论证。

3方案主要内容

3.1采用直径600mm的钻孔灌注桩，桩入土深度自地表以下12米，有效桩长11米，嵌固深度6.5-9.5米，桩身采用C30砼，主筋10根HRB400级16钢筋均匀分布，箍筋￠8@150，加强箍筋￠14@，桩间距在电线杆处为1.0米，其它地段为1.2米;冠梁500*800,10根HRB400级18，箍筋、拉钩￠8@200，采用C30砼。

3.2坡道边坡、钢塔变形监测。

4现场施工组织安排

由于现场狭窄，大型机械无法进入施工，且施工区域地下、地上均有高压电缆;对砼灌注桩成孔、钢筋笼安装、砼浇注较为困难;经多方面考虑、讨论决定按照以下组织实施：

①在施工前详细了解高压地下电缆走向、埋深以及接电线的辐射范围;

②砼灌注桩放线：为了尽最大可能远离高压地下电缆，桩位紧靠车库剪力墙外皮;

③由于打桩位置狭小无法使用大型机械进行砼桩施工，采用人工机械洛阳铲成孔工艺，机械选用1T卷扬机配三木塔、活底吊桶、双轮手推车等。

④钢筋笼加工：由于钢筋笼11米，钢筋长度9米，需接长2米，计划采用双面焊接工艺，用25吨吊车在地库顶安装，但最北侧4-5根钢筋笼受1#楼主楼位置影响，无法使用吊车，该部位钢筋主筋连接采用直螺纹一级连接，接头钢筋在场外加工后进场;

⑤砼浇注：为保证基坑、钢塔安全，砼浇注桩成孔采用隔二打一，每三根桩浇注砼一次;

⑥变形监测：委托有测量资质的单位进行变形监测，砼灌注桩强度满足设计强度后，组织土方开挖，土方开挖后一周内每天观测1次，以后每三天观测1次。

5主要施工工艺和质量控制措施

5.1灌注桩放线定位：利用原1#楼主体定位，定出灌注桩中心位置，桩外侧与坡道剪力墙只留30mm空隙。

5.2机械洛阳铲成孔：

5.2.1采用600mm机械洛阳铲在在桩位中心，利用卷扬机提升及下落进行挖土和垂直运输，闭合抓土，至地面卸土，依次循环成孔，直至达到设计标高。

5.2.2灌注桩施工部位为前期基坑开挖土钉支护面，在自然地坪以下1.5米和3.0米处有土钉，影响到洛阳铲的施工;有土钉的部位桩径均扩大到700mm，用电焊切除;

5.3钢筋笼制作安装：

5.3.1钢筋原材经现场见证取样试验合格后，方准予加工;

5.3.2钢筋受力筋按照50mm保护层下料，钢筋主筋搭接采用双面电弧搭接焊，焊头错开50%;个别桩钢筋笼接头采用一级直螺纹连接，接头可在同一个平面上;

5.3.3钢筋保护层用50砂浆垫块每组4块水平对称排列与主筋固定牢固，间距1000mm; 5.3.4钢筋笼吊装：用25T吊车吊装钢筋笼;吊装钢筋笼时要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁，钢筋笼放到位置立即固定;吊车不能直接吊装的钢筋笼，分两段钢筋笼施工，第一段5米，加强箍筋采用￠14@1500，成型后人工放入桩孔，临时固定后，用一级直螺纹机械连接其余主筋钢筋。

5.4砼施工。

砼采用10-20mm粒径、砼塌落度80-100mm商品砼，灌注前再次校核钢筋笼标高、孔深，检查有无坍孔现象，符合要求后即可开盘灌注。由于砼灌注桩深度较深，混凝土采用溜管用手推车向桩孔内浇筑。灌注开始后应紧凑连续地进行，严禁中途停灌，桩顶以下6米范围采用插入式振动棒进行振捣密实。

5.5质量标准。

根据机械洛阳铲砼灌注桩施工验收标准，设计文件和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002以及砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002相关规定。

5.5.1机械洛阳铲成孔检验标准及检验办法：桩位小于10mm，孔深+300mm，垂直度10mm;

5.5.2钢筋笼安装质量检验标准及检验办法：钢筋笼主筋间距±10mm，钢筋笼箍筋间距±20mm，钢筋笼直径±10mm，钢筋笼长度±100m，用尺量;

5.5.3砼灌注桩质量检验标准及检验办法：桩体质量检验:无桩身断裂、裂缝、缩径、加泥、空洞、蜂窝、松散;砼强度：大于30MPa;桩径：-20mm;桩顶标高：+30mm，-50mm;沉渣厚度：小于100mm。

6变形监测

6.1变形观测点的设置。

6.1.1在基坑边沿设置4个沉降观测点C1、C2、C3、C4，3个位移观测点w1、w2、w3;

6.1.2在高压钢塔上东西各设2个位移观测点南塔w4、w5;北塔w6、w7。

6.2变形监测仪器。

沉降观测采用DS1型仪器，按照二等水准测量，水平位移变形观测采用全站仪测量。

6.3变形测量控制。

水平位移观测为平面控制测量，必须先在测区内建立平面控制网。水平位移监测网根据实际情况，采用如下方法：

先在场内选好位移观测点两端的固定观测点，BM1、BM2，埋在场内稳定不动的位置，并经常检查有无移动，并有保护措施;将在边坡处位移变形点w1、w2、w3设在的冠梁上为一条直线，并做好标记。高压钢塔水平位移点南塔设w4、w5;北塔设w6、w7观测点。观测时，在一个端点BM1上安置全站仪，在另一个端点BM2设置固定觇牌，并在每一个位移点上安置固定标志，全站仪先后视固定觇牌进行定向，然后再观测冠梁、钢塔上的观测点，并读取数据，经计算即可得到各点位移量。测量中的主要误差：对中误差<0.1mm;整平误差：<0.3mm;瞄准误差：<0.4mm;方法误差：<0.3mm;

6.4监测成果。

深基坑的支护与加固措施篇3

摘要：深基坑工程在设计环节和施工环节中都有严格的要求。故此，本文对基坑施工过程中的支护工程技术与加固措施进行了详细的分析，同时质量控制要点进行了探究，目的是提高深基坑支护工程施工的施工质量，供相关技术人员和管理人员参考。

关键词：建筑；深基坑支护；施工

前言

深基坑支护施工非常的普遍，不过有很多的因素会影响到深基坑的支护施工，施工时也存在着不同程度的难度。强化深基坑支护施工，能够让建筑物地下的构造更为稳固，还能够致使建筑物周围的环境更安全。由此可见，深基坑支护施工技术尤为重要。同时在深基坑经过一定的使用后，需要进行加固，才能保证工程的实用性与安全性。

1.工程概况

某综合楼的总建筑面积为35250m2。主体结构是框剪结构，应用钻孔灌注桩作为基础。基坑平面为长方形形态，宽约为40米，长约为350米，平均深度为13米，应用土钉墙、预应力锚杆、人工挖孔桩、树根桩等作为支护。

2 深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用

2.1土钉支护施工

土钉支护施工主要通过利用土钉与土体之间发生的相互作用以加固边坡的功能，可以使土体具有良好的稳定性和整体性。土体主要受弯矩作用和拉力作用影响而发生变形，因此，在设计土钉的抗拉力和强度时，结合相关施工标准，根据建筑工程施工实际情况进行有效设计。土钉支护施工时应注意：（1）严格根据相关要求进行土钉拉拔试验，以确保土钉的实际拉拔力，该项试验检测应山具有一定资质的第三方进行。此外，还应准确把握好注浆力度和注浆量。（2）根据钻机的总长度准确计算实际孔深，并明确标注每个孔口的深度。（3）严格根据施工设计要求控制好浆液的水灰比和外加剂数量及类型。通过重力完成注浆操作，直至注满。同时应在浆液初凝之前进行补浆作业，一般是1至2次。

2.2土层锚杆施工

土层锚杆施工主要通过锚杆钻机钻孔直接到达预计深度，注入水泥浆以保护孔壁，同时穿钢丝绞线，进行多次补浆施工，最后基于满足设计要求强度下锁定张拉。具体施工流程如下：测量人员应严格根据设计要求在施工现场确定锚杆具体位置，随后让锚杆机就位，然后详细检查锚杆各个方而有无问题，如钻杆倾角、锚杆水平位置、标高等，确认无误后方可进行作业：在钻孔过程中，应严格根据设计要求钻孔深度进行作业。同时使用锚杆前，应全而检查锚杆是否存在问题，尤其是隐蔽工程要检查并做好相应的记录。此外，作业过程中，如果遇到异常问题或遇到障碍物时应立即停止钻孔，详细分析问题产生原因并采取有效的措施予以解决后方可继续作业。锚杆水平方向孔距应根据施工相关规定进行严格控制，允许误差范围为在50mm以内，保证垂直方向孔距误差在100mm以下。对于钻孔底部的偏斜尺寸应控制在锚杆长度的3%以下。对于注浆的材料种类选择及配合比确定方而，应严格根据设计标准进行，同时要确保浆液内干净，无杂物。浆液在搅拌时采用一边搅拌一边用的形式进行，且应匀速搅拌。注浆时应按照孔底自下而上的顺序进行作业，直至孔口溢出浆液时停止注浆。

2.3护坡桩施工

护坡桩施工是护坡施工中常用技术，具有提高施工效率、污染小等优点，主要应用于地质环境较为复杂的施工中。具体施工流程如下：使用螺旋钻机达到预定深度，按照从孔底自下到上的顺序不断压入浆液，以无塌孔问题或地下水的位置为界限，不断使浆液上升，直至达到相应位置，然后将其全而提出钻杆，将骨料和钢筋投放，最后进行多次高压补浆作业。

3.基坑支护加固方案

第一次加固方案中，支撑梁顶面设置在-9.5m处，应用人工挖孔桩对水平砼梁进行支撑，把南北基坑顶紧，砼梁必须与工程桩错开，同时，在水平砼梁中间应进行牛腿的加设，应用45°斜支撑钢梁顶住南面基坑顶面冠梁，形成三角形形态的支撑结构。一共进行四处十三道的设置，间距约为9米。

对于第二次加固方案，分为两个部分进行。因为部分土钉失效，设计中不对土钉的作用进行考虑，对缺乏支撑的北面、南面以及西面的所有预应力锚杆，进行逐根严格的检测，由于考虑到要持续使用一年时间，全部进行重新的评估。最后将土钉改为预应力锚杆，原来为预应力锚杆，全部重新张拉索定，局部进行预应力锚杆的增设，增加的锚杆应用3×7φ5，1860MPa级的高强度钢绞线，长16m左右，间距2.2～2.4m，水平夹角15o，锁定荷载450～500KN。对于南面的基坑，顶面位移有扩大的趋势，有一部分已经达到设计允许值，说明第一次加固方案中三角形支撑结构效果并没有有效地发挥出来，因而需要进一步采取加固措施。经过相关部分的分析协议，最后确定应用钢结构水平支撑，在中间部位设置多个钢格构柱，支撑梁顶面设置于-6.5m的地方，与建筑物梁板位置错开，为Φ630的钢管支撑，南北基坑护壁面进行砼腰梁的加设。为保证基坑不再增加位移，在北侧基坑腰梁的地方，每根横梁进行一台1000KN的千斤顶的设置，对于钢管支撑施加800KN的预应力。

4.深基坑施工質量监督

4.1排水处理

基坑工程的深度在地下水位以下，避免地下水对于基坑施工的影响，需要做好防水排水工作。假如地下水流量较小，就要在支护工程中加入相应的排水工程，将积水排除；如果地下水流量较大，就要在施工前，降低地下水位，使得基坑工程可以在地下水位以上进行施工。

4.2锚杆支护

锚杆支护施工技术，指的是在开挖的深基坑墙面或基坑的立壁土层上钻孔，同时将钢索等抗拉材料放入孔中，灌注浆液进行固定，从而形成抗拉力较强的锚杆。通过这样的方法，一定程度上提高了基坑支护体系的抗拉力，有力地保证支护工程结构的稳定，防止出现变形情况，确保施工的安全，与此同时，还可以有效节约人力、物力资源，降低施工成本。

4.3混凝土灌注桩

对于混凝土灌注桩的施工方面，应用钻孔灌注桩的方式，其具体的施工流程如下：第一，对施工钻孔的具体位置进行确定，清理和平整场地，保证钻孔的质量。第二，必须将钻孔机安装在合适的位置上，制备泥浆。第三，施工人员钻孔施工，与此同时，必须严格控制桩孔的孔径和深度，在施工完成后，要清理桩孔。最后，进行钢筋笼的吊放与混凝土浇筑。在施工时，必须对桩孔的分布进行准确定位，确保桩孔布局的合理和准确性。

4.4钢板桩的支护

在钢板的支护施工中，会带来一定的噪音污染与震动干扰，严重时还会导致当地地基出现变形或者开裂等问题。同时，钢板的柔软度相对较大，因此它的支撑深基坑的性能也可能会显现一定的局限性。因此深基坑的建设施工时应用钢板时，必须对基坑的大小以及尺寸进行严密的考虑

5.结束语

随着城市化进程不断推进，人量的高楼大厦拔地而起。在建筑工程发展过程中，也带动了基坑支护工程的发展。提高深基坑支护施工技术水平可以确保建筑工程施工进度和质量。而深基坑支护技术由于具有受周边环境的影响较人、风险性与随机性等特点，因此，在实际工程施工过程中，应从实际出发合理应用深基坑支护技术，以充分发挥深基坑支护施工技术的作用。

参考文献：

[1]吴鹏.深基坑支护结构的设计与施工[J].中国城市经济，2010（09）：32

[2]黄震，张志富.深基坑支护设计与施工管理[J].今日科苑，2010（12）：46

某基坑支护工程加固实例篇4

关键词：支护工程,水平位移,分析研究,加固措施

1 概述

建筑基坑工程是指建筑物或构筑物地下部分施工时, 需开挖基坑, 进行施工降水和基坑周边的围挡, 同时要对基坑四周的建筑物、构筑物、道路和地下管线进行监测和维护, 确保正常安全施工的一项综合性工程。建筑基坑工程的设计与施工, 既要保证整个支护结构在施工过程中的安全, 又要控制结构和其周围土体的变形, 以保证周围相邻建筑及地下公共设施的安全[1]。

2工程概况

本工程基坑深度17.50m, 水位埋深5.5m, 采取钻孔灌注桩+预应力锚索与土钉墙支护相结合的联合设计方案。基坑北侧1m处是运行的铁路, 其它周边没有建筑。根据基坑开挖深度和地面建筑物荷载的分布情况, 支护方案设计如下:上部3.5m采用土钉墙, 下部采取钻孔灌注桩垂直支护, 桩中心距1.4m, 桩径800mm, 桩长17m。设置二排锚索, 局部三排, 锚索水平间距第一排为1.4m, 锚索长度16m, 第二排锚索长度15m, 间距仍为1.4m, ;桩间喷射素混凝土, 防止桩间土的局部脱落。场地原为剥蚀岗坡地貌, 地形高差变化较大, 总体上第四系地层西北厚, 东南薄, 东南个别地段基岩面已接近于地表。由于进场前已进行了场地整平, 大范围的挖方与填方使得上部素填土层的分布范围及厚度变化均较大。场区地基土自上而下为: (1) 层素填土:由粉质粘土、粉土、砂、碎石组成。 (2) 层粉质粘土:分布不广。 (2) -1层粉质粘土:局部含有少量碎石与少量氧化铁、铁质结核。 (2) -2层粉质粘土:多呈透镜体夹在可塑状态的粉质粘土层中。 (2) -3层淤泥质粉质粘土:可塑, 灰黑色, 含腐殖质, 中密, 湿。 (2) -4层淤泥质粉质粘土:软塑, 灰黑色, 含腐殖质, 稍密, 饱和。粉土:硬塑, 黄褐色, 红褐色, 中密~密实, 稍湿~湿, 局部含少量碎石。区域地下水基本属于第四系孔隙潜水, 只有少数地段稍显承压性。水质经分析判定, 对各类水泥无侵蚀性。

3 工程事故特征

本工程土方开挖与锚索的施工交叉进行, 5月15日进行了第三层土的开挖, 深度为5.6米, 从晚上至第二天中午挖至坑底, 没有发现异常, 但是5月20日下午发现坑北侧铁路有沉降现象, 坑上冠梁出现裂纹, 且变形有不断加大的趋势, 监测结果见表1。

4 事故原因分析

通过对上面事故特征的描述可知, 本基坑事故发生的原因如下:a.锚索或锚杆养生时间较短, 锚固体未达到设计强度, 就进行了挖土作业, 致使抗拔力达不到设计值, 导致支护结构变形较大, 部分区域地表出现裂缝现象等。b.第三层土6米的土层一次开挖, 开挖土层深度过大, 更加剧了支护结构的变形。c.铁路的运行, 使基坑上部土体产生震动, 降低了土体剪切强度, 也加剧了基坑的变形。

5 加固方案

为确保支护结构的安全, 经现场实地调查, 综合分析变形、施工工况, 并对基坑支护结构现状进行相关验算, 提出如下加固处理措施[2]:a.停止最里侧铁路的使用, 至基坑回填完毕;b.对地表裂缝用水泥砂浆填充, 防止地表水的侵入;c.加大变形观测密度, 每天早晚各一次, 至变形稳定后再适当加大观测间隔;加强周边巡视, 并做好巡视记录;d.对场地东侧及南侧部分区域进行卸载处理, 减小土压力, 卸载后表面重新作硬覆盖, 防止地表水侵入;e.转运站冠梁顶部加水平支撑 (详见图1) , 这样一方面可以传递基坑不同侧的土压力, 使部分土压力抵消, 另一方面可提高基坑支护体系的整体性, 该阶段施工期间基坑内部停止作业;f.由于基坑东侧跨度长 (30.8米) , 在其局部采取地面锚拉的措施, 通过对桩体进行直接预应力锚拉 (详见图2) , 提高桩体水平支护力, 以减小基坑的变形, 该阶段施工期基坑内部停止作业。g.支撑及挖土作业结束后, 根据支护结构变形情况, 确定是否需要局部增设锚杆的方案[3]。5月20日开始加固, 实施过程中, 基坑北侧和东侧变形逐渐变小。5月24日加固工程施工完毕, 基坑基本停止变形, 加固过程和加固后水平变形观测结果如表1。

注:数据都为向基坑内偏移数据。

6 结论

6.1 深基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全与稳定.而且还要严格控制基坑周围地层变形。

6.2 基坑工程获得实时变形监测数据非常必要。

6.3 施工进度是影响基坑变形的重要因素之一, 在施工过程中土方开挖必须等到锚杆或锚索强度稳定之后方可进行。

参考文献

[1]高大钊.深基坑工程设计[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[2]冶金工业部.地基处理技术5基坑开挖与支护[M].北京:冶金工业出版社, 1993.

支护加固篇5

【关键词】深基坑；支护；高层建筑

随着我国国民经济的飞速发展，建筑事业也得到了飞速的发展与繁荣。在诸多建筑工程项目中，建筑工程项目逐步朝着大型化、高层化飞速发展和迈进的同时，对于基坑施工也变得越来越受到人们的重视与关注。在一个工程项目中，基础工程的施工质量与工程整体性和施工质量紧密相关，对于保证建筑工程施工质量和功能的发挥也有着至关重要的作用。就目前的深基坑施工而言，其安全性要求在目前的施工领域受到人们的关注，其基坑支护和加固工程更是受到人们的重视和关注，也越来越受到人们的重视和研究。

1.深基坑工程现状

新世纪以来，伴随着建筑行业的飞速发展，国内各建筑企业和施工单位逐步掌握了深基坑工程的施工技术和管理质量要求，且将这些施工技术广泛的应用在各种建筑结构的底层施工中，已成为各类建筑工程的主要基础工程和施工模式，且将这些施工技术广泛的应用在各种建筑结构施工中，成为社会发展的关键环节，也是未来建筑事业得以迈进的关键环节。

1.1深基坑施工现状

近年来，随着社会生产技术和国民经济的飞速发展，各种高层建筑在城市中如雨后春般拔地而起，成为目前城市建筑业发展的主流方向。尤其是在高层与超高层建筑施工项目中，深基坑施工技术也越来越彰显出了其重要性与关键性。在施工中，深基坑工程已从过去的临时性工程转变成为目前高层、超高层建筑结构中不可忽视的一部分，是保障建筑结构安全性、稳定性的关键环节，其施工技术要点也越来越受到人们的重视。但是由于过去人们对深基坑工程重要性认识不够，造成了在目前施工中对其施工质量不高、施工效益不佳等多种因素的影响，往往在施工中注重强调了其临时性而不在乎支护的重要性、风险性以及各种施工复杂性。这就使得基坑工程中的各种问题较为严峻。随着近年来社会发展中房屋安全事故的不断引发，人们在生活中也逐渐的认识到基坑工程质量的重要性，对于基坑工程的支护技术也提出了新的要求，这对于避免工期延误、提高工程效益有着重要意义与作用。

1.2基坑支护和加固技术

1.2.1基坑支护施工

目前的工程项目中，基坑工程在施工中做好支护施工对于保障工程的地下结构安全与周边环境的稳定性都十分之重要和关键，同时在施工的过程中一般都是采用较为良好的侧壁以及周边环境的要求来进行支当、加固和保护家施工要求。在目前的施工过程中，常见的施工标准和支护方法主要可以分为：排桩支护、桩锚支护以及地下连续墙施工支护等等。在这种施工基础上，随着近年来基坑工程施工规模和施工深度的日益扩大，基坑支护施工也变得越来越困难。因此在目前的社会发展中，做好基坑支护施工管理和技术创新十分重要，对于促进工程的建设和发展有着极为关键的要求和作用。

1.2.2基坑加固技术

随着我国土木工程技术的不断发展和建筑能用土地面积的日益减小，我国地下工程在近年来的社会发展中发展尤为迅速，其施工深入和施工规模逐渐扩大，与此同时所承受的土质影响也变得越来越严重。而在目前的基坑工程施工中，其施工质量和工程技术已成为整个工程施工的重点所在，也是现代化工程施工中不可缺少的一部分。在目前的工程项目中，由于基坑工程施工事故的不断发生，使得我们在工作中对于基坑加固技术的研究也日益深入。尤其是在地下工程施工中，采取相关的加固技术和方法来确保施工安全、施工效益和施工质量已成为近年来人们关注和研究的重点。在目前的工程加固工作中，其不但涉及到一个综合性的岩土力学问题，更是具备了土力学、物理学以及其他一些学科的问题。因此，在目前的工作中，需要我们针对这些问题进行深入的总结和研究，针对其中的种种问题进行系统化的管理与探讨。

2.工程施工方案的选择、分析

一般来说，在目前的建筑工程项目中，我们通常都是利用土钉支护或采用13米400微型桩加钢筋网的支护方案的对比，由于钢塔顶部钢绞线相拉，钢塔基础受力大小无法预计，仅靠基坑土体受力计算显然不符合实际，在结构安全和施工安全方面都没有把握，由于该部位较为特殊，一旦影响电线高塔的安全对社会影响较大，施工工艺选择不妥会造成施工安全事故；经多方面考虑、推敲和借鉴其他类似项目，在保证不影响高塔使用安全和坡道施工安全的前提下，设计安全系数适当提高；根据JGJ120-99和GB50202-2002的相关规定，基坑侧壁钢塔处安全等级1级，其他部位为3级；设计类型采用悬臂桩结构，用北京理正软件对支护结构抗拉、内部稳定、外部稳定性进行设计，安全系数均满足规范要求；并通过结构、岩土、电力等方面的专家对该施工方案的论证。

3.方案主要内容

（1）采用直径600mm的钻孔灌注桩，桩入土深度自地表以下12米，有效桩长11米，嵌固深度6.5-9.5米，桩身采用C30砼，主筋10根HRB400级16钢筋均匀分布，箍筋￠8@150，加强箍筋￠14@2000，桩间距在电线杆处为1.0米，其它地段为1.2米；冠梁500*800，10根HRB400级18，箍筋、拉钩￠8@200，采用C30砼。

（2）坡道边坡、钢塔变形监测。

4.现场施工组织安排

由于现场狭窄，大型机械无法进入施工，且施工区域地下、地上均有高压电缆；对砼灌注桩成孔、钢筋笼安装、砼浇注较为困难；经多方面考虑、讨论决定按照以下组织实施：

①在施工前详细了解高压地下电缆走向、埋深以及接电线的辐射范围。

②砼灌注桩放线：为了尽最大可能远离高压地下电缆，桩位紧靠车库剪力墙外皮。

③由于打桩位置狭小无法使用大型机械进行砼桩施工，采用人工机械洛阳铲成孔工艺，机械选用1T卷扬机配三木塔、活底吊桶、双轮手推车等。

④钢筋笼加工：由于钢筋笼11米，钢筋长度9米，需接长2米，计划采用双面焊接工艺，用25吨吊车在地库顶安装，但最北侧4-5根钢筋笼受1#楼主楼位置影响，无法使用吊车，该部位钢筋主筋连接采用直螺纹一级连接，接头钢筋在场外加工后进场，

5.主要施工工艺和质量控制措施

（1）灌注桩放线定位：利用原1#楼主体定位，定出灌注桩中心位置，桩外侧与坡道剪力墙只留30mm空隙。

（2）机械洛阳铲成孔：

1）采用600mm机械洛阳铲在在桩位中心，利用卷扬机提升及下落进行挖土和垂直运输，闭合抓土，至地面卸土，依次循环成孔，直至达到设计标高。

2）灌注桩施工部位为前期基坑开挖土钉支护面，在自然地坪以下1.5米和3.0米处有土钉，影响到洛阳铲的施工；有土钉的部位桩径均扩大到700mm，用电焊切除。

6.结束语

锚注锚索槽钢耦合加固支护技术篇6

肥城煤田已采至深部, 井下巷道巷道已严重损坏, 破坏表现为顶帮开裂脱落、底鼓、两帮收敛, 影响到人员的安全, 因巷道底鼓变形也影响到正常运输安全使用, 给矿井安全生产带来严重影响。

1 巷道变形破坏原因分析

巷道变形破坏是多种因素综合作用的结果, 主要原因如下:

1) 由于-250m水平车场处在三灰之上的粉砂岩层位中, 粉砂岩厚10.62m, 呈深灰色, 质细、性脆易碎, 节理裂隙发育, 亲水性强, 遇水易软化膨胀, 岩体自承能力差, 自身强度低, 硬度系数f<3, 属不稳定的松软岩层, 支护难度大。

2) 峒室布置密度大, 泵房、变电所周围管子道、吸水井、配水井、配水巷等工程的施工, 导致巷道围岩应力的再次或多次分布, 巷道原有静压状态下稳定平衡被打破, 围岩发生显著变形位移和压力增大, 需要经历过应力重新分布达到新的平衡后, 巷道围岩才能重新稳定下来。

3) -250m水平车场处于矿101断层处, 受矿101断层的影响, -250m水平车场存有五条浮生断层, 造成顶板较破碎, 支护困难。

2 锚注、锚索、槽钢耦合支护技术的确定

现代支护理论强调, 围岩不仅是支护体的载荷, 更是具有自稳能力的承载体, 围岩的自稳能力远大于支护的作用, 因此近年来大力推广锚杆支护技术, 但在松软破碎围岩中围岩本身的可锚性差, 高强树脂锚杆的锚固性能难以发挥。针对-250m水平车场出现严重变形的情况, 根据工程地点的地质条件, 结合有关失修巷道支护方面的技术资料, 决定采用锚注、锚索、槽钢耦合支护对围岩进行加固, 以提高围岩的岩体强度和稳定性, 控制巷道的进一步变形。

3 方案实施

3.1 耦合支护原理

(1) 锚注、锚索、槽钢耦合支护是针对巷道围岩由于塑性大变形而产生的变形不协调部位, 以及围岩结构面产生的不连续变形, 通过锚注—围岩、锚索—围岩以及槽钢—围岩支护的耦合而使其变形协调, 从而限制围岩产生有害的变形损伤, 实现支护一体化、载荷均匀化, 达到巷道稳定的目的。

(2) 锚注、锚索、槽钢耦合支护材料主要包括槽钢、注浆锚杆、锚索, 它们在整个体系中所起的作用是不同的。

(3) 在锚注、锚索、槽钢耦合支护中, 注浆锚杆是一种特制的中空锚杆, 利用这种锚杆的外段进行锚固和封孔, 而利用其内段进行射浆, 从而达到锚注合一的效果。通过对产生变形的围岩进行预注浆填充加固, 提高围岩的物理力学参数, 使之增强可锚性, 提高注浆锚杆的锚固力, 然后在注浆管上安装特制托盘, 使注浆管起到全长锚固锚杆作用。

(4) 槽钢的主要作用是弥补注浆锚杆支护能力不足的缺陷, 将巷道围岩控制在其应许变形范围内, 避免因过度变形而破坏围岩本身的承载程度, 从而提高支护的整体性, 达到巷道的正确维护要求。

(5) 锚索作为一种新型的加强支护方式, 由于锚固深度大, 可将浅部不稳定煤层锚固在深部稳定煤层中, 同时可施加预紧力, 主动支护围岩, 能够充分调动巷道深部围岩的强度。

3.2 加固支护设计

注浆泵选用2TGZ-60/210型双液调速注浆泵。注浆材料:425#普硅水泥;水玻璃:浓度30~45°Bé, 模数:2.4~3.1;注浆锚杆用无缝钢管制作, 总长1800mm, 注浆段500mm, 其上钻有若干个交叉的射浆孔, 锚固段1100mm, 尾部螺段100mm, 注浆锚杆外径21.25mm, 内径￠15mm。注浆范围确定在围岩周边1.8~2.5m深度以内, 沿巷道2.4m划一注浆段, 每段布置8个注浆孔, 拱部4个, 两帮各两个, 底孔距底板300mm, 下扎角度30~45°;注浆液以单液水泥浆为主, 水灰比0.8:1~0.6:1, 局部加水玻璃, 注浆压力控制在2~3Mpa, 注浆量和注浆时间视围岩是否吸浆或注浆孔周围是否出现跑浆等灵活确定。锚索选用原材料为￠5mm*7高强度、低松弛粘结式钢绞线, 直径为15.24mm, 长度6米, 采用4根Z2335树脂药卷固定。锚索间排距为1600×800mm。槽钢排距800mm, 每根槽钢必须埋入底板下200mm。加固结束后, 再喷100mm厚的砂浆, 以达到及时封闭围岩的目的。

3.3 施工工艺

刷大巷道断面至设计要求→打注浆锚杆孔→安装注浆锚杆→注浆→按槽钢眼距定好眼位打眼→安装锚索→挂网→安装槽钢→喷砼100mm→矿压观测

3.4 施工安全技术措施

(1) 注浆锚杆要求垂直于岩面, 底角注浆锚杆孔下扎30~45°。

(2) 注浆前先用清水冲洗管路并压力导通围岩裂隙, 并注意观察周边漏液情况。

(3) 浆液配比、水灰比和注浆终压应满足设计要求。起始时水灰比适当减小, 20分钟后注浆压力不上升, 提高浆液浓度。

(4) 注浆应当连续, 因故停止注浆或注浆结束时, 必须注入清水, 清水注入量不小于注浆孔的容量, 然后取下注浆管吸入清水冲洗注浆机及管路。

(5) 注浆时, 一边注浆一边搅拌, 防止浆液沉淀。

(6) 注浆暂停或停止前应先关闭高压阀, 后停机, 再拆卸管路, 开始注浆时应先开机后开高压阀。

(7) 每班应有专人对注浆各项参数进行记录, 包括各孔注浆量、终止压力、浆液水灰比、吸浆速度、吸浆进度, 并与下班记录人员交接清楚, 以免出现漏注、注入量不足或重复注浆, 并及时汇报, 以便提出更合理的注浆方案。

(8) 注浆过程中, 若发现巷道表面有跑浆现象, 可提高浆液浓度, 必要时可先注漏浆区域, 待漏浆区域浆液凝固后再注一孔。

(9) 锚索孔深误差控制在±30mm。

(10) 每孔用4支树脂药卷, 必须充分搅拌, 锚索搅拌树脂药卷过程中, 不能停顿, 搅拌时间不得少于25S。

3.5 矿压观测

为了检查锚注、锚索、槽钢耦合支护的支护效果, 在-250水平车场进行了设点观测, 从60天观察结果看, 上帮收敛量为65mm, 下帮收敛量63mm, 顶板下沉量为22mm, 巷道加固30天后, 顶底板和两帮的围岩变形都趋于稳定, 此后巷道收敛速度率明显减小, 确保了-250水平生产的安全正常运行。

4 结语

实践证明, 根据“围岩+支护”共同作用原理及岩石强度理论, 采用锚注、锚索、槽钢耦合支护技术加固围岩, 解决了巷道重复修复的支护问题, 巷道支护是稳定的。S

摘要：针对矿井支护困难的问题, 选择锚注、锚索、槽钢耦合支护技术进行加固支护, 达到理想的支护效果。

矿井巷道支护加固中注浆技术的应用篇7

关键词：巷道支护,巷道冒落区,注浆加固

0 引言

出现冒顶问题大多是在巷道通过矿岩接触带、断层以及破碎带等地段。巷道围岩注浆加固理论,使用围岩壁内注浆技术,能提高围岩力学性能,加强其整体性和控制其变形,支护机理主要体现在:(1)围岩继注浆后可良好地闭合先前的裂隙、节理,控制它们深层次地发育,改善围岩强度;(2)普通锚杆能通过注浆技术拥有全长锚固锚杆良好性质,对加固巷道破碎围岩十分有利;(3)注浆能加强围岩的残余强度,提高其内摩擦角,增强岩体的支撑能力;(4)注浆后,提高了围岩的整体性,减小了其松动圈半径,使其应力圈状态得到改善。

1 巷道围岩的可注性

围岩的可注性是指在单位浆液压力下,单位体积被注浆岩体的注浆量。单条裂隙的裂隙长、宽度同它的渗透量呈现正相关,围岩的注浆性能受其很大影响,因此,应认真调查围岩裂隙。由于岩体的非均质各向异性,造成浆液在岩体内部不同方向渗透不均匀。我们在研究渗透性时,浆液的渗透系数有着关键作用,围岩孔隙率自身和浆液的性质等因素都决定着渗透系数。构造带岩体通常较为破碎,具有相对大的渗透系数。

渗透系数表达式如下:(1)

式中:k为渗透张量;ρ为流体密度;μ为流体粘滞系数。

当渗流在岩体中表现为各向异性时,通常用渗透张量来表征围岩的渗透特性。下面是各向异性岩体的渗透张量表达式:

式中:be(l)为第z组不连续面的等效水力开度;λ(l)为第Z组不连续面的间距;n(l)为第Z组不连续面的法线方向余弦;δij为Kmnecker函数;g为重力加速度;μ为流体粘滞系数。

2 注浆方案设计

2.1 注浆范围。

开挖轮廓线外2~3m,要求开挖区顶板以上不小于3 m,两帮以外不小于2m。

2.2 注浆段长。

我们使用钻杆注浆,满足各段注浆有2m的长度,开挖1.5m,并且预先留0.5m以作止浆墙。

2.3 钻杆布置。

自开挖轮廓线向上和两侧辐射状布置注浆钻孔。每循环布置见图1。

2.4 注浆压力。

按照经验数据,注浆终压应不大于2.0MPa。

2.5 浆液注入量。

首先根据各根钻杆设计的固结体积,然后按照冒落矿岩的孔隙率,充分考虑到浆液损耗系数和浆液有效填充系数,在设计中,单根钻杆浆液注入量是300~400L。

2.6 注浆结束标准。

从原则上来讲,注浆终压应满足设计要求,同时进浆量在设计的80%以上。

3 注浆施工

3.1 注浆材料及配比

(1)使用425#普通硅酸盐水泥和波美度为420,模数为2.4~2.8的水玻璃双液注浆。(2)根据注浆设计规定以及现场施工条件,我们确定了以下两种配比范围:一是1:0.6~1:0.8;二是0.5:1~1:l,凝胶时间是50—100s。

3.2 注浆设备

(1)钻孔设备。使用YT一28型气腿式凿岩机钻孔。钻杆规格为Φ28mm×6mm,长为2~2.5m,旧柱齿钻头(规格为Φ38mm)安装在其前端,其尾部车有螺蚊,另外钻杆使用的是厚壁无缝钢管制作的。在钻孔的过程中,钻杆尾部经过套筒和活动钎尾相连;在注浆时,其经过联接头和注浆泵的胶管连接。钻杆顺着长度方向钻有数10个注浆小眼,其规格为Φ6mm。(2)注浆泵。我们使用的双液调速高压注浆泵,其型号为2TGZ-60/210。(3)搅拌机。我们使用的是同注浆泵(TGZ-60/210型)相配套的搅拌机。

3.3 注浆工艺

(1)注浆顺序。依据的原则是先两帮后顶板的顺序。各侧帮的顺序应为先下再上,顶部的顺序为从一边按次至另一边。为了容易将各冒落松散矿岩表面的浮粉去除,加强注浆粘结体的强度,在各孔注浆前,我们通常先使用适量的清水压注。(2)浆液配比。按先稀后浓逐级变换配制。(3)异常情况处理。在施工过程中往往会产生吸浆管不吸浆等现象。出现此种异常情况是由于停留在混合段排浆管内的水玻璃浆液凝固速度快造成的。我们要马上把泵的两个进浆管放入清水,并且为了方便解决异常现象后继续注浆,还应更换高一级泵速冲洗混合排浆胶管和钻杆。

3.4 注浆后开挖与支护

(1)采用人工配风镐的方式开挖,局部需要打眼爆破时,要在最大程度上控制炸药量。(2)每循环开挖进尺均在1.5m上下,开挖完毕,马上采用喷射砼以作暂时支护;开挖时,在注浆不是很好的地方,应使用木棚进行支护。通常每开挖两到三个循环后,应再使用喷射砼做二次补强支护。

4 注浆效果

4.1 通过观察开挖后掌子面的固结状况,可获得良好的固结效果,在岩体中具有密实的浆液,对掌子面进行取样测定,7d的固结强度均大于5MPa。

4.2 在开挖掌子面时,开挖区下半部分用人工配风镐进行,上半部分采用打眼爆破手段开挖,因为固结良好,先前设计注浆后用木支护的方法就不需要了,通常情况下,只需要喷射砼作补强支护就可实现预期效果。

4.3 对注浆地段两个不同断面的巷道进行6个月的监测,可以看出加固后的前2个月巷道四周有显著的收敛,第3个月已达到稳定效果。

4.4 实践证明。采用水泥———水玻璃作为胶结材料,以注浆技术加固塌落岩体具有可行性。然而,假如要加固相对松软的石英角斑凝灰岩,并实现相同的效果,则仍需要我们进一步开展工作。

参考文献

[1]杨天鸿,唐春安,徐涛等.岩石破裂过程的渗流特性一理论、模型与应用[M].北京:科学出版社,2004.

[2]马国彦,常振华.岩体灌浆排水锚固理论与实践[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

煤仓硐室修护加固支护技术及应用篇8

1 工程概况

义煤公司常村煤矿21延深上部煤仓硐室于2006年8月建成投入使用, 原煤仓硐室设计长13m, 净宽4.2 m, 净高3 m, 采用砌筑混凝土墙, 头顶安设工字钢梁支护。煤仓硐室位于2-3煤层中, 上侧为正在回采的21150工作面, 西侧为已经回采完毕的21180工作面。

21延深煤仓硐室顶部为21延深煤柱工作面采空区, 硐室处于支撑压力影响区, 硐室围岩压力远远大于原岩应力, 同时受上侧21150工作面回采动压影响, 矿压现象持续显现。硐室两侧的碹体抗弯曲能力差, 锚杆长度短, 不能有效抵抗两帮侧压力, 硐室两侧混凝土墙侧移开裂严重, 两侧墙向中间收缩0.7 m;硐室顶部原工字钢梁抗弯强度低, 原工字钢梁弯曲严重, 变形后最低处巷高仅有1.7 m, 已远远不能满足胶带正常运转。

2 21延深上部煤仓支护设计

通过对煤仓硐室围岩状况分析, 采用锚网 (索) 架工字钢对子棚、砌筑混凝土墙、头顶安设箱式梁的支护方案。

煤仓硐室扩修前将硐室原支架及两帮混凝土墙拆除, 两帮挂金属菱形网, 打20 mm×2 500 mm全螺纹锚杆, 间排距0.7 m×0.7 m。支架梁上自下向上依次背设一层钢筋网和背板。架4.5 m×3.7 m (梁长×腿长) 工字钢对子棚, 工字钢对子棚间距0.5 m, 支架之间用金属拉杆固定 (图1) 。

支架架设完毕, 在硐室两帮加打20 mm×2.5m全螺纹锚杆作为悬臂锚杆, 并补打17.8 mm×6.0 m锚索。悬臂锚杆间排距0.8 m×0.8 m, 外露长0.6 m, 每排4根;锚索间排距1.0 m×1.5 m, 每排3根, 外露锚索头过两帮支架梁净口0.3 m。对硐室两帮进行混凝土砌碹, 砌碹平均厚度0.7 m, 砌墙后距支架梁0.5 m时, 在两棚支架中间顺支架梁方向放置5.2 m长36b工字钢箱式梁进行砌碹, 箱式梁间距0.5 m, 梁与梁之间放置工字钢短节, 每2根梁之间共放置4根工字钢短节。

对箱式梁两端及以上空间进行混凝土封闭, 封闭完毕后, 将两帮锚索张紧。施工工艺如图2所示。

3 效果分析

硐室施工完毕, 在硐室中间设置1组观测站, 按“十字法”布点在硐室顶底板及两帮各布置4个测点, 每10 d观测1次, 巷道顶板及两帮围岩经50~60 d变形基本趋向稳定, 顶板下沉量约30 mm, 两帮移近量约50 mm, 围岩位移总量较小 (图3) , 优化支护设计后的煤仓硐室围岩变形得到了有效控制。

4 结论

(1) 21延深煤仓硐室位于采空区下, 覆岩强度低, 支架自承载能力差, 同时受邻近工作面回采动压影响, 原有支护强度不能有效控制围岩变形, 是造成硐室破坏的主要原因。

(2) 采用锚网 (索) 架工字钢钢对子棚, 砌混凝土墙, 头顶放置箱式梁, 并与两侧混凝土墙浇筑成一体的支护技术, 与传统支护方式相比, 实现了支护体强度和刚度的耦合, 提高了支护结构的承载力。

(3) 通过对煤仓硐室变形监测, 围岩最大变形为顶板30 mm, 两帮50 mm, 说明优化后的煤仓硐室支护方式充分发挥了围岩与支护体的整体力学效应, 能够有效控制巷道围岩变形, 降低硐室返修次数, 增强煤仓硐室服务年限。

参考文献

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[2]姚锋.千吨煤仓快速修复加固施工技术[J].山东煤炭科技, 2005 (5) :23-34.

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[7]陈炎光, 陆光良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1994.

支护加固篇9

赵庄煤业公司矿井为晋煤集团新建特大型矿井, 设计生产能力600万t/a。而处于特殊地质条件下各类巷道均布置在主采的3#煤层中, 主要巷道和硐室均采用锚网梁、锚索、喷浆等组合支护系统。地勘资料显示, 赵庄煤业井下地质构造多、有较大的含水量、高瓦斯, 煤质较为松软, 顶板岩层存在不稳定泥岩层。由于巷道围岩条件复杂, 随着矿井的开采, 采掘动压影响导致巷道变形加剧, 尤其是服务期长的矿井开拓巷道和准备巷道, 严重的变形破坏已影响矿井正常生产和安全[1]。因此, 亟需开展相关的研究, 以从根本上解决深埋特殊地质条件下巷道围岩稳定控制和支护技术难题, 为煤炭资源的安全、高效开采提供理论支持和技术保障, 这对赵庄煤业的可持续发展具有重要现实意义和工程应用价值。

2 巷道支护与加固技术实施方案

针对赵庄煤业矿井的地质及围岩条件, 提出以全断面锚索支护, 全断面二次注浆加固和全断面复注和复喷进行加强支护。

2.1 全断面锚索支护

巷道断面为矩形, 原设计净断面为5 600 mm×4 350 mm, 考虑两帮煤体的分区破裂导致的大变形, 确定煤帮和顶板预留150 mm的变形量, 喷浆厚度150 mm, 底板铺层厚度300 mm, 设计巷道掘进断面为6 200 mm×4 650 mm, 净断面为5 900 mm×4 200 mm。

巷道开挖成型后, 顶板采用高强预应力锚索进行支护:预应力锚索采用准22×8 400 mm的高强低松弛预应力钢绞线制作, 锚索孔准30 mm;要求锚固长度不小于1 500 mm;间排距设定为1 050 mm×1 200 mm。巷道的两帮采用低预应力锚索支护:每个断面布置10根准22×5 400 mm锚索, 锚固长度不小于1 500 mm。所有锚索托盘采用高强度可调心托盘, 为允许巷道两帮发生变形, 释放内部高应力, 对两帮锚索施加100 k N的预紧力。锚索间排距为950 mm×1 200 mm, 北辅运巷的锚网喷支护结构如图1所示。顶板和两帮的钢筋托梁采用准16 mm的钢筋焊接。钢筋网片用准6.5 mm钢筋焊接, 尺寸为1 150 mm×3 000 mm, 网孔为100 mm的正方形, 要采用不少于150 mm搭接长度进行勾接。

全断面锚索施工完成后, 喷射混凝土对巷道围岩进行封闭。喷射混凝土选用C20, 掺3%~5%的速凝剂, 喷层厚度不少于100 mm。

2.2 全断面二次注浆加固

在上述初次全断面锚索支护加网喷支护的基础上, 对巷道浅部围岩进行低压浅孔注浆, 实现对全断面围岩进行加固。通过高预应力锚索的锚固作用和二次注浆加固, 可以将前期施工的锚索变成全长锚固, 与围岩形成整体结构[2], 从而实现支护结构与巷道围岩的共同承载效应, 提高现有支护结构的整体性和承载能力, 保证围岩在巷道服务期间的稳定。

注浆管布置在初次支护的两排锚索之间, 帮部采用二三间隔布置, 顶板采用四五间隔布置的形式, 注浆管排距1 200 mm。注浆管使用DN25的钢管打花孔加工制作, 管长1 000 mm, 注浆孔的封孔长度不少于400 mm, 注浆孔准45 mm, 钻孔深度2 000 mm。为保证注浆质量, 必须对注浆孔口封闭密实, 注浆管可同初次锚索支护同时施工, 以便利用喷射混凝土形成对注浆孔的有效封堵。

低压浅孔注浆浆液采用水泥-水玻璃浆液, 水泥使用普通硅酸盐水泥, 浆液水灰质量比介于0.8~1.0之间, 水玻璃占浆液内水泥使用量的3%~5%。注浆压力约2.0 MPa, 注浆过程中注意观察原有喷层状态, 若有开裂及时停止注浆。北辅运巷低压浅孔注浆管布置如图2所示。

2.3 全断面复注复喷强化支护

采用高压深孔渗透注浆的方式对巷道深部围岩进行再次加固, 其注浆管与原有的低压浅孔注浆采用的是同一组注浆管, 注浆前需要用小直径钻头对原有注浆孔扫孔, 要求达到5.0 m左右的扫孔深度。高压深孔渗透注浆是在原有注浆围岩浅层加固圈前提下, 对深层围岩进行加固, 注浆压力较高, 浆液的渗透范围更大, 效果更好, 原有的加固圈可确保在高压条件下巷道表面围岩及喷层不发生破坏, 可以明显提高巷道破碎围岩的稳定性, 保证巷道的安全使用。北辅运巷高压深孔注浆管的布置如图3所示。

高压深孔渗透注浆主要技术参数:浆液采用普通硅酸盐水泥, 浆液水灰质量比在0.5~0.6之间, NF减水剂的用量占浆液中水泥使用总量的0.7%。在注浆过程中注意注浆量的变化, 当围岩裂隙较小、注浆难度较大时, 可用超细水泥代替原硅酸盐水泥, 保证巷道围岩的注浆加固效果。

施工过程中注浆压力在3.0~5.0 MPa之间, 高压复注完成后再次对巷道围岩表面进行喷浆, 喷层厚度不小于50 mm, 加上原有砼喷层, 使总喷层厚达到150 mm。最后在巷道底板铺设一层300 mm厚的混凝土, 改善底板面层质量。

3 不同支护方式下巷道围岩变形破坏演化规律的数值模拟分析

为了模拟不同支护方案对巷道围岩稳定性的影响, 建立FLAC3D三维力学模型[3], 在数值模拟中选定最大水平主应力为14.83 MPa, 垂直主应力为12.63 MPa, 最小水平主应力为8.12 MPa, 围岩弱化50%, 分别模拟在无支护、锚网索支护、锚网索+浅孔注浆与锚网索+浅孔注浆+深孔注浆4种不同方案下巷道围岩的稳定特征。巷道开挖后塑性区的分布范围如图4所示, 不同支护方式下巷道围岩破坏深度如表1所示。

从图4和表1可以看出:巷道开挖后顶板和两帮围岩变形破坏较为明显, 以剪切破坏为主。最大破坏深度达4.5 m左右。随着支护强度的提高, 围岩的塑性区破坏范围逐渐减小, 采用锚网索+浅孔注浆+深孔注浆加固后, 围岩的塑性区范围减小到了1.5 m左右。数值计算同时生成了位移云图, 从位移云图数据可以得知, 最大竖直位移发生在顶板中央, 最大水平位移产生于两帮中央, 且两帮的位移比顶底板的位移量大, 为了方便分析将图中不同侧压力系数下的最大围岩水平及竖直位移列于表2中。由表2可知:随着支护强度提高, 围岩变形逐渐得到了控制。采用锚网索+浅孔注浆+深孔注浆加固后, 围岩的最大变形量减小到了75 mm左右, 有效地控制了围岩的变形。

4 工程应用与围岩稳定性评价

2010年9月—2011年1月, 按照所确定的动态叠加支护与加固技术方案进行了北辅运新掘巷道的支护与加固工业性试验。在北辅运巷施工与使用期间, 布置了3组表面变形测点, 监控围岩变形情况。监测结果如图5所示。

经过4个多月的连续监测, 北辅运巷的两帮最大移近量及顶板最大下沉量分别为94 mm和37 mm, 小于要求的变形量 (加固1 a内两帮内挤量控制在200 mm, 顶板下沉量不超过150 mm) , 围岩稳定, 控制效果良好, 达到了项目计划要求。

5 结语

根据赵庄煤业矿井煤层围岩应力条件, 在分析3种方案特点的基础上, 确定的动态叠加支护和加固技术取得了良好的控制效果, 成功解决了煤层巷道的支护难题, 有效控制了巷道围岩的变形破坏, 保证了巷道服务期间的安全、正常使用。

摘要：针对赵庄煤业公司矿井复杂的地质条件, 提出全断面锚索支护、全断面二次注浆加固、全断面复注和复喷加强支护3种方案, 运用FLAC3D进行数值模拟, 在分析对比模拟结果的基础上, 确定支护加固技术, 并通过长期的跟踪监测确定支护方案的效果和可行性, 成功地解决了赵庄煤业矿井复杂地层下巷道支护与加固技术的难题。

关键词：复杂地层,巷道支护,围岩加固,数值模拟,注浆

参考文献

[1]常聚才, 谢广祥.深部巷道围岩力学特征及其稳定性控制[J].煤炭学报, 2009, 34 (7) :881-886.

[2]柏建彪, 侯朝炯.深部巷道围岩控制原理与应用研究[J].中国矿业大学学报, 2006, 35 (2) :145-148.

支护加固篇10

摘要：在水利水电工程中，高边坡技术是一项非常重要的施工技术，高边坡一般指土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡。在我国的水利水电工程建设中，存在很多高边坡，这些高边坡的稳定程度决定着工程的安全，在很多的水利水电工程中，常常出现一些因为高边坡造成的事故，严重威胁到施工安全和人员安全。因此探讨高边坡开挖支护以及加固技术极为必要。

关键词：水利水电工程；高边坡开挖；加固技术；应用

一、高边坡失去稳定性的原因

在我国很多的水利水电工程建设中，设计工作是关系施工整体质量和稳定度的重要因素，如果工程中的设计人员不能提高对设计工作的重视度，采取不合理的设计方法进行设计，就会出现边坡不稳定的状况。此外，很多施工单位为了能够超前完成工程任务，会缩短工期，而缩短工期最有效的方法就是爆破和挖凿，这些方法也会带来一定的安全隐患。还有一方面，在工程建设中施工现场会出现积水渗透问题，这些渗透问题不解决也是非常严重的安全隐患。还有很多施工单位不能够合理地按照要求施工，施工材料和施工设备应用的不合理等问题长期存在，都容易引发安全事故。在水利水电施工中还常常出现高边坡下滑的状况。但是如果地下岩石非常坚固或者强度非常高的话，边坡的稳定系数就高。外在地貌优越，张应力就会大大减少，也会由此减少裂缝的产生。

二、水利水电工程施工中高边坡开挖技术研究

现以某抽水蓄能电站上水库库岸高边坡的开挖实际情况进行简述：

（一）对表土植被层进行清理

施工人员应对存在施工障碍的表层植物进行相应的清理，清理范围应扩展至施工地段的五米之外。同时在对树根等位置挖出过程中，应将其开挖范围扩展至距离开挖区的3m之外。在施工中，施工人员需要加强对开挖区域野生植物的保护，避免由于人为施工对自然环境等产生消极影响。

（二）开挖土方

先将覆盖层及土方开挖一个梯段高度，再采用1.8m?液压反铲按照测量放样开口线沿马道方向形成边坡开口，自上而下分层开挖，分层厚度3m，前期工作场面较小时，采用液压反铲削坡甩料，SD22推土机平整场面。开挖工作面大于10m后，由液压反铲直接装20t自卸车。同一层面开挖施工，按照“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。

（三）开挖石方

石方开挖在每个梯段土方开挖完成后进行。石方开挖采用自上而下分层钻爆开挖的施工方法，分层梯段高度为3.0～7.5m，根据边坡马道及建基面调整；底部预留1.5m保护层；永久石方边坡均采用预裂爆破；岩石开挖采用梯段微差爆破。

（四）边坡预裂施工

预裂随梯段爆破施工進行，在每层开挖前，先用推土机将边坡线附近的浮渣清理干净，测量根据开挖边坡准确放线，在已经开挖完成的岩石边坡用脚手架管搭设钻机机架，机架搭设倾角与边坡坡比相同，钻机紧靠机架安装，安装就位后用量角器测量钻杆斜度，确认与边坡斜度相同后再进行钻孔施工。为保证钻孔质量，钻孔深度随梯段高度计算，原则上尽量低于15m，以免孔底误差增大。

（五）保护层开挖方法

建基面及边坡马道采用预留保护层的开挖，保护层一般预留1.5m厚，爆破施工时间要滞后同施工段的下层边坡预裂。

建基面预留保护层采用分层开挖、火花起爆的施工方法。按照设计高程进行放样，并将每个钻孔的位置用油漆标明。同时根据作业指导书的要求，采用YT-28型手风钻造孔，孔径φ42mm，装药直径φ25mm；第一层钻孔深度0.7m，第二层钻孔深度0.6m，第三层0.2m采用人工撬挖。

三、水利水电工程高边坡支护加固施工技术分析

（一）锚喷支护施工的应用

在水力发电站的高边坡支护工程中应用非常普遍，尤其是利用边坡锚杆开展最早的支护工作。例如某水利水电工程，主要分成3个施工区间，按照河流上下游的方向，并且分区的特点都是从外向内推进的，每一分区的面积在600m2左右，在区域间的水利工程项目施工时，采用的都是水平流水作业的方式。在该工程中，在后边坡高477m之内的厂房的建设工程中、在右坝肩高530m的工程建设中、以及在放空洞出口高465m的建筑范围内，都可以采用锚杆支护的技术。通常锚杆依照梅花的形状来进行布置，倾角控制在30°上下，要选择符合标准的焊管和扣件，还要搭建好临时的脚手架施工平台，做好安全防护的措施，最好在脚手架上面铺设比较结实的竹胶板，还要在支架周围安装安全网，切实保证施工人员的人身安全。在进行锚杆钻孔时，通常使用的工具是手风钻和YQ—100B简易潜孔钻，采用孔径为48cm的焊管，搭设的脚手架高度在2.2m上下，在实施钻孔时，要依据岩石的纹理和走向以及具体的倾角情况，及时调整锚杆孔的角度大小，钻头的选择标准一般是要比锚杆本体的直径大些，程度控制在18cm上下。当钻孔的深度达到标准需要时就可以利用高压风将内部的杂质彻底清除，为下一步的施工提供便利条件。工程中采用的锚杆型号应为普通的螺纹钢筋，具有经济可靠性。

（二）做好喷混凝土和贴坡混凝土的支护工作

喷混凝土也是在早期的高边坡支护过程中经常使用到的方式，主要的实施内容就是强化和封闭已经开挖好的基建面层，有效降低水利水电工程基建面在阳光下曝晒的频率，并减少风吹雨淋的次数，保证基建面的质量。此种方式广泛应用于厂房高边坡的开挖工程中、防空洞出口的开挖过程中、右坝肩开挖的过程中，可以起到良好的支护效果。

（三）预应力锚索施工的实施

作为支护施工的一部分，预应力锚索施工在实施中，应做好以下几个方面工作：①在施工准备阶段，对施工现场进行全面、系统的考察，及时发现存在的问题，并采取相应的措施加以调整和优化，减少突发状况对施工进度等方面产生的消极影响。②如若采取潜孔锤进行钻孔，应进行合理的除尘防护处理，清除松动的岩块，避免设备钻孔产生的冲击力，引发岩块掉落伤人等危险情况。③针对钢绞线，应利用特制的支架下料，避免其弹出对施工人员人身安全构成威胁，同时，管理人员要到施工现场进行指挥。

（四）做好排水孔的施工工作

在水利水电工程的施工中，要充分考虑到高边坡的日常生产排水问题，如果排水工作没有做到位，山体中的水就会给水利水电工程的高边坡施工带来很大的影响，严重的时候会造成坍塌的事故。为了防止此类事故的发生，在进行施工防护时经常使用的支护方式就是在高边坡坡上开挖永久的排水孔，这样就可以有效降低山体内部的水压力，保证施工工程的稳定性。此种方法在喷混凝土和贴坡混凝土的范围内广泛使用，并取得了明显的效果。在该工程的施工中采用的是20m3/min的空压机，同时与YT—28型的手风钻以及相关设备相配合使用。所需要挖掘的排水孔的孔径大小通常为50mm，依照美化的形式进行分布，排水孔的仰角控制在10°左右，并要和锚杆保持一定的距离。