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深基坑专家论证施工方案

 

×××工程

基坑支护降水土方开挖工程施工方案

 

××××有限公司

 

 

第一章工程概况

1、工程概况

二、周边环境

基坑东侧:

基坑开挖边线距离建筑红线约2-5米,距离已有建筑物,7.0米。

基坑南侧:

基坑开挖边线,距离建筑红线约7.0米,距离已有建筑物8.0米。

基坑西侧:

基坑开挖边线距离建筑红线与2-5米,距离道路中心线约17.0m,距离已有建筑物约23米。

基坑北侧:

基坑开挖边线距离建筑红线约7.0米,距离东昌路中心线57.0米。

周边环境重点关注问题及坑东侧,南侧存在已建建筑物,注意建筑物沉降问题。

2、地质条件及地下水状况

1.建筑场地冲积平原,场地地层主要为杂填土(Q4ml)、粉土(Q42al+pl)、粉质黏土(Q4al+pl),其各层土的物理力学参数详见勘察报告。

根据勘察报告和基坑边缘地层剖面图以及拟建建筑物基础埋深情况,对基坑开挖有影响的各土层至上而下的揭露顺序如下。

1层杂填土:

杂色-黄褐色,稍湿,松散,厚度0.70-4.2m,平均1.72m;

2层粉土:

褐黄色,稍湿-湿,稍密,厚度0.30-3.5m,平均2.18m;

3层粉质粘土:

棕褐色,可塑,局部软塑,厚度0.90-3.10m,平均1.96m;

4层粉土:

褐黄色,湿,中密到密实,厚度2.70-4.60m,平均3.54m;

5层粉质粘土:

灰褐色,可塑,局部软塑,厚度3.10-5.40m,平均3.76m;

2.根据勘察报告各层土的计算参数如下:

层号

岩土名称

重度(KN/m3)

内聚力(kPa)

内摩擦角(º)

1

杂填土

18.0

5.0

13

2

粉土

18.7

8.0

24.7

3

粉质粘土

18.4

18.0

15.9

4

粉土

18.9

7.0

24.6

5

粉质粘土

18.6

16.0

17.4

3.场地地下水类型为第四纪孔隙潜水,勘探期间地下水位3.5m左右,需要降水。

四、基坑支护、降水设计概况

根据《建筑基坑支护设计规程》(JGJ120-2012)的有关规定,综合考虑基坑开挖深度,场地地层条件及周围环境状况,确定基坑安全等级为二级,基坑支护设计使用年限为12个月。

1、基坑支护设计

根据场地周围条件和岩土层情况,为保证基坑边坡的安全,共4个剖面进行支护,各剖面图划分具体见平面图。

(1)第1支护单元(A-A),A-A单元土钉墙支护

A-A土钉支护参数

土钉

垂直间距(m)

水平间距(m)

钻孔直径(mm)

拉筋直径(mm)

总长(m)

坡角(°)

1

1.55

1.50

110

22

15.00

15

2

1.55

1.50

110

20

15.00

15

3

1.55

1.50

110

22

15.00

15

4

1.55

1.50

110

22

15.00

15

5

1.55

1.50

110

22

15.00

15

6

1.55

1.50

110

22

14.00

15

土钉钢筋型号Φ22、Φ20(HRB400),横向加强筋采用14(HRB400),注纯水泥浆,水泥选用P·O42.5普通硅酸盐水泥,采用二次压力注浆,注浆压力2.0-3.0MPa,水泥浆强度M20。

单元放坡坡面挂网喷面均采用挂网喷浆支护钢筋网采用Φ6(HPB300)钢筋成品网,网距200*200,钢筋搭接长度大于300mm,坡顶翻边护顶2.0m,并以水平2.0m间距击入加强筋,长度L为1.5m;土钉处横向设Φ14(HRB400)加强筋,通长连接。

面层喷面砼采用水泥:

中砂:

石屑比例为1:

2:

2,强度等级C20,面层厚度平均80mm。

坡顶设置挡水墙(宽度240mm,高度300mm),坡底设置排水沟300*300;坡面按3.0m水平间距设置泄水孔,梅花型布置。

挡水墙、排水沟和集水坑采用砖砌,并用水泥砂浆抹面。

(2)B-B单元土钉墙支护

B-B土钉支护参数

土钉

垂直间距(m)

水平间距(m)

钻孔直径(mm)

拉筋直径(mm)

总长(m)

坡角(°)

1

1.50

1.50

110

20

7.50

15

2

1.50

1.50

110

20

7.00

15

3

1.50

1.50

110

16

6.00

15

土钉钢筋型号Φ20、Φ16(HRB400),横向加强筋采用Φ14(HRB400),注纯水泥浆,水泥选用P·O42.5普通硅酸盐水泥,采用二次压力注浆,注浆压力2.0-3.0MPa,水泥浆强度M20。

单元放坡坡面挂网喷面均采用挂网喷浆支护钢筋网采用Φ6(HPB300)钢筋成品网,网距250*250,钢筋搭接长度大于300mm,坡顶翻边护顶2.0m,并以水平2.0m间距击入加强筋,长度L为1.5m;土钉处横向设Φ14(HRB400)加强筋,通长连接。

面层喷面砼采用水泥:

中砂:

石屑比例为1:

2:

2,强度等级C20,面层厚度平均80mm。

坡顶设置挡水墙(宽度240mm,高度300mm),坡底设置排水沟300*300;坡面按3.0m水平间距设置泄水孔,梅花型布置。

挡水墙、排水沟和集水坑采用砖砌,并用水泥砂浆抹面。

(3)C-C单元土钉墙支护

C-C土钉支护参数

土钉

垂直间距(m)

水平间距(m)

钻孔直径(mm)

拉筋直径(mm)

总长(m)

坡角(°)

1

1.50

1.50

110

32

16.00

15

2

1.50

1.50

110

25

12.00

15

3

1.50

1.50

110

22

9.00

15

土钉钢筋型号Φ32、Φ25、Φ22(HRB400),横向加强筋采用Φ14(HRB400),注纯水泥浆,水泥选用P·O42.5普通硅酸盐水泥,采用二次压力注浆,注浆压力2.0-3.0MPa,水泥浆强度M20。

单元放坡坡面挂网喷面均采用挂网喷浆支护钢筋网采用Φ6(HPB300)钢筋成品网,网距200*200,钢筋搭接长度大于300mm,坡顶翻边护顶2.0m,并以水平2.0m间距击入加强筋,长度L为1.5m;土钉处横向设Φ14(HRB400)加强筋,通长连接。

面层喷面砼采用水泥:

中砂:

石屑比例为1:

2:

2,强度等级C20,面层厚度平均80mm。

坡顶设置挡水墙(宽度240mm,高度300mm),坡底设置排水沟300*300;坡面按3.0m水平间距设置泄水孔,梅花型布置。

挡水墙、排水沟和集水坑采用砖砌,并用水泥砂浆抹面。

(4)D-D单元水泥土墙+锚杆腰梁+挂网喷面支护

D-D锚杆支护参数

锚杆

垂直间距(m)

水平间距(m)

锚杆规格(mm)

总长(m)

坡角(°)

1

1.20

1.50

自钻试锚杆(25)

16.00

15

2

1.20

1.50

自钻试锚杆(25)

11.00

15

3

1.20

1.50

自钻试锚杆(25)

11.00

15

水泥土墙采取壁状加固型式(2排水泥土搅拌桩),在搅拌桩水泥土尚未固化时进行后序部分搭接施工,施工开始和结束的头尾搭接处应采取加强措施消除搭接沟缝。

水泥土墙采用深层搅拌桩施工,直径0.5m,桩长10.0m,桩顶标高26.95m,施工完地下结构墙体、进行外跨地上结构施工前,桩与桩之间相互搭接0.15m,排与排之间相互搭接0.10m。

水泥土搅拌桩采用P·O42.5普通硅酸盐水泥做固化剂,水泥掺量为20%。

搅拌桩28d龄期无侧限抗压强度不小于0.5MPa。

深层搅拌桩位偏差不大于50mm,垂直度偏差不大于0.5%。

另外,在水泥土墙外部采用挂网喷护。

锚杆型号Φ25(HRB400),横向锚杆用腰梁(【18槽钢)连接,注纯水泥浆,水泥选用P·O42.5普通硅酸盐水泥,采用二次压力注浆,注浆压力2.0-3.0MPa,水泥浆强度M20。

水泥土墙面挂网喷面均采用挂网喷浆支护钢筋网采用6(HPB300)钢筋成品网,网距250*250,钢筋搭接长度大于300mm,坡顶翻边护顶2.0m,并以水平2.0m间距击入加强筋,长度L为1.5m;土钉处横向设14(HRB400)加强筋,通长连接。

面层喷面砼采用水泥:

中砂:

石屑比例为1:

2:

2,强度等级C20,面层厚度平均80mm。

坡顶设置防护栏(高度1000mm),坡底设置排水沟300*300;排水沟和集水坑采用砖砌,并用水泥砂浆抹面。

2、降水设计

布置降水井:

34眼(J1-J34)布置孔径0.6m,砂管井0.4m,井深20.0m,井间距15.0m。

布置疏干井12眼(S1-S12),孔径0.6m,砂管井0.4m,井深20.0m,井间距30.0m。

回灌井11眼(H1-H11),孔径0.6m,砂管井0.4m,井深20.0m。

基坑降深控制在基坑底标高下-0.50m。

降水井成孔直径600mm,滤水管采用外径为400mm,内径为300mm的无砂混凝土管,滤水管与孔壁间填充圆砾滤料。

若基坑开挖时,若基坑底局部电梯井、储水池或存在少量水位置、集水坑不宜降除,应增加轻型井点降水,成孔直径300mm,井管管径50mm,成孔深度4.0-5.0m,滤料采用中粗砂,井点顶标高和电梯井或集水坑坡顶标高一致,降深控制在电梯井或集水坑底标高下-0.5m。

在满足开挖条件的情况下,减少J16-J34降水井的出水量。

第二章编制依据

1.本工程已经批准的基坑支护与降水方案

2.本工程岩土工程勘察报告

3.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)

4.《建筑基坑支护设计规程》(JGJ120-2012)

5.《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)

6.《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)

7.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2018)

8.《建筑与市政工程降水工程技术规范》(JGJ/T111-2016)

9.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)

10.本工程总平面图、规划图等设计图纸

第3章施工计划

1、施工总体布置

(1)建立现场平面管理责任制,绘制现场施工总平面图。

(2)按总平面规划布设临建、施工机具和安全防护、堆放材料、成品和半成品、埋设临时管线和电路,未经审批不得任意变更。

(3)施工通道外,危险区域布设隔离防范措施。

食堂、工棚及仓库配备消防器材。

(4)现场要建立文明施工责任制,按文明施工管理条件进行施工。

2、施工进度计划

根据工程特点及公司以往的施工经验,结合施工的要求,根据建设单位施工进度要求,基坑施工工期实行动态管理以不影响下一道工序为原则。

按要求工期完成任务。

本工程基坑支护施工主要分三步。

第一步,施工止水帷幕,大约需20天,

第二步,施工降水井,大约需要5天时间,

第三步,降水,同时进行土方开挖,第一次开挖至自然地坪下2.0米,施工A-A单元、B-B单元、C-C单元的第一层土钉,挂网,喷护混凝土面层;第二次开挖至自然地坪下3.5米,施工A-A单元、B-B单元、C-C单元的第二层土钉,挂网,喷护混凝土面层;第三次开挖至自然地坪下5.0米,施工A-A单元、B-B单元、C-C单元的第三层土钉,挂网,喷护混凝土面层;南侧多层建筑物(1#、2#、3#楼)地下室的部分停止施工;高层建筑物(4#、5#、6#、7#楼)及地下车库部分进行第四次开挖,开挖至自然地坪下6.7米,施工A-A单元第四层土钉,、D-D单元的第一层锚杆,挂网,喷护混凝土面层;第五次开挖,至自然地坪下8.2米,施工A-A单元第五层土钉,、D-D单元的第二层锚杆,挂网,喷护混凝土面层;第六次开挖,至槽底,施工A-A单元第六层土钉,、D-D单元的第三层锚杆,挂网,喷护混凝土面层;每次开挖和支护时间为5天。

本工程支护总工期55天。

4、施工材料计划

主要材料用量计划表

序号

材料名称

型号规格

单位

数量

备注

1

钢筋

Φ6.5

t

30

2

钢筋

16

t

5

3

钢筋

18

t

48

4

水泥

P·O42.5

t

425

5

中砂

m3

1200

6

石屑

0.5

m3

1200

5、机械设备计划

(1)按照进度计划表安排,提前做好以下工作:

在项目经理的领导下,管理人员、技术人员等先行进场组织设备、仪器进场工作。

施工设备随后进场,保证按工期只提前不拖后。

所有大型设备均直接用大型平板车运进。

(2)主要机械设备、测量仪器数量及进场计划见下表:

施工机械设备进场计划一览表

序号

设备名称

型号规格

数量

国别产地

额定功率(KW)

生产能力

1

钻机

XY-1

2

上海

20

300米

2

空压机

WK-12

2

济南

79

3

粉喷桩机

1

95

4

砼喷射机

PZ-5B

2

郑州

10

5

注浆泵

HB-80

1

博山

22

6

灰浆搅拌机

J30

1

济南

6.0

7

电焊机

BS1-330

2

济南

25

8

切割机

1

济南

5.5

9

千斤顶

QL32

4

江苏

10

全站仪

南方测绘

1

广州

11

水泵

120

1.2

12

真空泵

25

5.5

第四章施工工艺技术

一、水泥土搅拌桩施工

(一)水泥土施工工艺与方法

1,施工

1)障碍物清理

该工法要求连续施工,故在施工前应对围护施工区域地下障碍物及管线进行清理或移位,以保证施工顺利进行。

2)测量放线

施工前,先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点,计算出围护中心线角点坐标(或转角点坐标),利用测量仪器精确放样出围护中心线,并进行坐标数据复核,同时做好护桩,做好工程测量复核单,提请甲方验收。

3)开沟槽

在搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土,为了保证桩机的安全移位和施工现场的整洁,需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。

根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线,用0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽,根据本工程搅拌桩直径,取槽宽约1.0m,深度约0.6~1.0m。

场地遇有地下障碍物时,利用镐头机将地下障碍物破除干净,如破除后产生过大的空洞,则需回填压实,重新开挖沟槽。

开挖沟槽余土应及时处理,以保证工法正常施工,并达到文明施工工地要求。

4)设置导架与孔位放样

在垂直沟槽方向放置两根定位型钢,规格为200×200,长度2.5m,再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格为300×300,长约8~12m,转角处H型钢采取与围护结构中心线成45°插入,H型钢定位采用H型钢定位卡。

由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位,桩位平面偏差不大于2cm。

本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm,轴心距为600mm,搅拌桩搭接250mm。

三轴搅拌桩采用套打一孔工艺,因此桩心距为1200mm。

在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距,用红色油漆做好标记,保证搅拌桩每次准确定位。

5)桩机就位与垂直度校正

用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置,并调整桩架垂直度达到0.5%以上。

在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈,10m高处悬挂一铅锤,利用经纬仪校直钻杆垂直度,使铅锤正好通过铁圈中心。

每次施工前必须适当调节钻杆,使铅锤位于铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。

桩机移位由当班机长统一指挥,移动前必须仔细观察现场情况,移位要作到平稳、安全。

桩机定位后,由当班机长负责对桩机桩位进行复核,偏差不得大于20mm。

为便于成桩深度的控制,施工前应在钻杆上做好标记,控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长,当桩长变化时擦去旧标记,做好新标记。

6)水泥浆液拌制

施工前应搭建好拌浆施工平台,平台附近搭建水泥库,对全体工人做好详细的施工技术交底工作,水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆液的水灰比严格控制在1.5~2.0,具体根据可现场实际情况调整,水泥总体掺量为20%(重量)。

水泥土搅拌桩每米需要水泥65公斤左右。

7)喷浆、搅拌成桩

启动电动机,根据土质情况按计算速率,放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉,直到钻头下沉钻进至桩底标高。

按照搅拌桩施工工艺要求,钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液,每次下降时喷浆60%,提升时喷浆40%。

钻机钻进和提升速度宜控制在0.6~1m/min,按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液,钻杆提升完毕时,设计水泥浆液全部注完。

2、施工记录

施工过程中,由工长负责填写施工记录,施工记录表中详细记录了桩位编号、桩长、断面面积、下沉(提升)搅拌喷浆的时间及深度、水泥用量、试块编号、水泥掺入比、水灰比。

施工过程中质检员、技术负责人、监理工程师监督施工,施工记录报项目监理审批。

3、质量检验

(1)施工前应检查水泥的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度。

水泥必须具有供应商提供的出厂合格证和质保书,并按批次取样送检测中心试验合格后方能使用。

(2)施工中质量检验包括机械性能、材料质量、掺合比试验等资料的验证,以及逐量桩位、桩长、桩顶高程、桩身垂直度、桩身水泥掺量、喷浆速度、水灰比、搅拌和喷浆起止时间、喷浆量的均匀度、搭接桩施工间歇时间等。

(3)施工结束后,应检查桩体强度、桩体直径、防渗效果及地基承载力。

4、特殊情况处理措施

(1)有异常时,如遇无法达到设计深度进行施工时,应及时上报甲方、监理,经各方研究后,采取补救措施。

(1)在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时,宜与设计单位、业主、监理共同协商,确定解决办法。

(1)施工过程中,如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时,均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处,待恢复供浆时再喷浆钻搅,以防止出现不连续墙体;如因故停机时间较长,宜先拆卸输浆管路,妥为清洗,以防止浆液硬结堵管。

(1)发现管道堵塞,应立即停泵处理。

待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆,等10~20秒恢复向上提升搅拌,以防断桩发生。

(二)水泥土搅拌桩施工应符合下列规定:

(1)水泥土搅拌桩施工时桩机就位应对中,平面允许偏差应为±20mm,立柱导向架的垂直度不应大于1/250;

(2)搅拌下沉速度宜控制在0.5m/min~1m/min,提升速度宜控制在1m/min~2m/min,并保持匀速下沉或提升。

提升时不应在孔内产生负压造成周边土体的过大扰动,搅拌次数和搅拌时间应能保证水泥土搅拌桩的成桩质量;

(3)水泥浆液水灰比可采用1.5~2.0,并应通过滤网倒入具有搅拌装置的贮浆桶或贮浆池,采取防止浆液离析的措施。

在水泥浆液的配比中可根据实际情况加入相应的外加剂,各种外加剂的用量均宜通过配比试验及成桩试验确定;

(4)水泥土搅拌桩搭接施工的间隔时间不宜大于24h,当超过24h时,搭接施工时应放慢搅拌速度。

若无法搭接或搭接不良形成施工冷缝,应采取注浆等补救措施,注浆深度同帷幕深度;

(三)水泥土搅拌桩的施工偏差应符合下列要求:

(1)桩位允许偏差为50mm;

(2)桩径允许偏差为±1Omm;

(3)搅拌桩体的垂直度不应大于1/200。

二、土钉墙支护施工

工序,编写施工方案及施工准备→开挖→清理边坡→孔位布点→机械成孔→安设土钉及注浆→铺设钢筋网→喷射混凝土面层→开挖下一步。

根据不同土性特点和支构造方法,上述个别顺序可以变化。

支护的内排水以及坡顶和基底的排水系统应按整个支护从上到下的施工过程穿插设置。

1、准备工作

①认真学习规范,熟悉设计图纸,以书面形式让甲方出据地下障碍物、管线位置图,了解工程的质量要求以及施工中的监控内容,编写施工方案。

②施工前应确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等,并在设置后加以妥善保护。

③组织项目管理小组及专业施工队伍,对施工人员进行班前技术、安全交底,并完成上报审批程序。

④按照施工方案选择施工机具与工艺,井检查设备运转情况,安排现场水、电、照明及施工工作面,材料进场后做好原材料的检验与混凝土、水泥浆的试配。

2、原材料要求及质量检验

喷射混凝土面层中钢筋网采用HPB300钢筋。

土钉采用HRB400热轧带肋钢筋。

搅拌粧截水帷幕采用P•042.5普通硅酸盐水泥。

喷射混凝土面层水泥采用32.5复合硅酸盐水泥。

所用的原材料,在进入施工现场使用前除应由供应商提交相关的合格证、出厂检验报告外,还应按工程设计要求、合同约定、施工技术规范标准及当地质监部门要求对规定的品种、参数,按一定的规则抽样检验,经有相关资质单位检验合格后才能使用。

3、开挖

①土钉墙支护应按施工方案规定的分层开挖深度按作业顺序施工,在完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前,不得进行下一层深度的开挖。

②当用机械进行土方作业时,严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动,当基坑边线较长,可分段开挖,开挖长度10-20m。

③支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护。

应尽量缩短边壁土体的裸露时间,对于自稳能力差的土体如高含水量的粘性土和无天然粘结力的砂土必须立即进行支护。

④为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷,对于易坍塌的土体因地制宜采用相应措施。

⑤开挖过程中如遇到土质与原设计有异常情况时应及时进行反馈设计。

4、清理边坡

基坑开挖后,基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡,以达到设计规定的坡度。

5、孔位布点

土钉成孔前,应按设计要求定出孔位并作出标记编号。

孔位的允许偏差不大于150mm。

6、成孔及注浆

根据经验及现场试验,本工程采用机械成孔,孔径、孔深、孔距、倾角必须满足设计标准。

成孔过程中如遇障碍物需调整孔位时,不得影响支护安全,成孔后要进行清孔检查,对塌孔处应及时处理。

7、置钉与注浆

置钉、设置定位架,保证钢筋处于孔中心部位。

注浆液采用水泥浆,水灰比宜取0.5-0.55.

8、铺设钢筋网片

钢筋网片采用挂单层冷拔丝,6@200×200的钢筋网。

在喷射混凝土之前,面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上并符合规定要求的保护层厚度。

钢筋网片可用插人土中的钢筋固定,在混凝土喷射下应不出现振动。

9、喷射混凝土面层施工应符合下列规定:

(1)细骨料宜选用中粗砂,含泥量应小于3%。

粗骨料宜选用粒径不大于20mm的级配砾石;

(2)水泥与砂石的重量比宜取1:

4~1:

4.5,砂率宜取45%~55%,水灰比宜取0.4~0.45;

(3)喷射作业应分段依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上均匀喷射,一次喷射厚度宜为30mm~80mm。

喷射混凝土时,喷头与土钉墙墙面应保持垂直,其距离宜为0.6m~1.0m;

(4)喷射混凝土终凝2h后应及时喷水养护;

(5)钢筋与坡面的间隙应大于20mm。

钢筋网可采用绑扎固定。

钢筋连接宜采用搭接焊,焊缝长度不应

小于钢筋直径的10倍;

(6)钢筋网间距的允许偏差为±30mm。

(7)喷射混凝土时喷射顺序应自下而上,喷头与受喷面距离宜控制在0.8-1.5m范围内,射流方向垂直指向喷射面,在钢筋部位应先喷钢筋后方,然后再喷填钢筋前方,防止在钢筋背面出现空

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