论深基坑支护中复合土钉墙的支护技术

论深基坑支护中复合土钉墙的支护技术

发表时间：2014-12-12T10:52:32.467Z 来源：《工程管理前沿》2014年第12期供稿作者：马发武

[导读] 在基坑支护和地下室施工过程中，通过对基坑支护变形、周边建筑物沉降等项目的监测，信息显示基坑支护安全可靠，同时也验证了施工方案正确有效。

马发武

江苏华轩建设工程有限公司 225824

摘要：复合土钉墙是一种较为成熟的基坑支护方式，该工法的运用使基坑围护结构达到了安全可靠的目的。本文结合工程具体实际，具体阐述复合土钉墙支护技术在深基坑支护中的应用。

关键词：复合土钉墙；深基坑支护；预应力锚杆；深层搅拌桩

随着经济的快速发展，城市建设的快速推进，越来越多的建筑基坑埋深越来越深，在实际工程中，根据施工场地的地质条件以及周边环境，组成复合土钉墙的各项技术需要进行灵活的有机结合，形式多样。

1 复合土钉墙的类型及适用范围

复合土钉墙是将深层搅拌桩、预应力锚杆、微型桩等与土钉墙相结合而形成的一种复合结构，在实际工程中主要有四种组合类型：土钉墙与预应力锚杆相组合；土钉墙与深层搅拌桩、预应力锚杆以及微型桩相组合；土钉墙与预应力锚杆以及深层搅拌桩相组合；土钉墙与预应力锚杆以及微型桩相组合。工程中经常使用到各种类型及其适用范围如下：

1.1 土钉墙与预应力锚杆相组合的复合土钉墙

土钉墙与预应力锚杆相组合而形成的深基坑支护方式，主要适用于那些需要排水但是由于基坑深度较大而缺少放坡条件的基坑，采用土钉墙与预应力锚杆相结合的支护方式有利于避免其出现位移现象。

1.2 土钉墙与深层搅拌桩、预应力锚杆以及微型桩相组合的复合土钉墙

土钉墙与深层搅拌桩、预应力锚杆以及微型桩组合形成的深基坑支护方式，主要适用于那些处于复杂的地质条件和环境条件下、深度比较大的基坑。在采用这种复合土钉墙结构时，一般需要设置两到三排的预应力锚杆，采用搅拌桩来做止水帷幕，用微型桩对复合土钉墙结构作加固处理。

1.3 土钉墙与预应力锚杆以及深层搅拌桩相组合的复合土钉墙

土钉墙与预应力锚杆以及深层搅拌桩相组合而形成的深基坑支护方式是迄今为止应用范围最为广泛的一种支护方式。基坑降水会引起地面的附加沉降，可能对基坑周围的建筑、道路等造成破坏，并引发工程事故。所以，深基坑支护需要设置止水帷幕，它可以起到止水和加固支护的双重作用。搅拌桩由于止水加固效果好以及经济性等优点，被广泛地用于止水帷幕。在工程施工过程中，土钉墙经常会由于降水的原因而发生变形现象，为了限制其发生位移，施工人员通常会将预应力锚杆应用于复合土钉墙中。由此，形成了土钉墙与预应力锚杆以及深层搅拌桩相结合而成的复合土钉墙结构。

1.4 土钉墙与预应力锚杆以及微型桩相组合的复合土钉墙

在土钉墙与预应力锚杆以及微型桩相组合形成的复合土钉墙中，预应力锚杆在复合土钉墙中起到加固以及避免发生位移现象的作用。土钉墙与预应力锚杆以及微型桩相结合的复合土钉墙的适用于土质条件差、地面所承受的荷载较大并且开挖线邻近周边建筑物的基坑。

2 复合土钉墙的构造

复合土钉墙是土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系，它的构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。复合土钉墙具有轻型、灵活、适用广泛、造价成本低、安全可靠、施工方便等优点。

3 复合土钉墙在工程中的应用

本文将以某商业广场的深基坑支护工程为例，具体阐述复合土钉墙支护技术在深基坑支护中的应用。

3.1 深基坑支护工程概况

该商业广场为1栋30层的高层建筑，有2层地下室，地下室开挖面积约为3595m2，地下室周长为270m，基坑开挖深度为7.8～9.6m，基坑AED段约6m外为某住宅小区绿化用地，基坑ABC段约10m外为市政道路，基坑CD段约8m外为两栋6层住宅楼。除了CD段安全等级为一级，其余安全等级为二级，该基坑支护性质为临时性质。基坑平面布置图详见图1。

图1 基坑平面布置图

3.2 施工场地的地质条件

场地地层自上而下：①素填土；②-1粉质粘土、②-2淤泥质粉质粘土、②-3粉砂；③粉土；④-1全风化泥质砂岩、④-2强风化泥质砂岩、④-3中风化泥质砂岩。

3.3 施工场地的水文地质条件该场地地下水类型主要为填土层中的上层滞水、淤泥质粉质粘土和粉砂的孔隙水以及泥质砂岩裂缝水，除填土层及粉砂层透水性较好外，其余土层透水性较弱。地下水补给主要依靠大气降水，勘察期间地下水位埋深为2.80～

4.00m。

3.4 支护方案选用

选用安全合理的设计和施工方案，是保证基坑支护安全的前提，应尽量选用造价低廉、施工工艺先进成熟的支护方案。为此，根据施工场地的地质条件以及周边环境，本工程决定采用将土钉墙与预应力锚杆、深层搅拌桩以及微型桩相结合的复合土钉墙结构。

3.5 深基坑支护工程施工过程深基坑支护应按照方案和工序进行施工，严格控制好每一道工序的施工质量是深基坑支护能否达到预期效果的关键环节。（1）钢管土钉施工工艺

钢（花）管土钉的施工流程主要包括：加工管材、击打钢花管、压力灌浆等。土钉用A48钢管制成花管，入土端加工成桩尖状，孔眼前端焊接角钢块，形成倒刺状。采用冲击锤将钢管按照设计角度、入土长度击打入土中。然后用P.O.32.5R水泥按水灰比0.5～0.55配制水泥浆液，用0.6～0.8MPa压力灌浆，稳压3min，使浆体在土体中充分渗透及扩散。

（2）预应力锚杆施工工艺

预应力锚杆的施工流程主要包括：测量定位、钻机成孔、清孔、放置锚索、二次注浆、安装锚固传力装置、张拉、锁定锚具等。预应力锚杆施工中控制好二次注浆和锚索张拉是关键，要求注浆体用P.O.42.5水泥按水灰比0.4～0.5拌制，一次注浆待孔口溢浆即可停止注浆，二次高压注浆压力宜控制在2.0～2.5MPa。锚索张拉宜在注浆体强度达到设计值得80%后进行，按逐级增加荷载0.15～0.2倍设计值进行张拉，张拉至1.2倍设计值后，逐级卸荷至锁定值。（3）水泥搅拌桩施工工艺

水泥搅拌桩的施工流程主要包括：测量定位、桩机就位、预拌下沉、配置浆液、喷浆搅拌提升、重新搅拌下沉、重复喷浆搅拌提升等。

本工程采用的搅拌桩直径为500mm，相邻桩相互搭接150mm，用P.C42.5R水泥拌合浆料，相邻桩施工间隔时间不宜超过24h。为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，提钻喷浆时应在桩底部停留50s，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30s。施工时严格控制喷浆量，施工中如发现喷浆量不足，应整桩复拌。（4）微型桩施工工艺

微型桩的施工流程主要包括：钻机成孔、循环清孔、下入工字钢碎石、安装注浆管、孔底压浆等。该工程微型桩孔径为250mm，间距为700mm，采用钻机成孔，当钻进到深度后循环清孔，下入18#轻型工字钢，孔内填入碎石后进行孔底压浆，直至孔口流出浓浆后开始提升注浆管。为了确保微型桩能自行一体，在微型桩桩顶浇捣尺寸为400mm×300mm的强度为C25锁口梁，需保证微型桩的工字钢插入锁口梁为250mm。

（5）组合形式选用

在确定采用复合土钉墙支护后，我们根据地面高度、地质条件以及周边环境，在不同部位采用了三种组合方式：1-1型支护：基坑AED 段靠近某住宅小区绿化用地，富含地下水的素填土层较厚，基坑开挖深度7.80m，因此，0.00～2.00采用1：1放坡卸荷，2.00～7.80m采用桩锚支护，并设置双排水泥搅拌桩止水，桩采用准250@700微型桩，内插18#轻型工字钢，桩长10.3m，坡面设两排锚索，详见图2。

图3 2-2型剖面图（A-B-C段）