1、复合土钉墙在复杂周边环境中的应用摘要：随着经济的发展，城市化步伐的加快，为满足日益增长的市民出行、轨道交通换乘、商业、停车等功能的需要，在用地愈发紧张的密集城市中心，结合城市建设和改造开发大型地下空间已成为一种必然。因此基坑支护技术也越来越显得迫切需要。 关键词：复合土钉墙；复杂；周边环境；应用； 中图分类号： TU74 文献标识码： A 引言复合土钉墙支护技术早期称为“联合支护” ，如土钉与预应力锚杆联合支护、土钉与深层搅拌桩联合支护等，复合土钉墙施工方便灵活，对于解决基坑上部的变形、隔水性及坑底隆起等问题有很好的效果，并且兼备造价低、施工快捷等诸多优点。本文结合工程实例，针对基坑周边环境复
2、杂的情况下，采用复合土钉墙支护并通过施工监测验证其效果。1 工程概况 某工程位于太仓市沙溪镇，基坑面积约 1.7 万 m2，周长约 520m，地下设置一层地下室，基坑东西长约 140m，南北长约 120m，开挖深度5.25m。基坑东、南、北侧周边环境空旷，西侧为一纺织厂，纺织厂宿舍楼（3 层砖混结构，天然地基）距基坑西侧仅 5m，宿舍楼与在建工地有砖砌围墙（围墙距基坑边界 3m） ，紧邻围墙处有输电线，电线高约1012m。 2 工程地质条件 根据岩土工程勘察报告提供的勘探资料，拟建场地土层揭示基坑开挖影响范围内的土层情况如下所述： 1 层素填土，主要由粉质粘土组成，层厚 0.701.50m，重
3、度 r= 18.3kN/m3，粘聚力 C=13.0KPa,内摩擦角 =15.5； 2 层粉土夹粉质粘土，层厚 0.801.80m，重度 r= 18.5kN/m3，粘聚力 C=13.9KPa,内摩擦角 =19.7； 3-1 层粉土，层厚 2.404.30m，重度 r= 18.5kN/m3，粘聚力C=6.7Pa,内摩擦角 =27.4； 3-2 层淤泥质粉质粘土夹粉土，层厚 1.303.10m，重度 r= 17.8kN/m3，粘聚力 C=11.6KPa,内摩擦角 =14.8； 4 层淤泥质粉质粘土，层厚 2.003.20m，重度 r= 17.2kN/m3，粘聚力 C=12.6KPa,内摩擦角 =7.
4、9； 5 层粉质粘土，层厚 2.003.20m，重度 r= 19.6kN/m3，粘聚力C=42.5KPa,内摩擦角 =15.3； 6 层粉土夹粉质粘土，层厚 4.207.50m，重度 r= 18.3kN/m3，粘聚力 C=12.2KPa,内摩擦角 =20.7； 勘察期间测得潜水初见水位埋深为 1.602.10m，标高在0.390.80m 间，稳定静止水位埋深为 1.201.80m，标高在0.791.21m 间。 3 方案设计 3.1 方案选型 本文仅对基坑西侧围护设计进行分析，综合场地周边环境情况、地质条件、开挖深度，西侧围护具有如下特点： 基坑开挖深度不大，为 5.25m； 开挖范围内存在较
5、厚的粉土层，含水量高，渗透性大，极易产生流砂； 周边可供施工空间较小且上方存在输电线，对变形要求严格； 综合以上分析，根据本工程特点，选取高压旋喷桩+土钉墙的支护形式，高压旋喷桩机体积小，施工灵活，不受上方输电线影响，且桩体强度比搅拌桩高，同时兼具止水功能。 3.2 方案设计 浅部 1m 采用 1:0.5 放坡，坡面采用 80mmC20 砼面层，内设6.5200200 钢筋网，下部 4.25m 采用复合土钉墙支护，三排高压旋喷桩（800600）止水，止水帷幕长 10.00m，内插钢管，钢管长6m1200mm，桩顶设宽 2.0m 厚 200mmC20 砼面板，内配 12200200 钢筋网，下部
6、设四排 48*3.0 钢管土钉，土钉与水平面呈 15，上面二排土钉长 12.00m，下面两排长 9.00m，第一排土钉距平台 0.50m，其余土钉竖向间距 1.00m，水平间距均为 1.00m，孔径 100mm。坑内采用高压旋喷桩 800600，加固宽度 3.80m，加固深度 3.00m，水泥掺量 25%。具体支护形式见图 1 图 1 支护剖面图 3.2 支护体系计算 1）计算参数 周边均布荷载取 45KPa（按每层 15KPa 取值） ； 土压力计算理论采用郎肯土压力理论，粘性土采用水土合算，素填土和粉土采用水土分算； 采用同济启明星 FRW7.1 软件进行计算，规范参照建筑基坑支护技术规程
7、 JGJ 120-99 。 2）计算结果 土钉抗拔验算 整体稳定性验算 稳定性验算采用瑞典条分法-总应力法 上列式中： 式中： Ks 整体稳定安全系数； Nj 土钉在滑弧上产生的抗滑力标准值； ci 第 i 分条滑裂面处土体(或水泥土， 乘折减系数后的 c)的粘聚力； i 第 i 分条滑裂面处土体(或水泥土， tg 乘折减系数后的 )的内摩擦角； Li 第 i 分条滑动面弧长； Gi 第 i 分条土条(包括水泥土)重量； Wi 第 i 分条土条受到的水浮力； Qi 超载和邻近荷载在第 i 分条上分布的总力； 根据公式，开挖至基坑底时，Ks=1.321.3，满足。 4 基坑监测 4.1 监测点布
8、置 基坑监测是信息化施工中至关重要的一环。根据相关规范和要求，本工程在西侧布置了 3 个深层水平位移监测点及 3 个坡顶位移及沉降监测点，在周边建筑物上布置了 12 个沉降监测点。 4.2 监测结果 从基坑开挖后对围护结构进行监测，直到支护结构施工结束后。最终监测数据表明坡顶水位位移控制在 9.0mm 内，土体深层水平位移最大控制在 14mm 内（位于基坑中部） ，周边建筑物沉降最大值为 6.8mm，差异化沉降值最大为 3.4mm.综合各项监测数据及现场巡视情况表明基坑西侧处于稳定状态，有效的保证了周边建筑物的安全和稳定。 图 2 基坑深层土体水平位移变化曲线 5 总结与体会 通过本工程的围护
9、设计和现场监测经验为今后类似工程提供了以下几点经验： （1）复合土钉墙支护形式对控制基坑变形的效果较好，但比较依赖于施工质量，土钉施工和挖土必须协调配合，严格按照分层分段开挖的原则，禁止超挖。土钉搭设采用调打的方式进行，且应采用先成孔后植入钢管，保证足量注浆的施工工艺； （2）基坑施工前必须制定的监测方案，对基坑的各项监测数据进行有效的监测，充当施工的“眼睛” ，为施工提供指导性意见。 通过现场施工情况表明，本工程采取的支护形式是有效的，在保障后续施工安全顺利进行的同时，最大限度的节约了工程造价，缩短了围护施工工期，体现了围护设计经济合理的原则，但也存在一些问题，复合土钉墙理论计算与现场施工情况相比，存在差别，落后于施工经验，不能充分指导施工，今后应加强复合土钉墙的监测，为理论设计计算提供可靠的数据，使之更趋于合理。 参考文献 1.刘国彬 王卫东 基坑工程手册 中国建筑工业出版社M.2.中华人民共和国行业标准.JGJ120-2012 建筑基坑支护技术规程S.3.陈昌文 刘勇键 王维成 复合土钉墙在某基坑支护结构中的应用 广东工业大学学报第 26 卷第 2 期J.
