深基坑支護工程中土釘墻的應用

【摘要】通過土釘噴錨網在深基坑工程中的成功應用，在施工過程中通過運用預應力錨桿技術，有效地減少了基坑變形。

【關鍵詞】深基坑；土釘；預應力錨桿

1.工程概況

某建筑物基坑南北長124.0m，東西寬53.0m，基坑開挖深度10.80m。此基坑南臨現狀街道，北臨三層寫字樓，東臨三層住宅樓，西臨正在營業的一層商城。基坑外沿距建筑物外墻距約為1.0m，施工空間有限，唯有采取垂直開挖，土釘噴錨網支護。

2.場地工程水文地質條件

該基坑所處場地表層為2.0m厚的人工填土，由雜、素填土組成。第二層為10.5m厚的黃土狀土，以濕陷性黃土為主，含水量為20%，重度為16.4KN/m3，粘聚力C=10.8KPa，內摩擦角Ф=24.1度，土體與錨固體的極限摩阻力標準值為80KPa。第三層為粉土，厚度11.4m，含水量為24.9%，重度為18.4KN/m3，粘聚力C=12.7KPa，內摩擦角Ф=22.0度，土體與錨固體的極限摩阻力標準值為85KPa。該場地地下水位埋深較深，在基坑開挖深度范圍內無地下水位。

3.設計方案

3.1設計所用巖土參數。噴錨網支護所需的各土層的設計參數詳細列表如表1。基坑周邊影響范圍內各種建筑物所施加的荷載取值為30KPa，距基坑邊距離為1.0m，距地面深度為0.0m，作用寬度為5.0m。

3.2土釘結構設計參數。設計采用全長壓力注漿錨桿，分8排土釘布置，土釘孔徑為110mm，注漿強度等級為15MPa，3天強度等級不低于6MPa。土釘長度第一排為10.0m；第二、三排為13.3m；第四、五、六排為11.8m，第七、八排為9.0m。土釘豎向間距第一排1.70m；第二、三排1.50m；其余各排1.20m。土釘水平間距前五排2.0m，其余三排1.50m。土釘孔向下傾斜10度，每層超挖深度0.50m，噴射砼面層厚度100mm，強度等級C20，3天強度不低于10MPa。混凝土骨料最大粒徑不大于12mm，配合比水∶水泥∶石子=1∶2∶2，水灰比不大于0.45，控制混凝土初凝時間和終凝時間為5min、10min。每批至少留取3組試樣進行了強度測定。土釘鋼筋為ф25mm。噴射混凝土面層內設置鋼筋網直徑ф6mm，網格尺寸200×200mm。加強筋采用ф12mm，加強筋網格2000×2000mm，采用菱形布置壓于鋼筋網上部與釘桿焊接。設計詳細參數結果列表如表2：

3.3預應力錨桿。因該基坑東、北兩邊緊臨三層舊樓，兩座樓已屬危舊居民樓，原建筑物已有變形裂隙，西邊緊臨商城，屬柱下條形基礎，頂部用玻璃罩頂，建筑物對沉降變形要求嚴格。建筑物地基土為濕陷性黃土，并且均未進行處理，所以該基坑對側壁變形需嚴格控制。因此，對第二排土釘設計為預應力錨桿，鎖定張拉應力50KN。

3.4支護體系整體穩定性分析。根據圓弧破壞面采用普通條分法，對支護體系分層開挖進行整體穩定性分析計算，結果如表3：

4.土釘支護施工

4.1土方開挖。土方開挖緊密配合噴錨網施工，采取分層、分段開挖。分段長度15m每層開挖深度根據設計要求，為施工方便，超挖0.5m。機械開挖后，及時對坡面進行人工修整。

4.2造孔。按設計要求的孔位、孔徑、傾角、孔深用洛陽鏟進行鑿孔。孔位允許偏差小于150mm，鉆孔傾角誤差小于3°，孔徑允許偏差（+20mm，-5mm），孔深允許偏差（+200mm，-50mm）。

4.3錨桿制作與安放。按設計要求加工釘桿，接頭采用雙面焊接的搭接接頭，焊接長度80mm，焊好后釘桿軸線一致。每隔2m焊一組船形對中支架。凸出部分長10cm。對預應力錨桿桿體自由段應用塑料包裹，與錨固體聯接處用鉛絲綁牢。經嚴格檢查錨桿質量后，安放錨桿，采用底部注漿，注漿管隨錨桿一同放入錨孔，注漿管頭部距孔底約5～10cm。錨桿安放后，采用井字架在錨桿頭部焊接鎖緊裝置，由4根長20cm的25螺紋鋼筋，成井字形焊接在錨桿上，離開土層表面2～3cm，鎖緊裝置然后和加強鋼筋網焊接在一起，使錨桿的錨固力均勻傳遞給整個支護面。

4.4注漿。注漿漿液采用水泥漿液，漿液材料為425#普通硅酸鹽水泥，水灰比0.45，添加2%UEA早強劑。注漿采用二次注漿，連接好注漿系統后進行第一次注漿，邊注漿邊慢慢拔出注漿管，在注滿前保證注漿管不露出水泥漿面。半小時后進行二次壓力注漿，孔口用水泥袋密封，注漿壓力達到0.3MPa。

4.5鋪設鋼筋網。采用6圓鋼按200×200mm網格制作，網格允許偏差±10mm，網格采用鉛絲綁扎與土壁表面距離不小于3cm。邊壁上的鋼筋網宜延伸至地表面，其長度不小于0.5m。采用12圓鋼做加強筋與錨桿鎖緊裝置焊牢，壓在網格上部，加強筋網格2000×2000mm。

4.6噴射混凝土。按設計要求及混凝土配合比拌制混凝土，混合材料應攪拌均勻，顏色一致，隨拌隨用。噴射混凝土時，工作風壓0.1MPa，噴頭與受噴面應盡量垂直，并保持1.0m距離。噴射作業分段進行，同一分段內噴射順序應自下而上，一次噴射厚度60mm；噴射混凝土接茬處采用斜交搭接，搭接長度不小于20cm。噴射混凝土終凝后兩小時應澆水養護，保持表面濕潤不出現裂縫。

5.位移監測與支護效果

在基坑四周設置6個位移觀測點。利用精密水準儀、經緯儀，量測基坑邊壁頂部的水平位移，量測結果基坑西邊2#觀測點最大水平位移為基坑深度的3.5‰。基坑頂部水平變形在基坑支護完成兩周后基坑變形基本穩定。周圍建筑物也均無任何異常情況。

6.結論

6.1錨噴支護技術在地質條件較好的情況下運用于較深基坑的支護，具有質量安全可靠，施工速度快，投資省等優點。

6.2錨噴支護技術的應用，要求基坑開挖、錨桿施工、噴射混凝土，各個工序要緊密結合，一個循環施工應一氣呵成。

6.3錨噴支護技術在施工中要求邊施工邊對邊壁進行位移觀測。發現位移量增大和異常情況，要增加支護參數，采取預應力錨桿，對控制邊壁位移效果十分明顯。

參考文獻

[1]中華人民共和國建設部.建筑基坑支護技術規程（JGJ120-99）.北京：中國建筑工業出版社，1999.