土钉墙与人工挖孔桩联合支护在郑州市西郊某深基坑中的应用

PAGEPAGE8土钉墙与人工挖孔桩联合支护在xx市西郊某深基坑中的应用择要结合xx市西郊某深基坑支护工程，简要介绍了土钉墙支护与人工挖孔桩在该工程中的优化设计及施工技术与方法，同时对设计中的某些问题进行了探讨。该方法对类似地区的基坑设计具有借鉴作用。关键词土钉墙支护人工挖孔桩xx市深基坑应用1工程概况及地质条件1.1工程概况及场地环境条件xx高速公路发展责任有限公司拟建一层地下设备用房，基础尺寸48×12m，框架结构，筏板基础，基底埋深为6.5m。场地位于xx市西郊，西邻xx路，北靠xx高速公路发展责任有限公司高层住宅楼（22层,筏板基础，基础埋深4.5m）9m；南邻xx区检察院办公楼图1地下设备用房深基坑支护平面位置图（7层,筏板基础，基础埋深4.0m）3m；西邻xx路5m，东邻多层住宅楼（6层,条形基础，基础埋深2.5m）23.3m，场地具体环境条件见图1。1．2场地工程地质条件场地地形平坦，地貌单元属山前冲洪积平原。场地20m深度内的岩性由第四系全新统稍密粉土和上更新统稍密—中密黄土状粉土、粉砂等松散堆积物组成。各层土的物理力学指标见表1.2。含水层为潜水，岩性由第四系上更新统粉土、粉质粘土等弱含水层组成，地下水位埋深24m。场地各层土的物理、力学指标一览表表1.2土层号土层名称平均层厚（m）层底深度（m）重度r（KN/m3）凝聚力C（kppa）内摩察角（0）摩阻力标准值（qsik）=1\*GB3①粉土2.62.5-2.6619.0172040=2\*GB3②粉土4.87.3-7.519.2222060=3\*GB3③粉土2.18.8-9.819.5182455=4\*GB3④粉砂1.410.8-11.118.023080=5\*GB3⑤粉土4.114.4-15..319.82119552基坑支护方案选择设计及施工2.1设计原则在保证基坑土方开挖及临近建筑物、道路安全的前提下，作到经济节约、施工方便、工期较短。2.2支护方案的选择根据文献1、文献2及xx地区类似基坑支护经验，对6m左右基坑常采取的支护形式有：悬臂桩、土钉墙、水泥土搅拌桩及放坡开挖等，因场地南侧3m为7层办公楼，为本次支护的重点，需严格控制基坑的侧向位移，故对基坑南侧选用人工挖孔桩悬臂支护；因基坑北侧、西侧无放坡或水泥土搅拌桩施工场地，故选用土钉墙支护；基坑东侧场地较开阔，选用放坡加土钉墙支护方案，以下仅对基坑北侧、西侧及南侧的支护方案进行分析。2.3设计参数的确定根据xx地区类似基坑支护经验及理正深基坑支护设计软件F—SPW4.01确定并计算本基坑设计参数，详见表2.3。基坑北侧、西侧及南侧设计参数一览表表2.3分项名称土钉竖直、水平平间距（m）土钉倾角土钉长度（m）造孔直径（mm）超挖深度（m）墙面坡角抗拉验算安全系系数整体稳定安全系数北、西侧土钉墙墙1.215。6--880-1000.585。1.62--1101.25—1..79南侧人工挖孔悬悬臂桩钻孔直径（mm）钻孔间距（m）嵌固深度（m）配筋（mm）计算桩顶位移（mm抗倾覆安全系数数抗隆起安全系数整体稳定安全系数0.82.04.08167.441.784.91.582.4基坑支护施工（1）人工挖孔灌注桩施工工艺流程见图2：场地平整场地平整建设单位验收签证桩位放样建设单位验收签证桩位放样钢筋制作钢筋制作挖孔挖孔成孔成孔清孔测量孔深（（（（清孔测量孔深（（（（砼运输安设串桶砼运输安设串桶按实测结果及时拆串桶灌注砼按实测结果及时拆串桶灌注砼成桩成桩桩头养护桩头养护图2：人工挖孔灌注桩施工工艺流程图（2）土钉墙的施工工艺：土钉墙施工严格遵循分层分段的施工原则，根据基坑长宽规模，平面上分为两段，竖向上分为三层，先施工基坑西侧和北侧的东半部分，计划两天完成，然后施工基坑东侧和北侧的西半部分，计划两天完成，依次类推，土钉墙的施工全部完成计11天。①应按设计要求用机械和人工开挖工作面，修整边坡、埋设喷射混凝土厚度控制标志；②造孔(打锚管)洗管安设土钉、注浆；③铺设、绑扎、固定钢筋网、焊加强筋；④喷射第一层混凝土；⑤喷射第二层混凝土；（3）挖孔桩施工完毕后方可进行土钉墙的施工。（4）土方开挖要严格按照支护的要求进行，严禁超挖。基坑开挖时，挖孔桩还未达到龄期，土方开挖能满足喷锚支护施工即可，不宜大面积开挖。3变形监测本次变形监测的目的是依据设计要求，通过在基坑施工过程中对基坑进行变形监测，指导基坑开挖支护工程的正常施工，确保基坑、邻近建筑物、道路、各类管道的安全和基础工程的正常施工。监测内容主要是对基坑进行水平位移和沉降监测。（1）依据基坑情况，共布置6个基坑水平位移监测点。具体位置是基坑北部边缘布置3个监测点，南部边缘布置3个监测点,6个基坑水平位移监测点兼作基坑沉降监测点,具体位置详见图3.0。高程控制测量仍按二等水准测量。（2）起算数据的确定：观测网的测量应在变形观测之前，且标石埋设混凝土龄期大于10天。并测试2-3次，观察控制点的稳定性，并取得起算数据。施工过程中，根据情况周期性校核，以保证起算数据的正确性。（3）变形点每天观测1次，卸荷过大或天气突然变化或变形过大有可能出现险情时，每天观测2次，必要时24小时监测。(4)因南侧基坑距已有7层建筑物较近，为重点监控对象。监测资料显示，自xx年xx月xx至xx月xx日观测期间，g4点最大水平位移1.8mm，最大垂直位移1.5mm；g5点最大水平位移1.7mm，最大垂直位移2.9mm；g6点最大水平位移1.75mm，最大垂直位移1.1mm，均小于设计允许位移6mm。其中g4点监测点水平位移、垂直位移1随时间变化曲线见图3.04结论本工程自xx年xx月xx日开始，xx月底结束，施工期间，一切运转良好。实践证明，在xx西郊对6m左右基坑当场地对变形要求不太严格时采用人工挖孔桩悬臂支护与土钉墙相结合的支护方案是适宜的，安全，工期短，方便施工且经济节约，土钉墙造价220元/m2，人工挖孔桩造价850元/m3，取得较好的经济和社会效益。5几个问题的讨论（1）关于土体与锚固体极限摩阻力标准值取值问题：按照文献1第6.1.4条对中密密实粉土其qsik宜在6080kpa。（2）关于土钉长度：按照文献1及理正深基坑支护设计软件F—SPW4.01土钉长度一般是上部短，下部长，且下部土钉长度一般为上部土钉长度的数倍：而文献3①上部土体的工程地质条件一般较差；②上部土钉变形较大；③土钉所受轴力的分布特征等分析后认为土钉墙设计时应该上部和中部土钉较长，而下部土钉应短。本工程设计时，按照文献3设计理念进行设计取得成功。建议今后加强这方面的试验研究和实践总结。参考文献1中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程JGJ120--