土釘墻+噴錨復(fù)合支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中的分析應(yīng)用
關(guān)鍵詞：高層建筑；基坑工程；土釘墻支護(hù)；位移監(jiān)測
1、引言
高層商住樓深基坑支護(hù)的方案有護(hù)壁樁、錨桿、噴錨、土釘墻等多種方式，各種方案有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，應(yīng)在深入掌握和研究水文、地質(zhì)資料和周邊環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案的分析、論證與優(yōu)化。
特別是現(xiàn)代高層建筑基坑工程朝著深、大、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的方向發(fā)展，基坑結(jié)構(gòu)支護(hù)也不再是采用單一的技術(shù)方法，而是多種支護(hù)方式的綜合應(yīng)用。因此，選擇科學(xué)合理的基坑支護(hù)方案，以確保證基坑支護(hù)工程的質(zhì)量和施工安全。
2、工程概況
湖南某高層商住樓，主樓為28層，裙樓為5層，總建筑面積94926m2。框剪結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)�；A(chǔ)埋置深度-11.5m，帶二層地下室，局部二層半�；娱L約210.5m，寬約75.8m，基坑設(shè)計(jì)開挖深度6.5～10.4m，基坑平面布置見圖1。
經(jīng)比較，采用土釘墻+噴錨復(fù)合支護(hù)方案，開挖過程中須注意基坑周圍的建筑物及地下管線。
本基坑地質(zhì)條件相差較大，地面高差懸殊，擬建場地中部有一陡坎，南高北低，高差約3.5m。地層自上而下依次分布為：①雜填土層：厚度差異較大，呈東厚西薄狀，在0.70～5.5m之間。②粉土層：厚度0.55～7.0m，局部區(qū)域缺失。③卵石層：埋深4.1～8.2m，勘察厚度7.2～25.6m。各地層相關(guān)力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。
3、土釘墻+噴錨復(fù)合支護(hù)設(shè)計(jì)方案
本工程采用設(shè)計(jì)軟件SN2000進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，按照現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)規(guī)程，基坑南面邊坡支護(hù)工程的安全等級為一級，工程的重要性系數(shù)為③＝1.0。本工程主樓與裙樓的筏板板底標(biāo)高不一致，使得基坑邊坡深度相關(guān)較大，為了合理經(jīng)濟(jì)地支護(hù)基坑，根據(jù)不同的深度分區(qū)分別進(jìn)行支護(hù)。主要考慮保證坑壁土體穩(wěn)定及周圍留有一定的施工空間，采用適度放坡后土釘墻支護(hù)的方案（詳見基坑平面圖）。
3．1土釘設(shè)計(jì)參數(shù)
基坑底邊線距離基礎(chǔ)邊線0.5m，基坑頂邊線距離基坑底邊線2.5m。土釘梅花狀布置。土釘直徑100mm，土釘鋼筋均為Ⅱ級鋼筋，直徑18mm，土釘與水平面之間的夾角為15°（見圖2）。土釘固結(jié)用水泥素漿，采用P.O.32.5R級普通硅酸鹽水泥，水灰比0.45，具體設(shè)計(jì)參數(shù)見表2，表3。
3．2掛網(wǎng)、噴射混凝土的設(shè)計(jì)
噴射混凝土厚80mm，配鋼筋網(wǎng)為φ6@200mm×200mm，加強(qiáng)筋為4φ16mm，長度400mm，在坡頂位置上包300mm，鋼筋網(wǎng)剖面見圖3。
噴射混凝土可根據(jù)土質(zhì)情況分兩次噴射，也可一次噴射成型。第一層40mm混凝土噴射完成后，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，保證鋼筋網(wǎng)距離坡面40mm，然后緊固土釘，再噴射第二層混凝土至設(shè)計(jì)厚度，噴射混凝土強(qiáng)度等級為C20，噴射混凝土配合比為水泥：砂：石＝1：2：2。
4、土釘墻+噴錨復(fù)合支護(hù)施工與監(jiān)測
4.1施工技術(shù)要求
1）開挖、修坡：土釘墻施工隨工作面開挖分層施工，開挖高度按照土釘?shù)脑O(shè)計(jì)高度1.5m分層進(jìn)行開挖，嚴(yán)禁超控。每層開挖寬試想取決于土體堆積穩(wěn)定時(shí)間和工作流程。對開挖后的邊坡段，用人工及時(shí)修整，清除待噴面上的松散雜物，以便于后面初噴、成孔的施工。
2）初噴混凝土：邊坡修整后，立即噴射40mm厚的混凝土層，使暴露的土體及時(shí)封閉，以免風(fēng)化、坍塌。在邊坡土體穩(wěn)定的情況下，可先完成土釘后再進(jìn)行噴錨。
3）成孔：按設(shè)計(jì)要求施工，孔深見設(shè)計(jì)圖孔徑100mm，層高1.5m，第一層距地表1.0m，傾角15°。成孔時(shí)必須干式鉆進(jìn)，避免沖洗液沖刷孔壁，降低土釘?shù)目拱文芰�。在卵石層如遇到成孔困難時(shí)，可用錨管注漿完成土釘。
4）設(shè)置土釘：成孔后，應(yīng)及時(shí)將土釘鋼筋連同注漿管送入孔內(nèi)，在放置土釘鋼筋前盡可能對孔內(nèi)殘存及擾動的廢土進(jìn)行清除。土釘鋼筋上間隔2.0m設(shè)置一組導(dǎo)正支架。
5）注漿：灌注純水泥漿至孔口溢出，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿一次。為防止水泥凈漿固結(jié)收縮時(shí)降低土釘?shù)腻^固力，摻入水泥用量3%的氧化鈣類膨脹劑。
6）編鋼筋網(wǎng)、焊接錨桿頭：鋼筋網(wǎng)為φ6@200mm×200mm，加強(qiáng)筋為4φ16mm，長度400mm。加強(qiáng)筋與土釘鋼筋進(jìn)行焊接。
7）終噴混凝土：按設(shè)計(jì)要求噴到所需厚度。噴射混凝土終凝20h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間大于3d。
8）3d后再進(jìn)行相鄰?fù)馏w或下一層體的開挖，并進(jìn)行下一段土釘墻的施工，根據(jù)土質(zhì)情況可適當(dāng)縮短時(shí)間。
4.2施工過程中的位移監(jiān)測
本基坑周邊頂共布置20個(gè)點(diǎn)進(jìn)行邊坡土體頂部的水平位移和垂直位移的監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)間距15～25m，其中東西陡峭地段各布置4個(gè)點(diǎn)，南面布置7個(gè)點(diǎn)，北面布置5個(gè)點(diǎn)。在施工期間要求每天觀察一次，若發(fā)現(xiàn)異常情況如地面突然開裂、裂縫持續(xù)增大或位移日增量超過3mm等，則加密觀察。
在基坑南面的土釘墻由于地面高，支護(hù)深，土釘墻的水平位移和垂直位移的監(jiān)測應(yīng)予取予以特別重視，在施工期間要求每天觀察一次，施工結(jié)束后要求一周觀察一次，若發(fā)現(xiàn)有水平位移和垂直位移應(yīng)立馬采取相應(yīng)的措施。
施工表明，基坑南面的測點(diǎn)水平位移測量結(jié)果如圖4所示，測點(diǎn)W3、W4在基坑南面支護(hù)中段，主動土壓力影響較大，最終積累水平位移明顯偏大，最大值分別為60mm和71mm；測點(diǎn)W5、W6在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，均不超過50mm；其余各點(diǎn)的水平位移在施工期間增長較快，施工結(jié)束后趨于穩(wěn)定。
4.3方案實(shí)施效果
由于施工前對施工方案進(jìn)行了充分論證，對一些關(guān)鍵技術(shù)做到有效控制，同時(shí)在施工中組織嚴(yán)密，方法得當(dāng)，措施到位，并嚴(yán)格按施工工藝和順序進(jìn)行操作，取得了較好效果。
1）節(jié)省了施工工期，比計(jì)劃提前了20d。
2）經(jīng)連續(xù)監(jiān)測，坑壁土體的水平位移、坡頂沉降量、周邊道路地面垂直位移以及坑壁頂部硬殼層和土釘極限抗拔力等，均滿足了規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。
3）采用土釘支護(hù)技術(shù)，確保了基坑土體的整體穩(wěn)定，避免了基坑開挖對周邊環(huán)境的不利影響，達(dá)到了預(yù)期的目的。
5、結(jié)束語
綜上所述，在現(xiàn)代高層建筑基坑工程中，土釘墻及其復(fù)合支護(hù)以其經(jīng)濟(jì)實(shí)用安全可靠的特點(diǎn)優(yōu)勢正逐漸得到越來越廣泛的運(yùn)用；為了減少基坑變形，可通過施加預(yù)應(yīng)力的辦法使其變形有效得到控制，而在軟土地區(qū)，則可附加深層攪拌和注漿技術(shù)對基坑底部進(jìn)行加固處理。
參考文獻(xiàn)：
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