土钉墙在含水砂卵石地层中的施工要点

土钉墙在含水砂卵石地层中的施工要点

冯波，虎铭伟

（北京市公路桥梁建设集团有限公司一分公司，北京 102206）

摘要：通过工程实例，归纳总结采用土钉墙方式在含水砂卵石地层中进行基坑支护时的设计和施工经验。

关键词：土钉墙；砂卵石地层；地下水

土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术，它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内，将土体加固成能自稳的重力式挡土结构。该项技术形成于20世纪70年代，因其造价较其他基坑围护体系低，施工周期短，安全性基本满足基坑稳定性及变形要求，在边坡工程、基坑工程中得到了广泛的认可和应用。但土钉墙对地层的依赖性很大，一般适合于地下水位以上或经过降、排水措施后的素填土、普通粘性土、粘性的砂土和粉土等较均匀土体边坡。对于砂卵石地层，由于其内聚力较小、内摩擦角大，在空间条件允许的情况下按要求放坡开挖，基坑边坡不需支护且自稳性能良好；但是如果受空间限制，无法按要求放坡，开挖过深或长期暴露在外的砂卵石坡体受外力影响很容易失稳，所以在开挖后为保证边坡的稳定需要对其进行支护。土钉墙支护在砂卵石地层中施工难度较大，本文结合工程实例，探讨在含水砂卵石地层中采用土钉墙支护的设计和施工经验。

1工程概况

房山五渡桥位于房山区十渡镇涞宝路西关上，跨越拒马河，全长550米，包括主桥工程、引桥工程、引道工程。主桥主墩2#承台位于拒马河河滩，为16.0m×11.5m×4m的大体积承台。承台底标高为122.875m，实测2#承台处地面标高约129.5m，基坑开挖深度将近7m。另外由于主桥2#承台距离旧五渡桥较近，承台边线距离旧路、旧桥边线最近2.8m，为保证基坑开挖安全并确保现况交通安全，开挖时需要对旧路、旧桥采取保护措施。受场地空间限制，我们选用土钉墙支护。

2工程地质条件

整个场区，主要由砂卵石和漂石构成(见图1)。土钉墙所在施工区域地层分布情况如下：

1、人工堆积土

卵石素填土：湿～饱和，稍密～中密。主要由卵石构成，岩

性以沉积岩为主，亚圆，中风化；粒径一般为20～30cm，最大为

35～36cm，充填砂砾，夹亚粘土素填土的透镜体。本层厚度为

0.80～3.50m，层底标高为127.00～133.40m。亚粘土素填土厚度

为：1.00m，层底标高为141.50m。

2、一般第四纪沉积土

卵石：湿～饱和，稍密～中密。岩性以沉积岩为主，亚圆，

中风化，粒径一般为4～8cm，最大为15～20cm，充填砂砾，局部

混少量粘性土，夹中粗砂薄层，局部夹漂石。本层厚度为1.50～

8.20m，层底标高为118.80～129.10m。其下地质情况仍为卵石，

局部夹漂石，厚度为13.00～17.50m，层底标高为105.30～

105.80m。图1

3水文地质条件

主桥跨越拒马河，拒马河河谷呈不对称的“U”字型，河床宽200米左右，流经桥位处的水流方向为自东北向西南，拒马河常年有水。据现场勘察，拒马河水流平缓，水深约0.5m，水面宽度约为50m，河底为细砂和砂卵石，测量得现状地下水位标高在126.791m左右。场区地下水位潜水型，其静止水位埋深为0.50～1.00m，受河水补给，水量较丰富。

4人员、材料及机械设备

表2主要施工设备

表3主要施工材料

5土钉墙设计要点

5.1设计要求

本工程基坑支护结构设计要求：

1）保证基坑道路和桥梁的正常使用和安全；

2）支护结构水平位移应小于20mm；

3）基坑周边地面沉降小于20mm；

4）基坑支护结构为临时结构，施工完成后必须尽快完成地下结构施工并将基槽回填。

5）土钉墙结构尺寸：土钉墙长约15m，深约7m；北侧坡深7.1m，坡宽1.8m，坡度为1：0.25；南侧坡深6.9m，坡宽5.5m，坡度为1：0.8。

6）土钉墙结构布置：土钉布置纵横间距均为1m，采用螺纹18钢筋，自顶面下1m处开始布置，第一排深度为5.5m，其余5排3m；网片采用φ6.5钢筋，纵横间距20cm。孔道注浆浆体强度不低于M10，喷锚混凝土强度不低于C20，厚度不小于15cm。

5.2土钉墙计算

土钉墙采用中国建筑科学研究院地基所研发的基坑支护软件进行计算。分北侧、南侧计算，北侧取数基坑坡高7.1m，坡宽1.8m，作用荷载20kPa，距坑边2.8m；南侧取数坡高6.9m，坡宽5.5m，作用荷载20kPa，距坑边1m。

(a)

(b)

(c)

(d)

图2基坑支护软件计算结果

6施工操作要点

6.1降水开挖

土钉墙施工需要在无水条件下进行。首先在基坑开挖边线边角处设一直径约2m，深约1.5m的集水井，井内布置潜水泵进行降水，然后进行基坑开挖。基坑开挖过程从靠近旧路、旧桥一侧开始进行，挖掘时采用放坡后退法，分层开挖并分层进行土钉墙支护施工。

每步分层开挖深度约1m，每层开挖完成后，在基坑周围设置排水边沟，将水引入集水井集中排出。随着开挖深度，集水井不断加深加大，潜水泵数量也相应增加，达到将地下水

水位降至基坑底面至少50cm。

6.3土钉墙施工要点

图4土钉墙支护平面图

6.3.1边坡修整

土方开挖至土钉设计标高下0.5m后，人工及时修整坡面。如砂卵石坡面极不稳定，可先挂网喷锚后再进行下步施工。坡面平整度允许偏差±20mm。

6.3.2成孔

采用洛阳铲人工成孔，两人一组。成孔过程中注意控制倾角及孔径，成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐检记录。如成孔过程中塌孔现象较为严重，采用分批间隔成孔的方式，以免影响现有路基。对塌孔产生的上方空洞，应在上层凿孔注浆将空洞填充补实。土钉墙施工允许偏差见表4。