[摘要]本文结合实际工程详细介绍了深基坑支护中喷锚支护技术在软弱土层中的设计和施工工艺，并提出了这种技术在实际使用时应采取的几项主要措施。
[关键词]深基坑支护；喷锚；压浆；管涌；帷幕桩
XX新城区XX路地下通道工程长度515米，宽度20米，钢筋砼底板加剪力墙，敞开式顶盖，车道呈“一”字型东面走向。开挖深度-9米，局部抽水泵房为-12.2米。基坑南面紧邻园林绿化公园，23米外为人工河流，北面与地下车库相连，由于场地条件的限制，决定了只能用垂直开挖支护方法。地下通道场地地形平坦，地貌属*****平原。基坑支护范围内地层自上而下依次为：①碎石砂性杂填土层自然地坪至-4米；②淤质粉质粘土层-4至-5.6米；③粉砂层-5.6至10.6米；④淤泥质粘土层-10.6至-24.5米，土层特性是上硬下软。
1. 深基坑支护方案的选择
原设计的基坑支护方案采用SMWZ法，即在基坑周边做直径Ф650水泥搅拌桩（内插500mm和700mm的H型钢），并用Ф609ⅹ16mm钢管做2~3道水平支撑。该工法有两点不利因素，一是一次性投入的型钢材料费用太高；二是部分水平支撑要依靠邻近的地下车库底板上设置的牛腿作支撑点，进度不能满足要求。有鉴于此，经反复研讨论证，对原设计的支护结构提出了一个优化方案，即采用钻孔桩加锚杆支护技术作为基坑支护方案。钻孔桩加锚杆支护技术是在钻孔桩之间基坑壁上设置一定长度和密度的锚杆体，锚杆体通过横梁与钻孔桩、喷射砼面层结构形成支挡体系。挡土体系与坑壁原位土体牢固地结合在一起共同工作，形成重力挡土墙式的支挡结构，从而提供坑壁土体的整体刚度与稳定性，在机理上属于主动制约机制的支护类型。
2. 支护结构设计
本工程支护结构的设计包括钻孔桩及水泥搅拌桩止水幕墙设计、锚杆设计、喷射砼面板墙设计以及底板搅拌桩封闭防渗墙设计4个部份。工程基坑平面及锚杆支护剖面示意如图1、2所示。
2.1钻孔桩及水泥搅拌桩止水幕墙设计止水幕墙分二部分。第一部分是南侧靠中间的CD段为全段最深部位，该段长度290m填土层较厚，且结构松散，外侧设置一排直径650mm，中心距450mm，互相咬合200mm，桩长13-18m的水泥搅拌桩起阻水作用。内侧设置一排直径800mm，中心距1000mm，桩长17m的钢筋砼钻孔桩，桩顶设0.7mⅹ0.9m的钢筋砼连顶梁。第二部分是其它部段，设置双排直径650mm，中心距450mm，互相咬合200mm，桩长10-18m的水泥搅拌桩起止水作用。
2.2锚杆设计
锚杆采用全摩擦型，材料采用直径48mm钢管，其倾角、长度、纵横间距和锚固体尺寸等各要素随各基坑段的地质条件和坡度的不同而变化。锚杆长9~16m，倾角100-150，纵横间距均为1.3m。在锚杆锚固段范围内，在钢管上钻直径6mm，间距为0.3m的注浆孔，并在孔上焊防沙罩。锚杆集成锚，拉杆，套管和注浆管于一体。
2.3喷射砼面板墙设计由喷射砼与钢筋网组成钢筋砼面板墙结构。支护面层均为二次喷射C20细石砼，厚度为100mm，中间夹有两层双向钢筋网，底层是Ф6.5mm＠200ⅹ200mm钢筋网，面层是用2条Ф16mm加强筋焊接网。
2.4车道底板以下周边防渗墙设计在地道底板以下设置一圈水泥搅拌桩防渗墙形成封闭区域，目的是减少周边水体渗入底板以下范围内，对底版形成浮力。防渗墙水泥搅拌桩桩径为Ф650mm，底板以下桩长10米，桩顶要嵌入底板内5cm，从地面施工时，钻孔深度为18m。
3. 主要施工方法
3.1水泥搅拌桩的施工:
①特别注意桩位放线准确，桩位搭接200mm，施工钻杆垂直偏差小于1%，采用上下两次四搅，四喷复喷工艺，使搅拌部位均匀密实。
②水泥浆配制用32.5R普硅水泥作固化剂，掺入量为20%，水灰比0.6，水泥用量111kg/m。
③钻孔压浆前先计算出每条桩的水泥用量，并倒入搅浆池一次性搅好，用检测仪测出浆液浓度，试配后一次性成桩，以确保成桩质量。
④严格控制钻进速度、提钻速度和水泥浆的进浆量，以求达到20%的水泥用量能够均匀地与土体搅拌成桩。
⑤成桩28天后按桩数量的2%抽芯取样，送质量检测中心做无侧限抗压试验，要求抗压强度达到1.5Mpa即可开挖土方。
3.2土方开挖与喷锚网施工：
①首先在原自然地面往下全程开挖2米深，然后再进行搅拌桩施工与进点降水，以减少土压力和降低支护桩的深度。
②土方开挖要与锚喷网施工同步进行，土方分层开挖深度要与锚杆步距一致，不得超挖，开挖工作面段长不得超过15米，基坑沿搅拌桩分三层垂直开挖。
③基坑支护面自上而下采用风动工具打入6道Ф48mm注浆锚管，为防止打入时孔被泥土堵塞，孔上要焊防沙罩；为防止注浆时，浆液自动外流，按与水平线夹角150的倾角将锚管打入地层，用注浆泵将泥浆池中搅拌好的水泥浆泵入管中，压力不小于0.6Mpa。水泥浆通过锚管上的小孔向外射入地层与锚管之间的空隙以及地层中的自由水所占的空间渗透，水泥浆中加入适量的速凝剂，使之在较短的时间内具有强度，使侧壁土体达到稳定状态。
④在喷锚支护面层先绑扎两层双向钢筋网，底层是Ф6.5＠200X200mm的钢筋绑扎网，面层是Ф16加强焊接网，作为锚头固定用；然后二次喷射C20细石砼，厚度为100mm以保护基坑壁面。
4. 喷锚支护在淤泥土层中使用时应采取的几项主要措施
4.1锚管在施工中的实际抗拔力究竟有多大？这是喷锚支护技术的关键所在。为切实了解碧水路地道土层中锚管的锚固力，专门在地道边坡上做了4组锚管试验，两组长度为12m，两组长度为15m，测得的实际抗拔力均超过140KN，已能满足单锚的设计值。由于锚管的抗拔力取决于水泥浆液在土体中的扩散半径范围，范围越大所形成的锚固体就越大，与土壤的磨擦面积越大。因此，施工中应严密观测注浆压力变化和进浆量。
锚管抗拔力还取决于锚管的横截面积。本工程采用外径48mm，壁厚δ=3.5mm的钢管，其横截面积W=4.89cm2，每延米重量为3.84kg，按3#钢的极限抗拔强度计算，σ=3800Kg/ cm2，锚管自身断裂极限抗拔力为3.85 cm2ⅹ4.89 cm2=18.58t，满足设计要求。
4.2井点降水施工：这次地下通道施工能够顺利地进行，降水措施得当也是非常重要的因素。本工程共设26口降水井，井距15m，井深17.5m，降水井的位置在通道的中线上。降水井用反循环钻机成孔，孔径为Φ800mm，成孔后下放直径Φ600mm的钢筋笼，钢筋笼外侧包铁纱网作为滤管，管外与井壁之间回填碎石滤料。井内下设潜水泵一台。在施工中，人工河虽然离地下通道很近，但降水井的出水量并不大，基本每小时抽一次，每次两分钟左右即可保持明水位在底板以下3米的位置，这证明防渗墙的作用是比较明显的。
4.3信息化施工：为了随时掌握设计支护体系是否有足够的强度来保证基坑的变形要求，以保证地下施工的绝对安全，本工程对支护体系进行了跟踪检测做到信息化施工,主要做如下两项: ①围护桩测斜，为掌握围护桩位移动态，在支护桩施工时在基坑两个侧面的中部各埋设了1根测斜管，用来测试基坑开挖后支护桩的内部情况；实测支护桩的最大位移发生在-5.5m --6m处，测得最大结果为22.3mm，支护结构的墙顶水平位移为18.5mm，按近于设计理论值。②水位测试，以掌握坑外地下水位变化。在通道南面外侧距护壁桩4m远处设两个观井，当降水井抽水时，观测井内的水位是否有较大变化，若一侧观察井水位略有下降，且附近坑内降水井的水量比其它井大，说明该侧止水帷幕有渗漏现象，此时可在其止水帷幕墙外进行高压注浆以阻止渗漏。经实际观测，本工程防水帷幕墙特别是底板以下止水防渗墙的作用比较好。
5. 结束语
XX路地下通道工程现已竣工验收并投入使用，实践效果证明本工程采用的各项深基坑喷锚支护结构的设计、施工工艺和控制措施在技术上是可行。特别是车道底板以下用水泥搅拌桩形成封闭防渗墙取代通常采用抗拔灌注桩或预制桩来克服底板地下水浮力的措施，大大降低了工程造价，经济效益非常显著。