土钉支护结构在深圳地铁施工中的应用

土钉支护结构在xx地铁施工中的应用1工程概况与地质条件xx地铁一期工程xx站位于xx大道南侧的绿地外缘，距xx大道道路边约10～20m，车站东端靠近上下广深高速公路的匝道，车站南侧有福田汽车站大楼和规划中的客运中心。基坑长214．3m，宽约30m，深约8m(南侧放坡后)，11～13(北侧)m。站区地处海积平原及台地，地形开阔。站区范围内上覆第四系全新统人工堆积层、海相沉积层及第四系残积层，下伏燕山期花岗岩。车站结构主要穿越地质条件较好的砾质粘性土、砂质粘性土地层，其主要物理参数见表1：表1主要地层物理参数表2土钉墙设计土钉墙支护的作用机理是通过土钉对土体的加固作用，使土钉与土体共同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，提高土坡的整体稳定性，以达到支护目的，土钉与土体作用机理并不是十分明晰，因此设计时以主要参数以工程类比为主。2.1支护方案经过反复比选，未采用降水措施，土钉墙支护典型剖面如图1、2所示。土钉竖向间距在1．2m左右，水平间距为1～1．2m，土钉钻孔孔径110mm，溜注水泥砂浆全长粘接，注浆压力0．8MPa；土钉面层采用C20网喷混凝土，厚120mm；在北侧基坑没置了微型桩，桩位于面层背部，间距1m，采用ф108注浆钢管做成，钴孔孔径130mm，灌注水泥砂浆，注浆压力o．8MPa。采用泄水管浅层排除面层后渗水，泄水管长1m，每2～3m：设置一个。2．2计算分析土钉墙的支护参数的确定主要根据工程类比确定，其L(土钉长度)／H(基坑深度)不小于1．0，初拟土钉长度后，再进行检算。检算采用总安全系数法进行，设计时考虑其局部抗拉安全系数不小于1．5，整体稳定的安全系数不小于1．3，整体稳定性分析根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法进行，计算时不考虑微型桩的支护作用。经验算本断面的稳定性安全系数及局部抗拉安全系数在不同开挖状态下均满足要求。3施工概况及监测结果土钉墙支护强调动态设计，信息化施工，由于地质条件的复杂性，根据有限个地质钻孔得到的地质资料做的设计不会是最优，所以必须在实践过程中根据现场反馈的地质及土体变形数据对设计进行必要的调整，从而保证支护安全。3．1土钉抗拔试验土钉抗拔试验，用于验证设计选用的注浆材料、锚固体与土体的粘结强度、施工工艺是否合适。试验分别选用了注浆材料为纯水泥浆、水泥砂浆的试验土钉各三组，通过抗拔试验，注浆材料为纯水泥浆的土钉锚固体界面粘结强度均能满足要求，而水泥砂浆土钉除一组可以满足要求外，其余两组均在加载过程中失效。根据试验结果，我们确定采用现有施工工艺，使用纯水泥浆作为注浆材料。3．2施工过程在土钉前期施工过程出现过一次异常情况：(1)在南侧素土钉施工至下三层土钉时，由于开挖面潮湿及初喷不及时，开挖面出现了两次大规模的剥离坍塌，引起坡体位移较大，最大一天坡顶水平变形达到11mm。根据现场情况，要求在坍塌地段采用砂袋堆压坡面，停止开挖，加强监测，待边坡位移稳定后方可继续向下施工；根据监测，边坡变形在三天内恢复稳定，在其后的开挖中缩短开挖段长度，及时初喷，防止了类似情况的发生。(2)北侧边坡(G123断面处)在开挖到直坡段下7、8m时，监测结果表明支护变形速率较大，达到2．55mm／d，而正常速率为应为1mm／d。经调查，是施工速度过快引发的，在上层土钉锚固体还未达到设计要求强度时就进行下一步开挖，上层土钉发挥不了作用，边坡变形速率必然增大。我们要求承包商严格按设计要求必须在上层土钉锚固体强度达到75％后方可施工下层土钉。其后的监测表明，变形速率回归正常。在后期的土钉施工中则比较顺利。古3脉．展3密施工监测慧3迷．刑3夺．瓶1翅监测内容久土钉监测内容州如存表本2朱表药2婶绣土钉监测内容味3浅．桑3捏．减2垒结果分析演(1文)先坡体水平位移返及沉降。根据占监测结果，典咽型断面的坡体吉的变形如侧图酬3府、仰4东。从总的结果葱来说，沉降值洁小于坡顶水平话位移值，坡体当水平位移及沉泄降值郎较大。演复合土钉处的鸽水平位移虽然绒远小于素土钉附，但与相邻区拆间的挖孔棉桩仇拼锚索相达比策(窑水平位移最大向值孙<5mm搁)显，还是高出不垃少。从形成因岂素看来，主要涝是随着基坑开卫挖累积而成。定(2征)析土钉应力。从绞测试结果看，扣如焦图南5凳(希括号内为理论述计算数饿值增)吉，土钉内力普止遍较小，彩除挤G屡排土殿钉休(牛中下还部悔)关受力较大，与旧理论计算近似梁外，其它具体稀数值与理论计念算均无可比性凑。土钉应力一微般在开挖下二产排土办钉范(7留d悲内英)依时变化较为剧纷烈员(例见土钉应力曲吉线晒)技，其后变化较霸为平缓。从监着测结果看来，嫂土钉直径采旨用针2焰5剧足够了，设计做时下部采用杠的歇φ版2命8障土钉偏大偏长渗。其应力变化谎如下益图筐6科。匀4答什设计中的一些悼问题的处理与发探讨降4括．按1赛设计对地下水羡的考虑灵根据酒xx感市的规定，土沫钉墙适用于地背下水位以上或德人工降水后地络层中。本工点嘴的设计并未采刺用降水措施，姻主要是出于以插下考虑：漫(1溉)仰本工点的地层翻主要是铲砾碎(困砂乘)迫质粘性土，根隔据现场踏勘及角调查：该类土编在硬结状态下冬具有较大的无情侧限抗压强度太、自立性好，盯往往可垂直开谋挖锡4请～辞5m列而不需支护，他在晴好天气下刺，基坑坡面初未期有少量水渗挑出，基坑略显纠潮湿，无需降脱水。本基坑施尝工过程跨越伍xx浴雨季，降水井携在连绵的雨季新中实际上很难燕起到作用；箩棚概(施验2根惠)倚降水持续时间暑长，降水井的仪费用也较纠高沈(扩约吴4锅0添万米元黄)盏。从实测结果状看，在旱、雨撑季中土钉应力慕并无明显变化得，因此在该类盛土中采用水土掏合算是合适的恳。银4贪．篮2赢微型桩的作用扬根据监测结果旦，我们认为微免型桩的作用主厅要体现在如下内两个方面：弹(1走)悠超前支护，保杀护开挖面的稳应定，减少开挖叠中的土体侧向吗变形。随着开迁挖，开挖面应叙力释放，由于慎土体中软弱节茶理面的存在，法开挖面在初喷禁不及时或在水扭量较大地段易说出现剥离坍塌状，逐渐加大形乞成空洞，对边倦坡稳定极为不吉利，在素土钉痛支护所遇情况水，该种坍塌较溉为常见。而在序北侧边坡，微舞型桩起到了很啄好的超前支护托作用，整个变康形过程随着基烫坑的开挖平稳灌发展，虽然边惹坡高，其变形扭绝对值却小于堵南侧。恰(2谢)痛改变了支护的胜变形形态，改谦善了支护的整免体稳定性。从者本工点的监测芳结果来看，南停侧素土钉断面抢中，支护的位仓移沿高度大体蚂呈线性变化，婶类似绕趾部向眼外转动，最大绿水平位移发生搞在顶部，类似价于重力式挡土滚墙。北侧复合露土钉断面中，锯坡体的水平变去形最大点均发上生在中部。这渐说明微型桩改蚀变了支护的变暴外形态，不再征类似于重力式古挡土墙，而与勿土钉一起具有众拉锚式支护结蹄构的变形特征谅。誓(3僚)趟微型桩的计算互分析。如上所姑述，设置了微印型桩的土钉结瘦构具有拉锚式非支护结构的变季形特征，从监缘测结果上看，冬土钉应力主要戚在施工下两排拉土钉时形成，因与堵按假“格增量纤法音”遮计算拉锚结构赤时的特征类似无，但由于土钉同与锚索在工作败原理上不一样毕；土钉的端头谣也并未设置也久不需要设置与鸭钢管桩联接的酷传力体供系茂(困腰梁与锚轧具幸)联，两者之间的姿共同承载作用翅很弱，故不宜趁按拉锚结构来局进行简化计算粥。《建筑基坑拍支护技术规程主》述，舅JGJ120蒸-9塔9论中将钢管桩作福为超前花管来驱进行计算，但洗如本设计中设裳置的微型桩，堡采用上述方法想计算时对整体皆稳定性的帮助滚很小，笔者建探议在此种情况拼下分析时不考染虑微型桩的作遗用，而直接将猜选用的整体安谱全系数下针调带0累．章1靠～砌0亭．凤2辫。如本设计，告根据习惯作法叙，在末考虑降乡水措施的情况受下，其安全系刻数应上母调唯0殊．滤1漏～捏0醋．鼓3牧，在考虑了钢目管桩作用后，巧安全系数未予寿调整。债4既．骨3透饰设计对施工的捡要求叠一般来说，采举用土钉墙结构竞的前提之一是出基坑周边环境抗对变形要求不话太严格，因为必土钉支护位移宜量较大，并且模极易受施工因课素的影响。为捞减少施工因素亏对边坡稳定的骂影响，在设计吗中对施工过程欣的控制应细化亏，如每小块土翁钉支护的初喷窝时间、土钉支雾护完成时间及妄上下层土钉的册施工间隔等，垃并通过监测结周果对具体参数签进行调整。在现设定土钉监测盖指标时，应以俩土钉的变化速途率为主控目标轮，防止突变，新对于其累积值累则可适当放宽我5颠宁土钉结构在地内铁中的应用前偿景说目前广东地区与的地铁基坑中残，较多的采用尸密排损桩判(另人工挖孔桩、占钻孔魂桩若)援作为基坑的支语护结构，桩与牵主体结构密贴为作为复合或重尼合结构进行设唤计，以充分利厉用排桩的挡土衡能力。政土钉支护结构叛与桩墙支护结去构相比，除了阔造价低、施工页速度快等固有枣优势外，还具兵有防水性能好另的特点。因为光无论是重合墙巩还是复合墙，兰后期施工的增侦委t祝墙受刚度较大妙的桩的约束，艺易产生开裂，版并且裂缝的发输现与修补也只斑能在背水面进虫行，侧墙的防爬水效果较差。衫土钉墙采用离骗壁式设计，留吴有防水层施工纤空间，防水层疮施工在主体结业构施工完成后度进行，防水施遮工质量的可控凝性及效果明显仆好于排桩支护月。玩而土钉支护与野桩墙支护相比飘不足之处在于旺：软弱土层、梅对基坑边土体壳变形有严格要魂求的工程其使套用受到限制；类基坑周边要