錨管土釘墻支護技術在深基坑支護工程中的應用

摘要：文章結合實際負責施工的工程實例，根據工程地質勘察報告中的土體巖土力學性質出發，詳細闡述了在城市中心區改變傳統土釘形式，以錨管土釘墻支護技術為主的深基坑支護的技術設計，并結合設計方案，提出并實施了施工過程中的技術及質量控制要點，并對基坑開挖后的沉降及位移監測效果進行了具體對比分析。

關鍵詞：深基坑；錨管；土釘墻支護；沉降及位移監測

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）30-0064-02

1 工程概況

徐州市龍泰大廈位于市中心黃金地段，為高層商住樓，主樓為28層，裙樓為5層，長約70.5m，寬約38.8m，總高度96.4m，框剪結構，筏板基礎。基礎埋置深度-11.5m。帶二層地下室。基坑設計開挖深度7.3～11.4m。開挖過程中采用土釘墻支護方案，基坑周圍有建筑物及大量地下管線，北側是老牌樓，距故黃河古道約50m，西側是中山北路主干道，東側是牌樓市場，南側是金地商都，基坑的設計及施工難度極大。

2 工程地質情況

本基坑地質條件相差較大，地面高差懸殊，擬建場地處在陡坎坡體上，北高南低，高差約2.5m，地層自上而下依次分布為：雜填土層：厚度差異較大，呈東厚西薄狀，在0.70～5.5m之間；粉土層：厚度0.55～7.0m，局部區域缺失；古城下城層：歷史上徐州古黃河泛濫形成，為粉土層夾雜大量古城墻及條石，埋深8.1～15.6m。地質情況不利于基坑的設計及施工。

3 設計方案

經過各種方案的對比分析，本著經濟合理的原則，結合巖土工程地質勘察的情況，決定采用土釘墻支護方式；由于粉土層較厚，影響土釘錨固段成形的效果，土釘材料改為使用錨管，使實際效果更為可靠。本工程采用北京理正基坑設計軟件進行整體穩定性驗算，按照現行有關技術規程，基坑邊坡支護工程的安全等級為一級，工程的重要性系數為1.0。本工程主樓與裙樓的筏板板底標高不一致，使得基坑邊坡深度相差較大，為了合理經濟地支護基坑，根據不同的深度分區分別進行支護。主要考慮保證坑壁土體穩定及周圍留有一定的施工空間，采用適度放坡后土釘墻支護的方案。

3.1 土釘設計參數

基坑底邊線距離基礎邊線1.0m，基坑頂邊線距離基坑底邊線3.0m。土釘梅花狀布置。土釘直徑130mm，土釘鋼筋改為錨管，直徑45mm，壁厚5mm，土釘與水平面之間的夾角為13°～15°。土釘固結用水泥素漿，錨管內水泥漿封住，采用32.5級復合硅酸鹽水泥，水灰比0.5。

3.2 掛網、噴射混凝土的設計

噴射混凝土厚80mm，配鋼筋網為φ6@200×200

mm，加強筋為4φ16mm，長度400mm，在坡頂位置上包300mm。

噴射混凝土可根據土質情況分兩次噴射，也可一次噴射成型。第一層40mm混凝土噴射完成后，掛設鋼筋網，保證鋼筋網距離坡面40mm，然后緊固土釘，再噴射第二層混凝土至設計厚度，噴射混凝土強度等級為C20，噴射混凝土配合比為水泥∶砂∶石=1∶2∶2。

4 施工與監測

4.1 施工技術要求

4.1.1 開挖、修坡。土釘墻施工隨工作面開挖分層施工，開挖高度按照土釘的設計高度1.5m分層進行開挖，嚴禁超控。每層開挖寬度取決于土體堆積穩定時間和工作流程。對開挖后的邊坡段，用人工及時修整，清除待噴面上的松散雜物，以便于后面初噴、成孔的施工。

4.1.2 初噴混凝土。邊坡修整后，立即噴射40mm厚的混凝土層，使暴露的土體及時封閉，以免風化、坍塌。在邊坡土體穩定的情況下，可先完成土釘后再進行噴錨。

4.1.3 成孔。按設計要求施工，孔深見設計圖孔徑100mm，層高1.5m，第一層距地表1.0m，傾角15°。成孔時必須干式鉆進，避免沖洗液沖刷孔壁，降低土釘的抗拔能力。在地下城位置如遇到成孔困難時，可用錨管注漿完成土釘。

4.1.4 設置土釘。成孔后，應及時將錨管連同注漿管送入孔內，在放置錨管前盡可能對孔內殘存及擾動的廢土進行清除。錨管上間隔2.0m設置一組導正支架。

4.1.5 注漿。灌注純水泥漿至孔口溢出，必要時進行補漿一次。為防止水泥凈漿固結收縮時降低

土釘的錨固力，摻入水泥用量3%的氧化鈣類膨脹劑。

4.1.6 編鋼筋網、焊接錨桿頭。鋼筋網為φ6@200×200mm，加強筋為4φ16mm，長度400mm。加強筋與錨管進行焊接。

4.1.7 終噴混凝土。按設計要求噴到所需厚度。噴射混凝土終凝20h后，應噴水養護，養護時間大于3d。

4.1.8 3d后再進行相鄰土體或下一層體的開挖，并進行下一段土釘墻的施工。根據土質情況可適當縮短時間。

4.1.9 施工流程（略）。

4.2 開挖期間沉降及位移監測

本基坑周邊頂共布置36個點進行邊坡土體頂部的水平位移和垂直位移的監測，監測點間距15m，其中東西各布置10個點，南面布置6個點，北面布置10個點。在施工期間要求每天觀察一次，若發現異常情況如地面突然開裂、裂縫持續增大或位移日增量超過3mm等，則加密觀察。

在基坑北面的土釘墻由于地面高、支護深，土釘墻的水平位移和垂直位移的監測應予以特別重視，在施工期間要求每天觀察一次，施工結束后要求一周觀察一次，若發現有水平位移和垂直位移應立即采取相應的措施。施工表明，基坑北面的測點水平位移測量較大，測點W4、W5、W6在基坑北面支護中段，主動土壓力影響較大，最終積累水平位移明顯偏大，最大值分別為60mm、65mm和71mm，其余測點在設計要求的范圍內。總體來看，各測點的水平位移在施工期間增長較快，施工結束后趨于穩定。

5 結語

綜上所述，在現代高層建筑深基坑工程中，土釘墻支護以其經濟實用、安全可靠的特點優勢正逐漸得到越來越廣泛的運用；為了增加錨固段的可靠性，可通過使用錨管代替土釘鋼筋從而有效控制土釘成形，而在軟土地區，尤為有效。

參考文獻

[1] 建筑基坑支護技術規程（JGJ 120-2012）[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] 建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002）[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[3] 基坑土釘支護技術規程（CECS96197）[S].北京：中國建筑工業出版社.

作者簡介：邱偉（1976-），男，江蘇銅山人，徐州長城基礎工程有限公司（徐礦集團地質勘探工程處）徐州分公司經理，工程師，研究方向：地基與基礎工程施工。

（責任編輯：秦遜玉）