1、土钉墙支护技术在深基坑工程中的应用摘要：文章主要介绍了深基坑边坡工程中土钉支护设计及施工工艺，并对边坡水平位移进行了监控测量，证明基坑的土钉支护取得了满意效果，确保了基坑边坡稳定和周围建筑物的安全性。 关键词：深基坑工程；支护设计；土钉墙；稳定性 中图分类号： U455 文献标识码： A 文章编号： l 工程概况 某公寓 10，1l 号楼，框架剪力墙结构，地下室埋深 1125m，筏板基础，槽底标高-120lm，持力层为粉质黏土、黏质粉土、1 黏质粉土、粉质黏土。 本工程属深基础，工程量大，工期紧，土质情况复杂，10 号楼西侧(居民楼基础埋深 20m)，11 号楼北侧、东侧(高层住宅楼基础埋深8
2、0m，多层居民楼基础埋深 15m)，临近原有建筑物，且距离多层居民楼只有 45m，边坡需特殊加固，确保安全。 2 水文地质条件 1)自地表向下地层 人工堆积层层顶标高 50885115m，主要为1 黏质粉土填土及2 碎石填土。以下第四纪沉积层层顶标高 49445015m，主要为黏质粉土、砂质粉土，1 黏质粉土、重粉质黏土。层顶标高46384756m 主要为粉质黏土、重粉质黏土，1 黏质粉土、重粉质黏土，2 黏质粉土、砂质粉土。层顶标高 41954324m 主要为粉质黏土、黏质粉土，1 黏质粉土、粉质黏土，2 粉质黏土，3 黏土。层顶标高 38353898m 主要为粉、细砂。层顶标高371438
3、45m 主要为粉质黏土、黏质粉土，1 黏土、重粉质黏土，2 粉质黏土、重粉质黏土。层顶标高 33353434m 主要为粉质黏土、重粉质黏土，1 砂质粉土、黏质粉土。层顶标高 29853038m主要为卵石、圆砾，1 细、中砂。层顶标高 19041955m 主要为粉质粘土、黏质粉土，1 重粉质黏土、黏土。层顶标高 16751794m 主要为卵石。层顶标高 12251255m 主要为粉质黏土、黏质粉土。层顶标高 10441185m 主要为卵石，1 细、中砂。 地下水位情况 根据地质勘察资料显示，本场地有两层地下水：台地潜水标高47654787m(埋深 290340m)；承压水 标高27272765m
4、(埋深 23402350m)。台地潜水渗透系数05md。 3 护坡技术方案对比分析 依据岩土工程勘察报告和拟建建筑物的基坑深度 112m，基坑边坡可采用护坡桩和土钉墙支护等方案；从造价及工期方面，土钉墙支护方案优于护坡桩方案，但本工程基坑边坡所涉及地层自稳性差，含水量大，人工成孔困难，施工难度大；从基坑稳定性及施工方面，护坡桩支护安全性好，可施工性高。 针对本工程基础埋深、土层土质等特点，详细分析本场地的水文地质条件，并考察类似工程的做法，从保护基坑边坡稳定性和降低成本两个方面考虑，土钉墙支护方案优于护坡桩方案，具体方案如图 1，2 所示。图 1 土钉墙支护 图 2 护坡桩支护 从经济对比分析
5、，采用土钉墙支护面积 3686m2，总造价 845 万元，增加土方量 4 000m3，采用护坡桩支护面积 3 475m2，总造价 2022 万元，少挖土方量 4 000m3，扣除土方挖运及回填土方费用，采用土钉墙比护坡桩节省约 100 万元。 综合考虑后，决定基坑边坡选用土钉墙支护加固技术。土钉墙支护具有施工简单、速度快、噪声小、经济合理、对土质适应性广泛、安全可靠等优点。土钉墙支护技术一经应用，就很快得到推广，它适用于边坡为直坡与陡坡加固。根据现场条件及基坑深度，设计槽底标高-1201m，自然地坪标高-08m，设计槽底标高以上预留 035m 厚土方，避免基础桩(CFG 桩)施工扰动基土，CF
6、G 桩桩顶标高-1216m，实际支护边坡深度 1136m，边坡按 1：02 放坡，采光井墙线外 15m 留工作面，以便基础桩施工。 4 支护设计 设计方案对边坡支护采用土钉墙进行了一些改进，如在 10 号楼西侧、11 号楼东侧和北侧临近原有建筑物采用预应力复合土钉墙技术。设计主导思想是安全可靠、缩短工期、降低造价。设计分析步骤为：采用无黏性土(c=0，00)土压力的库仑理论，根据土体侧压力计算土钉的抗拔力，并验算抗拔所需的土钉长度；用圆弧滑移面按条分法验算支护的内部稳定性。在理论计算基础上，结合工程类比设计，辅以现场测量、试验，并对特殊部位进行加固处理，形成最终设计。土钉横向间距与竖向间距均为
7、 15m，孔径 120mm，土钉钢筋为20，土钉共设 7 排，长度分别为90，120，110，100，90，80，70m，喷锚网选用12 螺纹钢筋。10 号楼西侧，11 号楼东侧和北侧临近原有建筑物边坡采用预应力复合土钉墙，设 7 排土钉，长度分别为90，120，120，110，90，80，70m，第 2，3 排为预应力土钉，材料为16 螺纹钢筋。 施工中，经常发现有局部地质条件变化，地下水位变化，土钉成孔时，土钉长度超出降水井影响范围，锚孔内出现大量流水，根据这些变化，及时进行反馈设计，使设计和施工紧密结合并贯穿整个施工过程，是工程安全可靠的重要保证。 5 分层分段施工及要求 51 土钉支护
8、对土方开挖的要求 土钉支护是一种先开挖后支护的手段，要求土方开挖与其同步进行施工，土方开挖首先要保证足够的边坡土体自稳条件，严禁超挖；其次要与土钉支护密切配合。根据本工程土质条件及支护设计，对土方开挖做出如下施工要求：土方开挖要求分步进行，做到开挖支护连续交替进行；土方每步开挖深度与土钉支护每步高度保持一致，即第 1 步15m，以下每步 20m，以便修坡后有 15m 高护坡，但每步严禁超过20m；在基坑中央距边坡 60m 以外范围内可以自由超挖，每步开挖先沿基坑周边挖出护坡工作面，保证土方开挖与护坡施工同步进行；土方开挖与护坡施工将根据现场情况交叉配合施工，避免等待，缩短工期。52 施工工艺
9、基坑边坡土钉墙支护施工主要工序：修坡基坑作业用挖掘机，人工对开挖后边坡进行修整，保证基坑坡面平整度。成孔土钉孔采用人工洛阳铲成孔，铲径 100mm，成孔孔径 120mm，角度 50 一 100。编网 按设计要求编钢筋网(65200200)，钢筋网分片编织绑扎，每个交接点满绑，钢筋网片搭接在同一截面接头不得超过 50，钢筋网使用锚杆传递的集中力均匀分散于四周混凝土板面，使加固边坡形成整体分布受力状态，防止喷射混凝土收缩裂缝，提高喷射混凝土层的承载力，网片用垫块垫离土层面 40mm，保证钢筋网在混凝土板面中间，保护层厚度40mm。土钉与注浆 注浆时应从孔底开始，将土钉和注浆管一起送入孔后，在常压下
10、注入水灰比为 1：(04505)纯水泥浆，直至孔口流出水泥浆为止，20min 后用编织袋封墙孔口，进行二次补浆，保证孔内充满浆液，让注浆体与土层充分黏结。焊接锚头及喷射混凝土 用18400 钢筋弯成直角将各锚头水平横向拉结，将锚头与横向拉筋焊接在一起，然后对边坡进行喷射混凝土，混凝土强度为 C20，水泥、砂、碎石和水配合比为 l：20：20：05。 53 施工技术要求。 选用 P0325 级水泥，若坡面出现少量渗水，可适当添加速凝剂。2)钻孔前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，作出标记。 3)土钉水平方向孔距误差50mm，垂直方向孔距误差100mm，土钉长度误差为 50mm，65 钢筋网误差
11、20mm。 4)钻孔底部偏斜尺寸不大于锚杆长度的 30。 5)注浆材料应按工艺要求，严格按配合比配制，确保浆液质量。 6)注浆时从孔底开始，并保证孔底浆液与土层充分黏结，孔口有浆液溢出。 7)做好防水措施，开挖前在坡顶做好 60mm 厚、1 000mm 宽混凝土防扩层，中间夹65250250 钢筋网层，并和坡面喷射层的钢筋网连在一起。 8)钢材、水泥、石料和外加剂要按照施工规范要求进行复检。 9)分派专职人员进行混凝土试件试测工作，做好各种试验数据的记录整理，以便发现问题及时、尽快解决。 10)如有边坡渗水，须采取排水措施，做好边坡渗水处理：在坡面渗水处凿100mm、深 500mm 的孔，将塑
12、料导水管埋入孔内，导水管周围用碎石滤料填埋，使渗出的水沿导水管流入坑底排水沟。 6 边坡水平位移监控测量 基坑开挖后，由于降水、开挖速度、支护进度等因素的影响，使基坑周围土体位移、应力平衡等问题较复杂，要掌握施工过程中基坑周边的变化情况，重点监控测量边坡的垂直沉降和水平位移，注意观察土钉端部附近的土表有无裂缝等，并掌握其变化规律。在该基坑施工中，将监测点设在基坑四周，施工结束后一个星期内最大位移量 5mm，经过雨季连续几天雨水洗刷，边坡没有继续位移，取得了满意效果，确保了基坑边坡稳定和周围建筑物的安全性。 7 结 语 土钉支护不仅具有安全可靠，适应性强，施工周期短等优点，而且造价低。本工程比采取护坡桩支护工程费用减少约 100 万元。 通过本工程实践，土钉支护有突出的经济技术性能，具有很大的推广应用潜力。 参考文献： 1黄强深基坑支护工程设计技术M北京：中国建材工业出版社，2011 2余志成，施文华深基坑支护设计与施工M北京：中国建筑工业出版社，2011 3陈肇元，崔京浩土钉支护在基坑工程中的应用M北京：中国建筑工业出版社，2009 4秦四清，江晓庆土钉支护机理与优化设计M北京：地质出版社，1999 5刘俊岩深基坑 T 程M北京：中国建筑工业出版社，2011
