錨管式土釘在軟土地區(qū)基坑支護(hù)中的應(yīng)用

周國(guó)金

（遼寧工程勘察院廈門分院，福建 廈門 361008）

1 工程概況

本工程位于廈門海滄區(qū)馬青路北側(cè)，為某公司干部宿舍樓，地上十一層、地下一層，總建筑面積約9000m2，地下室基坑開(kāi)挖面積約1300m2，基坑開(kāi)挖深度約5m。

2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地南側(cè)為城市道路，其余三側(cè)均較空曠，50m范圍內(nèi)無(wú)建、構(gòu)筑物分布。本場(chǎng)地土層自上而下分為：雜填土、粘土、淤泥質(zhì)土、中粗砂、殘積砂質(zhì)粘性土：

雜填土：雜色，多以碎磚、瓦礫、碎石快、舊建筑物基礎(chǔ)，砂礫、粘性土等組成，局部含有生活垃圾；濕～飽和，松散～稍密，中～高壓縮性。

粘土：灰黃、褐黃色、褐灰色，多含鐵錳質(zhì)氧化物、腐植物根莖；可～軟塑，中～高壓縮性。淤泥質(zhì)土：青灰色，有時(shí)含少量粉細(xì)砂，腐植物碎屑，貝殼殘片，流～軟塑、高壓縮性、高靈敏度。

中砂：淺黃、灰白色，泥質(zhì)含量約占15-30%，砂、礫成分以石英為主，顆粒級(jí)配差，稍密狀。

殘積砂質(zhì)粘性土：淺黃、褐黃色，成分由長(zhǎng)石風(fēng)化的粘土礦物及石英、云母碎屑等組成，無(wú)搖震反應(yīng)、干強(qiáng)度中等、韌性較差。

3 基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

3.1 本工程基坑支護(hù)采用自鉆錨管式土釘+噴錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)驗(yàn)算內(nèi)容如下：錨管抗拔強(qiáng)度驗(yàn)算；基坑抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算；基坑抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；基坑整體穩(wěn)定驗(yàn)算；基坑底抗隆起穩(wěn)定驗(yàn)算。

3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)取值說(shuō)明

地面嚴(yán)禁超載，地面堆載取10kN/m2；土體內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角考慮雨季、臺(tái)風(fēng)影響折減20%；土壓力計(jì)算：采用朗肯土壓力理論進(jìn)行計(jì)算，水土合算。驗(yàn)算時(shí)淤泥質(zhì)土中的抗拔力控制在6kN/m內(nèi)（可以根據(jù)錨管抗拔試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整）；設(shè)計(jì)中的土釘?shù)目估踩禂?shù)應(yīng)大于1.5；抗隆起、抗滑動(dòng)、抗傾覆的安全系數(shù)應(yīng)大于規(guī)范要求。

3.3 設(shè)計(jì)方案

1)錨管采用φ48mm×3.5mm鋼管制作，在管壁上呈梅花形開(kāi)設(shè)φ8mm出漿孔，孔距300mm，錨固端2000mm范圍內(nèi)管壁上不得開(kāi)設(shè)小孔；錨管大樣詳見(jiàn)圖1。

錨管內(nèi)注漿用水泥漿水灰比0.4，注漿壓力為 0.5MPa，注漿量不小于25kg/m；基坑斜坡面噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，水泥采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，噴射厚度100mm，內(nèi)配φ6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)片，橫向連接筋為φ18；錨管長(zhǎng)度為8m，錨管水平、豎向間距為1.5m；放坡坡度為1.5：1；挖土至第一道錨管標(biāo)高深度，沿基坑各邊，每完成15m長(zhǎng)度的土方開(kāi)挖立即進(jìn)行相應(yīng)范圍內(nèi)的土釘及坡面施工；待已施工完的土釘達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即土釘施工完6～7天后，可挖土至下一道土釘標(biāo)高深度，進(jìn)行下一道錨管的施工；基坑地表設(shè)置明溝排除地面水，坑內(nèi)采用集水井方式排水；基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容：土釘墻沿深度方向深層土體水平位移（利用測(cè)斜管監(jiān)測(cè)）；基坑支護(hù)沿深度的水平位移監(jiān)測(cè)：最大側(cè)向水平位移控制值為連續(xù)三天不大于5mm/天，當(dāng)天不大于15mm，累計(jì)最大值不超過(guò)50mm。

4 錨管式土釘施工工藝

4.1 錨管支護(hù)

按設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行放坡，坡面采用C20噴射混凝土護(hù)坡，內(nèi)配φ6.5@200鋼筋，坡頂設(shè)一道300×300排水溝。

4.2 土釘墻施工工藝流程

土釘墻施工與挖土交錯(cuò)進(jìn)行，相互影響，其工序?yàn)椋合乳_(kāi)挖第一層土體，再進(jìn)行第一道土釘墻施工，待支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到要求后再進(jìn)行第二層土方開(kāi)挖，依此類推。

4.3 土釘支護(hù)

錨管在施工過(guò)程中的定位偏差應(yīng)小于50mm，坡面用Ф6.5鋼筋按200×200mm編織掛網(wǎng)與錨管頭連接，錨管頭設(shè)置2Ф18與通長(zhǎng)橫向連接筋2Ф18焊接，噴射C20厚度為100mm的混凝土（粗骨料粒徑為5-10mm）。支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2。

圖2

4.4 錨管抗拉試驗(yàn)

圖1 自鉆式錨管剖面圖

錨管拉力試驗(yàn)采用液壓式ZY-30型錨桿拉力計(jì)，張拉試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

試驗(yàn)表明，錨管式土釘在軟土地區(qū)抗拔力能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.5 施工注意事項(xiàng)

嚴(yán)格按設(shè)計(jì)相關(guān)要求施工；嚴(yán)禁基坑邊出現(xiàn)大的震動(dòng)荷載，砼攪拌機(jī)等機(jī)械放在基坑影響范圍之外；軟土基坑必須分層開(kāi)挖，到淤泥質(zhì)土層后，必須跳挖，挖土長(zhǎng)度不超過(guò)10m。挖好后及時(shí)頂管，嚴(yán)禁暴露。已施工完的土釘墻達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即土釘墻完成6～7天后，方可挖土至下一道土釘標(biāo)高深度，進(jìn)行下一道錨管的施工，嚴(yán)禁盲目超挖；基坑開(kāi)挖過(guò)程中，采取措施防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)，避免擾動(dòng)基底原狀土；挖土深度控制在設(shè)計(jì)錨管下30cm內(nèi)；開(kāi)挖至坑底標(biāo)高后，坑底及時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)工程施工；錨管打入角度嚴(yán)格控制在15。內(nèi)，防止打入角度過(guò)大，降低錨管設(shè)計(jì)有效長(zhǎng)度，特別是最下面二排錨管[1]；開(kāi)挖之前編制監(jiān)測(cè)方案，開(kāi)挖時(shí)及時(shí)觀測(cè)，特別是大面積退土?xí)r增加監(jiān)測(cè)頻率；遇到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)警戒值或不收斂必須及時(shí)報(bào)告設(shè)計(jì)單位，并采取應(yīng)急措施控制支護(hù)變形；編制應(yīng)急處理方案，準(zhǔn)備應(yīng)急回填沙袋、挖土機(jī)、運(yùn)輸車輛，準(zhǔn)備應(yīng)急搶險(xiǎn)人員、物資。

5 基坑穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)

為確保施工安全和開(kāi)挖的順利進(jìn)行，在整個(gè)施工過(guò)程中進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理和信息化施工，及時(shí)獲取基坑開(kāi)挖過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體的受力與變形情況，隨時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整。

深層水平位移監(jiān)測(cè)：深層水平位移監(jiān)測(cè)是觀測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)各深度的水平位移量；當(dāng)測(cè)出支護(hù)結(jié)構(gòu)在沒(méi)有荷載作用下位移急劇增大則表示土體瀕臨破壞。本工程采用CX-3C型伺服加速度測(cè)斜儀施測(cè)，基坑各側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)共埋設(shè)10根測(cè)斜管，測(cè)點(diǎn)編號(hào)為CX1～CX10。支護(hù)結(jié)構(gòu)最大累計(jì)水平位移出現(xiàn)在CX6點(diǎn)第25次測(cè)量（終測(cè)）在首排錨管錨固點(diǎn)標(biāo)高處，位移值為39.56mm。全程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況表明整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)體系是安全可靠的。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本工程錨管式土釘施工實(shí)踐，結(jié)合考慮安全性、施工工期及造價(jià)，軟土地區(qū)采用土釘墻與噴錨網(wǎng)支護(hù)相結(jié)合的方案，并利用錨管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的土釘是可行的；同時(shí)錨管式土釘錨固能力較鋼筋有所增強(qiáng)，受錨管式土釘墻的作用，土體放坡坡度可以相對(duì)較陡，同時(shí)抗滑移、抗傾覆和整體穩(wěn)定性均可達(dá)到要求[2]。工程實(shí)例表明，錨管式土釘在挖土深度不超過(guò)5米的軟土基坑工程中造價(jià)較低，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，安全系數(shù)高；基坑挖土深度超過(guò)5米的基坑工程中造價(jià)較高，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)不明顯，安全系數(shù)降低；基坑挖土深度超過(guò)7米的基坑工程中安全系數(shù)很低，風(fēng)險(xiǎn)過(guò)大，建議不要采取錨管式土釘支護(hù)。

[1]梁磊.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及施工[J].沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，20088,02

[2]蘇延敏.大直徑錨管土釘在廣州某深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)，2008,01