土钉支护技术在深基坑中的应用！

　　　　深基坑支护设计与施工是目前城市高层建筑施工的重点，不少建筑工程由于深基坑支护的失误，导致重大经济损失并延误工期。因此，在经济合理的前提下，确保深基坑支护工程的安全可靠是高层施工中的一项重要课题。 

　　　　土钉墙支护造价经济，工期短，在10m左右的深基坑中大量的应用。集团公司综合楼深基坑采用部分土钉墙支护，通过设计、施工以及在正常使用和雨季中的监控、处理，确保了基坑的安全。 

 

　　　　综合楼总建筑面积9.5万m2，钢筋混凝土框架抗震墙结构，主楼21层，设有二层地下室，基础东西长99m，南北宽87m，筏基础，基底标高-8.300m。地面标高为-0.60m，基坑开挖深度为9.0m。 

　　　　根据地质勘探报告揭示场地内基坑支护影响范围内岩土层主要为①填土层0.5～2.5m;②粉土7.3～9.5m;③粘土0.3～2.75m;④粉细沙22.4～25.5m;⑤粉土6.5～11.5m；⑥粘土2.3～8.7m ；⑦粉砂0.5～5.0M;⑧粘土 未钻穿，

　　　　场区内实测二层地下水，第一层上层滞水水位埋深2.5～13.00m,第二层潜水水位埋深15.00m。 

　　　　基坑西、南侧临城市主干道，基坑东侧为住宅小区（6F），北侧为一营业宾馆（6F）。 

 

　　　　根据现场实际情况，综合考虑安全、经济、场地条件、周边环境及施工工期等因素，采用土钉支护支护和护壁桩两种方案。地质勘探报告揭示场地地下水位较高，实际开挖中自然地面下3.0m左右见水。 

　　　　2.1基坑降水 

　　　　考虑到保证地下室干燥施工作业，采用大口径管井抽水的降水方案，降水井布置在离开挖线1.0m处。基坑最深处底面标高为-11.66m，考虑将地下水降至基底下1.0m以下。沿基坑四周布管井83口，井距8.0m左右，在基坑内部局部集水坑处布置渗井。 

　　　　降水井深度约13～16m；降水井孔径为φ600，全孔下入水泥砾石(砂)滤水管，管底封死，管外填滤料。滤料的规格2～4mm，滤料填至孔口以下2m，上部回填粘土封至孔口。 

　　　　2.2土钉支护 

　　　　出于地下结构施工操作空间的需要，基坑侧壁与地下结构外墙之间的水槽为0.8m。 

　　　　 土钉墙高度11.5m，坡度1:0.3，布置7排土钉，采用Ф20HRB335钢筋，水平间距为1.5m，土钉长5m～9m，孔径110mm，排距1.5m。其中第二排采用7-Φ5预应力锚杆，长度14m。 

　　　　土钉墙边坡面层挂Φ6.5@250×250钢筋网和1Ф16@1500横向压筋。 

 

　　　　工艺流程如下：基坑降水施工→土方开挖至土钉标高下50cm→土钉成孔→杆体支放→注浆→坡面修正→铺设钢筋网→喷射混凝土→重复工序至基坑底→基底排水沟，基底施工。 

　　　　土钉墙施工随土方开挖进行，基坑边坡原则上分段分层开挖，采用“中心岛”开挖方式，即先沿基坑边线开挖出10m宽条形护坡作业面。 

　　　　土方开挖至土钉设计标高下0.5m后， 采用机械成孔，孔径110mm，并对孔深、孔径、倾角进行控制。成孔后及时插放钢筋，并注浆。土钉杆体采用水灰比为0.5，P.O32.5普通硅酸盐水泥浆注浆，在一次注浆完成2.0h内进行二次补浆，并将孔口封堵。 

　　　　喷射砼施工采用分段进行，同一分段内喷射顺序按照自下而上施工。面层喷射100mm厚C20细石混凝土，混凝土配合比为水泥:砂:石＝1:2:2。

　　　　护坡桩布置在基坑东侧和北侧，采用机械成孔桩和锚杆支护，桩径Φ900mm，桩长17.8m，桩芯砼强度等级为C25，桩间桩为2000mm，单排。桩施工各技术参数允许偏差为：桩径偏差：±5mm，垂直度：0.5%，主筋间距：±10mm。使整排护坡桩为一体，设置一道桩顶圈梁，尺寸为500×900（h×b），砼标号为C25，桩主筋入圈梁450，为增加其抗滑动力矩，设置两道腰梁并铺设预应力锚杆。论文参考网。 

　　　　桩锚支护总体施工程序为：首先进行机械成孔桩施工，接着施工桩顶圈梁，然后随着基坑挖土的同时完成腰梁和预应力钢筋的施工。 

 

　　　　坑支护工程监测内容为：土钉墙顶部水平位移观测；基坑周边沉降观测；地下水位监测

　　　　5.1地下水位监测 

　　　　5月10日项目开工，到6月22日降水井施工完毕连续抽水后，水位基本维持在10m左右，能满足施工的要求。　　

　　　　5.2基坑位移监测 

　　　　土方开挖前测定基坑坡顶水平位移、沉降位移初始值；坡顶水平位移、沉降监测点沿基坑坡顶边线设置，间距约30m；土方开挖过程中，每日监测一次。沉降观测的基准点设置在基坑开挖影响范围之外市政道路上。 

　　　　水平位移的观测采用视准线法，以南侧基坑水平位移监测为例，在要进行位移观察的基坑槽壁上设一条视准线，并在该视准线两端基坑影响范围之外设置两个工作基点A、B，分别作为主站点及后视点，然后沿着该视准线在槽壁上分设若干观测点，直接在读数尺读出测点的位移。 

　　　　开挖到设计深度，通过对水平位移监测数据分析， 11m深的基坑最大水平位移接近30mm，基坑顶部的侧向位移与开挖深度之比小于3‰，满足设计提出的监测值控制标准要求坡顶位移的警戒值30mm。以南侧基坑水平位移监测为例，变形发展为正常位移变形曲线。

 

　　　　7~8月聊城地区进入雨季，夏季雨水天气给施工带来了不便和影响，随着几场暴雨的来临，危及边坡支护 

　　　　安全的险情不断出现。 

　　　　6.1危机情况 

　　　　基坑边坡锚钉和面层喷射混凝土已施工完，在坑壁局部出现了出水点和悬挂水。基坑西侧边坡坑壁出水点水量逐步加大并有形成涌水和涌砂现象，西侧1～15轴到A～E轴土体局部变形较大，个别观测点水平位移75mm，最大沉降位移90mm。基坑东、北两侧场地条件较好，全部进行了硬化处理。从观测数据分析，开挖到设计深度，基坑坡顶水平位移在雨季中变形稳定。 

　　　　　　6.2危机处理

　　对于坑壁局部渗水，在基槽四壁增加泄水孔，孔深0.6m，高度距槽底0.8m，间距2m。在护壁中插入周边带孔眼的包网塑料排水管，把局部渗水通过暗埋在土钉坡面内的塑料排水管引入基坑周边排水沟及集水坑中，利用水泵及时抽排，加快边坡粉土层排水固结。 

　　　　基坑西侧1～A轴到1～E轴采取分级支护，首先把高2.5m，宽4.0m的土卸除，在－7.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆，长度16m。

　　　　基坑南侧观测点变形最大的位置之间近100m范围内边坡角堆土卸荷（堆土3.0m高，3.0m宽，在基坑南侧－3.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆，长度16m。

　　　　按上述措施进行施工和危机加固处理后，对整个基坑及邻近建筑物的位移进行了跟踪监测，各观测点均处于稳定状态。论文参考网。同时对基坑开挖后，地面裂缝的开展情况进行了跟踪监测，各观测点的裂缝均处于稳定状态。 

　　　　6.3原因分析 

　　　　6.3.1经过现场复查，基坑西侧柳园路离基坑水平距离6.5m，埋深2.5m，分布一条污水管道，从南往北走向，将土体在垂直方向切成两段。论文参考网。路内雨水排入污水管道，污水管道不畅通，雨水渗入土体，致使西侧部分基坑失稳，土体下滑。对本工程基坑周围地下管线埋设情况掌握不准确，场外来水影响了基坑的稳定。 

　　　　6.3.2基坑南侧东昌路绿化带，坡顶距现状围墙2.0m。实测场地高差：场内比场外低0.5m。雨水渗入土体，基坑深度范围内的粉土地层，加上中间粘土隔水层，影响半径小和渗透系数小，降水难度大，影响了基坑的稳定。 

 

　　　　7.1实践证明[2]：土钉墙支护结构对水的作用特别敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重，更为主要的是会降低土的抗剪强度和土钉与土体之间的界面粘结强度。后者是土钉能够起到加固和锚固作用的基础。 

　　　　7.2基坑施工监测和动态设计对土钉墙支护结构非常重要。本工程西侧基坑水平位移在雨季发生较大变化后，根据实际情况及时对设计作出必要的修改，取得了很好的效果，避免了倒塌事故。 

 

　　[1] 建筑基坑支护技术规程.JGJ120-99. 

　　[2] 建筑地基基础设计规范.GBJ50007-2002. 

　　[3] 建筑桩基技术规范.JGJ94-94. 

　　[4] 土层锚杆设计规范.CECS22：90. 

　　[5] 建筑边坡工程技术规范.GB50330-2002.