土钉墙在软土基坑支护中的应用

土钉墙在软土基坑支护中的应用摘要春天湖船闸场地内地质条件差，属岩溶峰林上沉积的软土地层，又逢雨季施工，基坑北侧又有重要的建筑物。船闸基坑开挖中的支护形式，特别是基坑北侧的支护形式，可以采取种方案，即灌注柱与旋喷桩结合支护、松木桩支护、土钉墙支护。对种方案进行比较后决定采用土钉墙支护方案，施工过程中的监测数据与稳定性分析表明，采用该支护方案施工能满足稳定的要求。关键词软土基坑土钉墙支护春天湖船闸工程位于广西壮族自治区桂林市春天湖出口处与桃花江连接的通道上，是连通桃花江与四湖、实现桂林市内湖与外江环城通航的重要控制性建筑物，其主要功能是为旅游服务。春天湖船闸施工场地内地层主要由第四系覆盖层及基岩组成。据勘察，第四系覆盖层主要由第四系湖积成因淤泥、第四系全新统冲积成因黏土、粉质黏土、粉细砂和圆砾层及第四系中上更新统冲积成因黏土组成，覆盖厚度一般为，局部溶沟溶槽部位大于。其中淤泥分布范围较广，基坑稳定性差。场地内基岩基面较低，岩溶地质现象发育，溶沟、溶槽普遍，岩面起伏变化大。船闸建基面高程，基坑深度。受场地限制，船闸东、西、南三侧最大开挖边坡，北侧，经验算均不能满足稳定性要求。场地地质条件差，又逢雨季施工，因而进行安全有效的支护至关重要。特别是北侧紧靠交通要道九岗岭路，路北面即是高层宿舍楼，必须确保其在施工期的安全。为此，工程建设者一致认为春天湖船闸施工中基坑支护的成败决定着工程建设的成败。一、支护方案的选择场地内地下水位标高一般为，年一遇洪水位为，水头高达。围绕船闸基坑开挖的支护形式，特别是北侧基坑的支护形式，工程建设者提出种方案。灌注桩与旋喷桩结合支护先在基坑北侧设置直径的混凝土灌注桩，间距，桩长，共根，然后在混凝土灌注桩的外侧设置直径的旋喷桩，以旋喷水泥浆的方式形成水泥土桩与混凝土灌注桩结合组成一道兼有防渗作用的围护墙。该方案以旋喷桩改善土体，以混凝土灌注桩作为支撑体进行挡土。其优点是旋喷桩与混凝土灌注桩结合组成一道防渗帷幕，能有效地阻止地下水的入渗，避免边坡的滑塌。但是工期长、投资大。松木桩支护分批分层打松木桩支护基坑北侧，松木桩采用长的圆松木，松木桩间距，梅花形布置，基坑开挖前先沿岸边布打排，开挖至高程后打排，基坑开挖至高程后再打排，并随时观察边坡及松木桩的位移情况，必要时补打松木桩。该方案的优点是投资小、进度快。其缺点是松木桩无法嵌入基岩，因而其稳定性差，同时无法防渗，在排水过程中，松木桩容易位移，从而引起边坡滑塌。土钉墙支护船闸基坑为软土，为改善锚固条件，首先采用花管注浆改善基坑周边土体，然后分层进行基坑开挖，每开挖一层，对该层基坑周边进行挂网喷锚支护，基坑共分层开挖。该方案是一个综合处理的方案，首先改善土体结构，然后以锚杆固定土体，防止滑塌，以挂网喷混凝土进行开挖土体表面固化及防止地下水入渗，从而达到边坡稳定的目的。该方案的优点是综合治理，投资相对较小、进度快；但该方法在软土基坑支护中运用的实例还不多，特别在桂林地区的软土基坑支护中还没有用到过。经过对三种方案的技术经济比较，认为第三方案能够有效地控制工程投资，加快工程进度。但在开挖过程中要随时对周边土体进行沉降、位移观测，密切注意边坡的变化情况，做好应对措施。二、土钉墙支护的应用从地层岩性看，基坑开挖深度范围内存在一层软塑红黏土第四系全新统冲积成因黏土、粉质黏土，厚约左右，此软塑黏土特性是天然含水量高（）、空隙比大（一般为）、压缩性高、强度低（抗压强度，标贯击数小于）和渗透性小（小于），和值均小（值小于）。基坑开挖的时间处于洪水期，土体极易发生塑性流动变形。经验算，基坑按及边坡不能满足稳定性要求。为此，开挖前首先进行花管注浆改善土体性质、提高土体强度。在距坡顶处按间距梅花形布置排花管，注入水泥浆。花管注浆可以改善土质加固边坡，提高锚杆锚固力。完成坡顶花管注浆后先在基坑周边挖排水沟排除地表水，然后进行基坑开挖。基坑分层开挖，每开挖完一层后进行坡面挂网喷锚支护，完成支护后再进行下一层开挖。前层开挖深度，第四层开挖深度。基坑锚喷支护是维持基坑稳定的关键。锚杆采用钢管注浆锚杆及钢筋锚杆，间距，成正方形布置，锚杆倾角。锚杆共分层。经试验在土体中花管注浆锚杆的效果优于钢筋锚杆，而在岩层钢筋锚杆的效果优于花管注浆锚杆。上面层锚杆锚入土体中，采用钢管注浆锚杆，下面层锚杆端部锚入基岩中，故采用钢筋锚杆。钢管注浆锚杆采用全程注浆，注浆材料采用水灰比的水泥浆，水泥为普通硅酸盐水泥，以孔口溢浆为准。注浆压力。经拉拔试验测定花管注浆锚杆在土层中的锚固力大于。钢筋锚杆级钢筋锚孔直径为。经拉拔试验测定端部锚入基岩的钢筋锚杆锚固力大于。锚杆长度的确定锚杆长度是基坑稳定的决定因素，锚杆太长施工困难，投资大；长度太短则起不到应有的作用。对喷锚支护的稳定性进行分析，从而确定最佳的锚杆长度。计算及分析分两种情况进行北坡按边坡开挖，基坑深度，安全等级一级，重要性系数；东、西、南三面按边坡开挖，基坑深，安全等级一级，重要性系数。北侧锚杆长度由上至下分别为、。东、西、南三侧锚杆支护层，由上至下均为，第层基坑深度，不打锚杆，只进行挂网喷混凝土支护。喷混凝土钢筋网格尺寸为，钢筋采用钢筋。每隔米布置一根加强筋为钢筋。喷射混凝土用砂的含水率控制在，石子最大粒径小于，混凝土配比为水泥砂石，添加速凝剂。挖出工作面修理平整后，尽快进行初喷混凝土，以稳定壁面，防止松散土塌落，初喷厚度左右。钢筋网铺设完毕后进行复喷，复喷厚度左右。支护完毕后进行基坑内的抽排水。基坑积水主要由地下水渗出形成。场地内地下水主要来源于孔隙水和岩溶水。三、观测情况及支护效果在春天湖船闸基坑施工过程中（年