基坑土钉墙钢管桩联合支护的设计与施工

基坑土钉墙-钢管桩联合支护的设计与施工□赫全胜（中铁电化局集团北京建筑工程有限公司高级工程师）[摘要]：对施工场地狭小，地基承载力较低的基坑，采用土钉墙-钢管桩联合支护时，必须优化设计方案，强化基坑侧臂处理，加强局部构造和土钉构造等，以确保基坑边坡支护安全。[关键词]：基坑、土钉墙、钢管桩、联合支护1.工程实例金家村职工F座工程主体结构地下二层，地上十九层，基础为筏板基础，工程地处小区内部，施工场地较为狭小，西北侧基坑上部为施工进场唯一道路，且与既有建筑之净距仅为6m，基坑开挖设计深度为7.6m，因此支护体系位移、变形的大小直接影响基础施工及施工物资进场。2.支护方案的设计、优化根据工程的实际情况及参考其他工程边坡支护的设计方案，初步确定各部件的尺寸如下：土钉：横向间距1.5m、纵向间距1.4m，共布置土钉6排，长度分别为4m、5m、6m、7m、5.5m、5m。孔径150mm，倾角10°，孔中土钉钢筋为1Φ20，常压灌注水泥浆，强度，强度为20Mpa。混凝土面层及配筋：土钉墙面层挂6.5@200*200钢丝网，外喷80mm厚C20混凝土。2.1土钉墙内部整体稳定性的验算采用圆弧简单分条法进行验算，验算公式如下：∑Ciklis+s∑(wi+q0bi)cosθitgφik+∑Tnj[cos(αj+θi)+1/2sin(αj+θi)×焰t受g雄φ处ik座]-小s赵γ君k要γ闯0鸽∑损(鲜w倾i老+q卸0银b垄i毫)si易n津θ且i遍≥社0尽写恭圆弧简单崖分条简图冈如下：津土条醋宽粮b=0.鸭1r=0筒.1找×苹11.1路3=1.撤11盆m捷，共大分阳1篮0尊个土条，埋取旱E斧点竖直线娇通过的土度条连为先0料号，左边追为足i=-柱1叙号印,悼右边解为其i=(1爽-8竖)胁号。淋昂取土的重的要系数粗为瘦1.10斩2.1.六1摇通过计算鸽得圆心角敏为仆72.5隆5邪°杠，其对应栽的圆弧长热度趁为颈l=r引×端72.5债5/18枯0霜×梁π=14m奶像帜每条土所弓对的圆弧腰长度膜：择l糠i(i=湾1-11京)田=r之×炊θ裂i远/180津×志π龙=(0.疗8策、座1.暑3蓄、齐1.4随4望、削1.康2释、科1.词4霉、执1.位5平、毒1.戚6邮、言1.5乞4染、历1.5据2旧、敞1.7m施)号根据地质进勘察报告蒙有枕：绳C巾ik(i庙=1-1脑1)侧=碎（捏押0羞、责3乔7急、她2工0迅、肿1妈9丰、发1排5薄、筋9兽、嫂2宪9河、湖1怨8悔、搂3唯、环14KN吧/m退3晕千）障φ艇ik(i皱=1-1方1)康=茶（撇0比、膛4察、枕3.朴9店、伏3.旋7转、晒9筑、训8.乐8遮、千1.获1闪、健7.踏1放、痕5.晕1堂、弯3尤陈）易塑s=8.漫28m没洽政代入数值墓有：臂∑抓C无ik典l敢i敬s=19眠53.7层5kN球/m伪2.1.佩2唇每条土的写自蔬重扣w它i(i=水1-11卷)嘱=b情i层×存h悼i防×颤γ市=(3婶4.8点1栽、抖61.3撑5禽、振99.2竟1都、勒141.色6控3勿、执155.臂7仰7寻、渗146.故4达2智、影118.匹1绞4宁、课99.2偏1吧、摊73.1戚0剖、腥37.8觉6)槐土的重度办：恒γ析=19.拼6kg/蛋m杠3犬咽航每条土的长高度当：轮h偿i(i=版1-11涝)滤=(1套.土6偿、竟2.8尤2号、界4.5淋6里、允6.5蛮1绣、域7.1椅6挖、磨6.7脏3徐、捞5.4节3涛、兼4.5伪6时、涝3.3晃6违、派1.74育m)伞裳联设计地面药菏载为支：胖q丹0豪=83.咽33kN鸟/m枯鹊常由分条知饶：骗si竹n侄θ跪i(i=溜1-11荐)爷=充（城-0.滑1诵、茧0暗、挑0.素1秋、谁0.黑2诵、懒0.然3尖、日0.送4妹、递0.好5乒、油0.湾6弃、福0.尽7视、惕0.斗8伤、阀0.9耳巨）归co逐s穷θ置i(i=网1-11昼)情=(1-惕sin瞧2劫θ京i(i=拼1-11畅)淹)窃1/2妨=(0.钥99祥5摆、者1响、哄0.99互5绕、思0.9畜8科、耳0.9我5雾、市0.9坝2涛、捡0.8塞7杏、情0.8字0桶、饰0.7荒1先、融0.6)惑t暑g对φ辈i岛k单（杀i=1-勉11)享=(项0希、眠0.0选7凳、质0.06待8锦、暗0.06艇5红、抢0.15件8著、冠0.15袍5啦、开0.0莲2毅、梯0.1吗3错、昆0.0誉9踩、仪0.05茫)累代入数值秧有逮：泽s门∑佳(掠w答i度+q脑0蔬b谋i遭)co慎s情θ找i挤t炼g企φ椅ik快=258业.25饶kN/m细2.1.俱4泼据初步设查计方案有张：侦d韵ni姐=150暗mm仰查表艘得壳q售si势k愤（辫1-1冠1川）拖=构（之35.2静0随、拉36.4穗0物、滔37.8枝0片、搁38.2刷0线、镜39.4敢0揪、扮40.7祸0胃、洋55.8庭0肢、父59.2学0进、停64.原2喊、劲64.3奴0款）沾l葬i(i=鸽1-11晃)尝=(嚼4漠、娘5登、访6堂、猴7旨、用5.秆5制、紧5m)振代入数值倘得宏：榜T办nj(1皂-6)熊=浓π抵×持d丧ni(1允-110耕∑射q仰sik迅l销ni膝=陷（名13.2伯6牵、窑22.2内9拼、所25.6搭4豪、前21.5收9月、巨27.8叙4带、夜30.6啊7始、）虫42.0疼5券、筑42.9歉4解、拳45.9塑6拍、析51.4他9崇）尺cos现(男α找j亭（幸10悲°良）盛+悔θ惕i培（肝1-1垦1缠）畜)构=号（垦0.99煎7而、渐-0.1烂7拖4鬼、赢-0.0糠7盟5缺、菌0.0指3鼠、裁0.挠8杨、晌0.23税3匀、降0.3抚4洒、慎0.4浪5天、崇0.5阅7兼、鲁0.喇7亦）朗sin伟(冶α链j厨（估10吼°制）解+毁θ豪i萍（贯1-1盒1务）踢)t探g扯φ右ik沈=盼（案0田、现0.01臂2惠、达0.0叹2创、掏0.02萄4杀、铲0.07奔3窄、衰0.03及6新、睛0.01适3经、蒸0.1掘1患、巾0.07供3息、目0.04俘5旬）翻代入数值确有：层∑霸T算nj止[cos州(蠢α蛾j滑+黑θ辉i销)+1/豆2sin乡(碧α漂j染+斗θ麦i涌)t话g曲φ练ik蹦]=14慢4.64庙kN/海m暗代入数值欢有莲：集-谢s虽γ位k领γ倍0芬∑紧(权w愉i穴+q旗0滥b趣i洋)si升n捐θ水i昏=-22聪90.5青5kN辱/m怖∑渗C黑ik障l膏i负s+s起∑崭(芽w饺i淘+q鹿0裁b屿i驱)co水s角θ妙i销t根g雾φ升ik猜+雷∑触T幕nj聋[cos糖(柜α滚j虫+它θ腿i功)+1/孤2sin明(西α翻j门+帖θ背i楚)毯×娘t胶g咐φ伟ik评]-言s勿γ用k您γ略0贺∑锡(镰w喜i虫+q林0探b蝶i早)si侮n僚θ腔i星=66.考09野≥双0管土钉内部叛整体稳定泻性满足设舰计要求。锅2.航2糕土钉墙外末部整体稳藏定性分析讯2.2.挪1普土钉墙抗掀滑动稳定错验算：爽累验算公式江：声k借s勒=(w+袋p柄ay刮)波μ月/p答ax与≥智1.2牙倒付将土钉加际固体的整屿个土体作谦为重力式绳挡土墙进屋行验算。趁示意图如达下：霜土的自重狂：蛾w=b睬×三h州×当γ自=595肝.84辆KN/m鞠嗽茂仁b缸=4m冶味跑堂h=缠7.6m您辟孝佣撤γ礼=19虽.6KN龟/m连3慕粱拨根据地质患勘察报告乖有：土的府内摩擦角鲜为桂φ策=5赵°泛，墙背倾酬角柱ε盘=蔽0欧，填土表渐面倾著角洞β纺=级0此，查表得妻，库伦土棵压力系肢数偷k销a即=0.4心主动土压锅力绩P检a筹=1/疤2次γ颠H解2横k谅a吓=226浮.42K锦N/m拆劫P拾ax标=P难a肯=1/泻2乖γ单H必2像k寄a徒=224腊.62狼KN/m稠昌自牙P侄y障=0辩滴k窃s谱=w茫/P掌ax马=2.朋6>1.烫2袄构无土钉墙外专部整体抗送滑动稳定口性满足设掩计规范要础求。牙2.2.巴2闲土钉墙抗刃倾覆验算薪：喜求各作用唤力对墙矩趾遍O辜点的力臂饰：廊自获重表W步的力臂戒：企a=2m谱水平主动慎土压力力季臂及：霞h=3.员8m奋k跳t立=w*a弄/P伤ax*旁h=1愁.38>禾1.3咳土钉墙土再钉墙满足亡设计规范肿要求。途2.伴3熊土钉的设孤计齿土钉计算搜只考虑土博钉的受拉搂作用，满杰足设计抗箭拉承载力橡的要求及歼土钉墙内蹲部扔整体稳定争性的需要招，对单根见土钉，其揉抗拉承载辈力应满足孤下式要求购：伟1.2受5体γ称0粘T损jk(1杠-3)朋≤各T迅UJ(1卡-6)症γ腰0敢=1.1帅0则拐T硬jk(1映-6)轿=菠ε秧e昏ajk(目1-6)转s技xj(1扇-6)绵s还zj(1付-6)渗/cos软a宝j(1-瞎6)培=(2非8.8赶4兄、难40.9窝8鹅、睛65.7孕0青、啊89.3察6视、煮113.鞭5射4削、姻137.介73)炮β示=60减°肃，将φ孔k罪=5盼°芒代入下式敢有车ε雷=tg[路(沈β防-西φ妙k视)/2]斑[1/傻{tg[制(坝β刘+鬼φ锻k差)/2]逐-1/t弄g写β严}/t乳g命2微(宣45卧°执-览φ瓦/2)=掘0.56图e驰ajk(松1-6)盈=题（撤24.9洗0既、挥35.3傲8超、滴56.2漠6腐、针77.1起4劣、昌98.0忽2傍、吃118.膏9刺0盘）哄1.2聚5貌γ谎0烧T堆jk(1缸-3)涛猴=赢（终39.6稼9铁、固56.3捞5厌、揉90.3孔4负、鼠122.宵8齿7丰、朗156.勾1蜘2述、脱189.岔3款8色）倘其中漏：江q膏sik里=猜（阶35.2肿0筝、婚37.8看0卵、貌39.4让0哥、蛾40.7邻0戏、料55.8黑0脆、托64.方2薪、顽Kp夺a肺）洗T谨UJ(1侍-6)吗=1昏/追γ召s棚π桨d腾nj(1涨-6)迎前∑奴q爆sik优l泡i骄=窃（励304.尼0伪8颈、稼456.姨5漏1久、偏570.四99钱6惨、迎589.遣8写4鹿、诊735.迎8润9还、东620.堤2哪7趋）旅拼链牛炒祥冰港唱煮浅既盆代入数值钻得张：颠1.2蓬5倚γ哭0恭T射jk(1局-6)对≤吨T绣UJ(1东-6)虚逆枕胳土钉满足搬设计规范翅要求劲2.蝶4逮面层喷射剪混凝土及受配筋的设崖计追此工程采慌用联合支目护，在土异钉墙外侧原设让置荒2够0薪根钢管桩促做支护，责钢管桩间矿为咐600*很240*启200m败m负的加气混竟凝土砌块轨墙，在砌脆块墙表面庆喷射混凝还土面层，写设计讽为撇φ恩6.5@利200*粱200圈钢丝挂网妹，外泼喷唱C2感0泪混凝土。微经验算满脑足设计规叶范要求。俩由以上分肃析验算支曲护结构的偿构件尺寸别符合工程茎需要。逆2.浮5分设计方案正的优化较2.5.伸1粮为郊提高土钉诚墙支护体幻系的稳定励性，在土颠钉墙外侧脚布置一排葡直径崭为饰219m闯m亿，寇壁厚唇为询6m依m谣的钢管桩鹿，桩伸入办基底以扮下李1.5胞m速，桩内灌赖注贱C2匠0营混凝土。蝶2.5.倡2径土钉钢筋陶外侧与横也向恭Φ现1努6答钢筋焊接眼牢固，上柏部及中部苍两排土钉碌用槽钢与询钢管桩连也接。曲柱戏基坑局部凡土钉汽墙茶-圾钢管桩联蹦合支护示型意图如下宁：碰3涨.执方案实施雅和工艺控启制挑3.1讲土钉锚施漏工：针对守本工程基那坑开挖到罚设计标高命后，发现忍存在安全单隐患，再她进行基坑饮支护的实躲际情况，形土钉锚采军用人工钻背孔，以减怒小由此对欣土体产生沈的扰动，厅钻孔从上摊部开始，牵孔深及直夹径达到设社计要求后乳及时插入泄土钉钢筋胶，在土钉效钢筋的释前后端眨各励1石m龟处安装定岁位支架以蜻保证钢筋讽处于孔的弯中心位置姿，然后灌绒注水泥浆霸。支3.2咬土钉注浆辱：注浆材刃料水泥砂私浆配合比呜为凡1突：猛2龙，水灰比湾为诱0.邮4似，并加入杆适量皱速凝剂，州促进早凝搁加固土地赚，注浆水狸泥浆通过寨挤压泵输华送，泵头枪压马力助0.5M凡p刃a咸，末在孔口设要置止浆塞滋，注浆底优管伸到距耐孔泡底欣250-帽500m浙m而处，在注磁浆同时将拔导管均速煎缓慢的撤唱出，注浆舞过程中，鬼导管始终张埋在浆体渗表面以下已，以保证武孔中气体庸能全部逸出。笑3.3报钢管桩布去置：土钉罚墙施工完荡毕后，为蹲加强土体书的抗滑动帐性和抗倾著覆性，在齐土钉墙外昼侧布置一闭排钢管桩改，桩间距绘为龙880m坏m坝，桩贼长矛9.5们m声，伸入基犯底像1.5双m息，基连底以画下触1.5非m浸深采用人丙工挖孔，被孔径脆为竟600m昨m隙，孔内及录桩内灌其注论C2团0天混凝土判。本3.4股喷射混凝杯土面层及衰配筋：喷银射混凝土汽强度检为脑C2舞0仙，喷射混脊凝土中添色加净5拒%窃的痕速凝剂，坦厚度酬为鞋80m介m屈，配合比毙为水泥：咏砂：治石址=妈1沙：瓦2嗽：厘2兆，喷射混筝凝土的初狠凝时充间窜〈结10mi致n旱，终凝时郑间富〈存45mi匠n皱，加强筋骄规格抗为豪1益Φ才1则6懂，喷射混隆凝土喷头