1、软土地区深基坑土钉支护技术的探讨摘要：通过施工实例，对软土基坑围护中喷锚支护的机理模型、施工技术及出现的问题进行探讨，介绍实际技术处理措施及效果。 关键词：软土地区；土钉；基坑支护；处理方法 中图分类号：TU471.8 文献标识码：A 文章编号： 1、工程概况 黄岩财政地税局综合楼位于黄岩劳动南路西侧，环二路以北，北侧为规划管理处在建工地，场地原为农田或菜地，地形罗平坦，局部分布河塘，塘深 12m。该综合楼0.000 相当于黄海高程 6.500m，西北侧标高为-3.3m，东南侧标高为-2.8m，底板垫层底标高为-8.60m；四周多桩承台垫层底标高为-9.90m，四周单桩承台垫层底标高为-9.6
2、0m。考虑承台和基础垫层的厚度，地下室大基坑挖土深度约 5.35.8m，承台处挖土总深度约为 6.607.10m。 地下室基坑南北向宽约 43.6m，东西向长约 65.8m，电梯井位于基坑中部，开挖深度约为 7.40m。 土质分布大致为： I 粘土：褐灰色灰黄色，自上而下由可塑浙变为软塑，厚层状，含铁锰质养下班，具高压缩性。该层为“硬壳”层，层厚 1.001.50m 左右，物理力学性质稍好。 II 淤精雕细刻：灰色，流塑，厚层状，具高压缩性。该层全均有分布，层厚 10.4511.90m，物理力学性质差。 III 粘土：灰黄色，可塑硬可塑，厚层状，具中压缩性。该层场地均有分布，层厚 6.2511
3、.05m 不等，物理力学性质较好。 场地地下水主要为粘性土中的孔隙潜水和深部含粘性土卵石层中的承压水。各土层的物理力学指标见附表。 本工程大基坑承台底均位于第 II 层淤泥层，该层为流塑状土，饱和度高，具高压缩性，物理力学性质差，开挖后易坍塌，应进行支护处理。2、土质特征 本工程在基坑开挖深度及围护桩长所及范围内的土层 附表各土层物理力学指标 3、基坑围护方案设计 考虑到本工程所处场地面积较大，场地四周空旷。东侧基坑边距劳动路约 20m，劳动路地下分布有各种管线，东侧基坑深度达5.807.10m，对围护结构的受力和变形要求较高，北侧为规划管理处在建工地。根据工程总平面布置，为降低围护工程造价，
4、可进行适当放坡。3.1 支护体系的设计 采用土钉墙支护，项部适当放坡卸荷的支护结构，以提高围搞的安全系数。卸荷高度为 1.72.20m，宽度为 3.0m，按 1:0.8 放坡，并采用46 排土钉，土钉长度为 615m。土钉之间采用钢筋连接（见附图） 。 坡面喷射 100 厚 C20 混凝土，喷射混凝土水灰比 0.40，配合比为水泥：黄砂：石子=1:2:2.5。组骨料粒径 515mm，喷层初凝小于 10min ,终凝大于 30min，喷射混凝土施工应满足国际 GBJ86-85 规定。 为防止抗外地表水流入基坑内，尚基坑外侧四周设置 面排水沟，将地表水集中排走。坑内采用明沟、集水井方式排水。 3.
5、2 支护体系的计算。 在本工程基坑侧壁土体中采用打入式锚管土钉，使土体、土钉及护壁钢筋喷射混凝土共同形成重力式挡土墙结构、并进行抗倾覆、抗滑移、抗拨验算及地基土承载力、抗隆起及分层土钉长度、强度验算。 4、 方案实施及技术措施 （1）施工流程：清理场地施工放线制作锚管分层开挖基坑土方修整边坡打入锚管土钉编钢筋网片喷射混凝土注浆养护 （2）超前加固措施。根据计算结果，地基承载力严重不足，设计采用在坑底打入二排 6m 长小口直径大于 10cm 的松木桩，松木桩间距0.30m。为了防止坑底土体隆起，先打入木桩方可开挖土方。 （3）分层开挖厚度控制。根据土质情况，顶部卸荷 一次挖土深度1.72.2m，
6、及时打入土钉，喷射混凝土，使坡面暴露时间不超过 2d。 （4）分段施工。对于长面大的基坑，在分层设置土钉的前提下分同开挖，分段长度为 15m。 （5）注浆。注浆压力 0.30.6Mpa，注浆量视具体情况而定，每根土钉均以冒浆为准，确保土钉浆量符合改良土质要求。 （6）根据设计要求，大基坑土方开挖后应及时施工垫层。 5、施工监测 （1）监测内容：深层土体位移；支护位移、地表开裂状态；附近建筑物和重要管线等设施，的变形和裂缝；基坑渗漏和基坑内外的地下水位变化。 （2）监测点的设置：在基坑东侧、南侧、北侧三面分别设置一个测斜管，监测深层土体位移；支护位移监测点设在基坑边壁顶部，间距为 10m，每边设
7、点为 5 个；地表开裂、建筑物与重要管线的变形，采用标记法观察；地下水位变化主要应加强雨天和雨后的监测。 （3）监测次数：在支护施工和基坑开挖期间，一般情况下每天观测一次，如遇位移、沉降变化速率较大时应增加观测次数。 6、 出现的问题及处理方法 6.1 施工中出现的问题 （1）在验证土钉实际抗拨力与设计计算是否吻合，共选取 8 根土钉进行抗拨试验，共有 5 根土钉抗拨力符合设计理论计算值，2 根达到设计理论计算值的 0.7 倍，另有 1 根只达到设计理论计算值的 0.6 倍； （2）大基坑开挖后的 4d，东侧、南侧出现裂缝，土体位移超过警戒值。 （3）大楼北侧东段 30m 原为河塘地段，且紧挨
8、着规划管理处大楼施工道路。在中心岛土方开挖 7d 后（2003 年 10 月 30 日） ，北侧东段河塘部位位移速率明显增大，当天上午位移速率为 4m/d，地面沉降约 3/d，随着黄岩规划管理处工地载重汽车频繁进出，导致围墙快速沉降开裂，并在当天下午 1 点半左右倒塌，围墙的倒塌产生的强大冲击力，将该部位围护冲垮。 6.2 原因分析 （1）本工程主要挖土层为淤泥，土质较差，在施工疏忽情况下，极易出现土钉质量问题，造成土钉抗拨试验没有达到设计要求。 （2）东侧基坑周边 10m 范围内有堆载，南侧为本工程施工道路，加大了土压力，导致地表开裂。 （3）基坑北侧邻近规划管理处大楼，此处桩基为预应力管桩
9、，打桩时土体产生扰动，减小了土体强度。另外，北侧基坑冯挨着施工道路，载重汽车的频繁进出，对围护的稳定产生了不利影响。 （4）基坑北侧和规划处交界处原为一老河道，由于离综合楼边线有一段距离，勘察报告中未做强调，在设计时未做针对性处理。 6.3 处理方法及效果 （1）土钉抗拨力不足，采用适当加大黄砂粒径并加长加密土钉、或补打土钉等方法以保证抗拨力。 （2）位移超过警戒值，坑底采用砂袋堆载反压。基坑开挖时垫层必须及时限进，挖土至设计标高时，基坑暴露时间不应大于 24h，下步承台挖土前要求土钉坡底 5m 范围内垫层先施工，垫层应施工至坡底。 （3）基坑东侧、南侧清理基坑边 10m 范围内的堆载，地表裂
10、缝立即用水泥浆封堵，东侧、南侧、地面卸土 80，上铺设彩条布，上口及接口用混凝土封固，防止地表水渗入裂缝。 （4）北侧基坑因倒塌，暴露时间可能较长，为了确保规划处散水不产生大的沉降及保证新建工程的安全，减少对工期的影响，界面留施工缝，分期施工底板，先浇注北侧东段以外的底板混凝土，北侧基底用砂包压脚，并在滑动中部（平台部位）施工 2 排 12m 长垂直锚杆，在基坑原坡脚位置施工 1 排超前锚杆，在超前锚杆达到 70%设计强度后（7d 后）从上往下削坡，重新打入 2 排 15m 长土钉。 （5）加强监测：因基坑开挖处于非常时期，必须增加监测频度和密度，同时增加监测点，施工人员及相关人员加强现场巡视，一旦出现异常情况，及时通知相关人员并采取应急措施。 （6）基坑及时排水。 采取以上措施后，基坑土体基本稳定，施工得以顺利进行。 7、 结语 （1）深基础基坑土钉支护适合于周边较空旷、影响较小的工程围护。当周围有重要建筑物、管线、主要道路时，则尽量避免采用单一土钉支护形式。 （2）采用土钉支护，如果出现问题，在周围条件允许的情况下，坑顶应尽可能卸荷、平稳放坡、用砂包回填压脚等措施来加强土体稳定性，这样可降低费用的缩短工期。 （3）由于围护工程一次性的特点，在选择方案时，既要昼做到省钱省时，又要全面考虑存在的风险，在综合分析各种因素后作出科学选择。
