土钉与桩锚支护在深基坑支护中的应用.doc

土钉与桩锚支护在深基坑支护中的应用张廷会 王鑫 赵锦（陕西天地地址有限责任公司 陕西 西安 710054）摘要：以西安市一深基坑支护工程为例，根据深基坑地质条件,综合考虑周边环境等多方因素后,提出了东边采用土钉与桩锚组合支护、南、西、北3侧采用土钉支护设计相结合的结构体系支护方案,介绍了其具体的设计过程及施工要求,取得了良好的支护效果。关键词：深基坑、支护、土钉、护坡桩、桩锚土钉支护技术作为一种经济可靠、快速简便的挡土技术，已在我国高层建筑的深基坑开挖施工中得到愈来愈多的应用。其具有支护安全可靠，同比工程造价低，施工方便，不单独占用工期等优点。对周围有建筑物的基坑工程，单纯采用普通土钉技术不能限制基坑产生较大位移，进而有可能影响基坑周围建筑物的安全使用。但采用土钉与支护桩组合治理，并在施工中采取一些技术措施，将会大大减小边坡的位移，取得良好的效果。1.工程概况拟建工程场地位于西安市南郊西高新开发区，东邻水晶岛酒店，南邻科技七路，西隔园区路与西安高新区市政配套服务中心相对。基坑开挖深度为12.14m,周边结构复杂,开挖深度大，场地狭小。东侧围墙及直径400mm的热力管道距离地下室外皮最多只有3m距离，开挖后距水晶岛及水晶岛北侧建筑物也较近；热力管道及水晶岛基础埋深6m。因此对基坑位移控制要求高；南、西、北侧为公共通行道路，是土方开挖时车辆运输道路。采用常规的深基坑支护方法,无法保证施工质量和安全要求。通过采用多种支护技术和采用先进的施工机械,圆满完成了施工任务。对该工程的边坡支护设计和施工进行阐述。2.水文、地质情况层号及地层分类成因时代层厚（m）层底埋深（m）层底标高（m）地层描述状态-1杂填土Q4ml0.302.500.302.50397.85399.86呈褐杂色，含大量砖块、砂石、水泥块等建筑垃圾，混粘性土，土质松散。松散-2素填土Q4ml0.502.200.502.60397.75399.76呈黄褐色，以粘性土为主，含白灰渣、碎瓦片，偶见砖块，土质松散。松散黑垆土Q4el0.402.202.003.00397.35398.16呈褐棕褐色，含白色钙质薄膜，偶见结核石，有虫孔，大孔隙、针孔发育。IL=0.05硬塑黄土状粉质粘土Q4al+pl2.303.004.905.30394.79395.16呈褐黄色，含铁锰质、云母片、蜗牛壳片，有虫孔，大孔隙，针孔发育。IL=0.08硬塑黄土状粉质粘土Q4al+pl1.802.106.907.30392.79393.15呈褐黄色，含铁锰质、云母片、蜗牛壳片，有虫孔，大孔隙，针孔发育。IL=0.22硬塑黄土Q3eol4.104.7011.2012.00388.35388.96呈褐黄色，含蜗牛壳片、结核石，偶见铁锰质、云母片、，针孔发育。IL=0.26可塑古土壤Q3al3.704.6015.0015.90384.23385.06呈褐黄色棕红色，含钙膜，有结核石，层底有2030cm厚的结核富集成层，孔隙较发育、土质均匀。IL=0.25硬塑2.1 地质条件2.2 水文条件由钻孔实测地下水稳定水位埋深14.4314.95m，标高范围385.27385.65m。场地地下水位属潜水类型，主要以大气降水、地下水径流补给，并以自然蒸发、人工开采和地下径流排泄。勘查期间地下水属年内枯水期。据西安地区性资料，场地地下水年季节性变化幅度约为2米。3.深基坑支护设计3.1方案选择基坑支护的方法较多，如：锚杆-护坡桩支护、土钉墙支护、挂网喷射砼等。土钉墙支护土钉支护是依靠土钉体与土体之间的摩擦力将边坡土体内不稳定区土体的侧压力，通过土钉的水平拉力作用传递到稳固区。在土钉支护体系中，土钉与土体共同作用，充分利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力，约束土体的侧向变形，形成一种自稳性结构，既增强了土的主动受力能力，又增强了土体破坏的延性。由于土体延性的增加，即使土体支护体系发生破坏，也是渐进性的。该工艺土体位移变形相对较大，但按照规范要求可控制在3%0H。而且设计合理、做得得当，基坑土体位移完全可以控制在一定范围之内，结合地层条件而且易于控制，经济造价较低。锚杆护坡桩在深基坑支护已广泛采用。采用锚杆护坡桩，是一种被动的支挡形式，它依靠桩结构体系的支挡能力、桩体的刚性支挡土体，控制土体位移，这种支护形式最大优点是控制位移能力强。为此，根据该场地的工程地质和水文地质条件以及结合场地周围环境对位移要求条件，并结合类似工程的设计与施工经验，本工程支护方式：基坑东侧采取护坡桩+土钉墙、其余3侧采取土钉墙支护形式。3.2基坑西侧、北侧和东侧支护方案3.2.1南、西、北3侧支护设计：采取土钉墙支护（见图1）土钉墙支护坡度为1：0.2，水平间距1.50m，纵向间距1.50m，共设置7排土锚钉，土锚钉成孔直径110mm,土锚钉水平夹角15，土锚钉杆体材料采用122的钢筋加焊隔离架制成。土锚钉注浆体采用纯水泥浆，水泥采用P.0 32.5水泥，水灰比0.50：1。基坑坡面按照设计要求开挖由人工进行坡面清理，清除坡面浮土及松动的块状物，使坡面基本平整，然后在坡面铺设6.5150150的钢筋网片，设置118通长加强筋筋，然后喷射平均厚度80-100mm的混凝土，喷射混凝土的强度等级为C20，喷射砼配合比为水泥：石屑：中砂-1:2:2。在坡面有明显渗水的地方插放排水管，及时将坡面渗水导流出来。土钉墙在坡顶设1.0m宽度的护顶，在坡脚设置深度为30cm的护脚。在-6.0m处设置一道平台，宽度1.0m 图1：南、西、北3侧土钉支护剖面图 图2：东侧土钉与护坡桩组合支护剖面图 3.2.2东侧支护设计：上部土钉墙、下部护坡桩+锚杆（见图2）桩设计桩径700，桩间距1.5m，桩长10m、桩顶标高-6m，有效嵌固深度4.4m，桩身砼强度为C25，桩身主筋通长均匀配置1222，箍筋为8200 ，固定圈筋为142000，主筋保护层厚为50mm。所有桩顶设一道连梁连梁尺寸为700mm（宽）500mm（高）、顶标高-5.5m，连梁配筋为418（侧面）118（上、下）通长配筋。箍筋8200。桩身主筋最少伸入连梁内450mm，连梁砼强度为C25。锚杆设计在-5.5m位置设1道锚杆，反力梁为桩顶连梁，1桩1锚；锚杆孔径为130mm，锚杆长度为13m，其中自由段长为5.0m，倾角为15-18间隔施工，锚索选用122钢筋。桩间土设计为确保桩间土的稳定，于桩间进行挂网锚喷处理。a.土方开挖时，边开挖边修坡，保证侧壁土体在自然状态下的自立性；b.修坡完毕后，内配150*150钢板网片，垂直槽壁钉设114长度1.0m的钢钉，竖向间距1.5m，并用6钢筋马蹄型梅花状固定。c.挂网完毕，锚喷处理，厚度为5080mm，强度C20。桩顶土钉墙支护，支护深度为5.0、坡度为1：0.24，土锚钉杆体材料采用118的钢筋加焊隔离架制成。其它施工设计同南、西、北3侧支护设计。4 施工质量控制边坡支护的安全,不仅设计方案必须可靠,施工质量也非常重要。在本工程中对东侧支护要求较高，要求先施工上部的支护体系,上部支护体系完成后再施工下部桩锚体系、冠梁。施工过程中都须做到分层分段开挖土方,并随之喷锚及锚杆等施工各道工序紧密衔接。严禁超挖及大面积开挖。桩施工浇灌混凝土之前应检查桩长、垂直度等情况。冠梁、施工应按设计图纸要求及有关规程规范进行。锚杆施工严格按规程规范进行，合理安排好各项施工顺序。5 结语本工程基槽深、作业面窄小、周边环境复杂、通过采用土钉墙和护坡桩相结合的方式，确保东侧建筑物安全使用，周边道路正常使用，基坑支护稳定。基坑支护完成后，根据对基坑水平位移及沉降进行的测定，另根据基坑边壁位移的数据分析，最大位移量在规范规定范围内，基坑边壁稳定，基坑四周安全未受影响。参考