深基坑土釘支護技術的應用探討

張 明

中國石油大學儲運與建筑工程學院，山東青島 266580

深基坑土釘支護技術的應用探討

張 明

中國石油大學儲運與建筑工程學院，山東青島 266580

在深基坑支護工程中，土釘支護能適用于多種地質條件，其獨特的性能對于維持基坑的穩定具有關鍵性的作用。本文結合工程實例，簡要探討了深基坑土釘支護技術的應用。

深基坑；土釘支護技術

近些年，隨著建筑施工工藝以及技術水平的不斷提升，有效開發地下空間已成為城市建筑的發展方向。深基坑土釘支護工程對于地下基礎乃至整個建筑來說非常關鍵，直接影響著建筑工程的地下基礎順利施工，影響著建筑工程的地下結構和上部結構，對于建筑工程的質量與安全意義重大。

1 工程概況

某高層綜合樓建筑工程是由兩棟16層建筑組成，地上14層，地下2層，整個基坑寬32m，長124m，深10.6m。一邊為商業街，一邊為綜合住宅樓，并且距離綜合住宅樓較近，距離綜合住宅樓較近僅10m。這樣就給基坑支護帶來一定困難，由于施工場地狹小，最終確定臨近商業街的方向采用土釘支護技術。

2 工程地質條件

場地地層土質分布情況如下：

（1）雜填土：平均厚度為1.58m，雜質土中主要組成部分是黏性土。

（2）粉質黏土：平均厚度為1.9m，土質含氧化鐵，為黃褐色，土質不均，并且夾粉土薄層，軟塑。

（3）粉質黏土：平均厚度為2.9m，土質含氧化鐵結核及姜結石，為黃褐色。

（4）粉土：平均厚度為1.1m，含氧化鐵，褐黃色，干強度底。

（5）粉土：平均厚度為2.9m，含氧化鐵結核，褐黃色，局部粉質黏土和細砂薄層。

表1 地層土質主要物理力學性能

3 基坑支護結構設計

（1）土釘墻墻面坡度1：0.3

（2）土釘布置：土釘按梅花形共設8排。

（3）土釘參數設置：土釘長7～12m，直徑為100mm，傾角15度，橫向、豎向間距均為1.1m，土釘桿材料為硅酸鹽普通水泥漿32.5級，水泥漿的水灰比為0.40～0.50。

（4）面層參數：混凝土強度等級為C20，混凝土面層噴射厚度為110mm，內設鋼板網4×2×15，采用縱橫拉結筋錨固面層鋼板網與錨桿端部，縱橫拉結鋼筋直徑為18。

4 施工現場檢測

根據基坑工程周邊環境情況、工程的特點以及施工規范要求，采用精密光學儀器在施工過程中進行水平位移監測土釘應力。按設計分層分段進行支護施工，土釘豎向間距確定分層開挖基坑深度，基坑工程分段開挖長度為15m，測試土釘在相應開挖步驟完成后按測試方案要求設置。

4.1 監測水平位移

水平位移的初始值在基坑開挖前測試，然后按照開挖的速度進行測量，每開挖一步就測量一次，測得錨桿距基坑面0.7m、1.6m、2.9m、4.1m、5.1m、6.4m、7.6m、9.0m等深度不同水平位移變化較明顯(水平方向位移的公式X=Vt(V為初速度）)。見下圖，隨施工日期的變化，其水平位移也發生變化。

圖1 隨施工日期的變化水平位移變化趨勢

水平位移在土體開始開挖時增幅較明顯，開挖完成后逐漸趨于穩定，邊坡上部的土體在開挖時影響較大，隨深度的增加位移逐漸減小。

4.2 檢測噴射砼厚度

全部檢查孔處的噴層厚度，用鑿孔法檢測。每個斷面60%以上應大于設計厚度，同時，檢查孔處厚度的平均值，最小值也要大于設計厚度的一半；起碼不應小于設計厚度值。本次監測檢查孔處的噴層厚度，共檢測30點，全部符合規范要求。

4.3 監測土釘的拉力

監測土釘的拉力工作可以結合施工現場測試同步進行。開挖施工前期監測土釘的拉力工作每天測量一次。監測土釘的拉力工作在施工后期也要每天一次，不過在特殊情況下要加密監測頻率（例如：發現土釘受力或變形較大時）。土釘受力及變形穩定后屬于土釘拉力的穩定期，在此期間可以每2天測量一次。隨施工日期的變化，土釘支護受力也發生變化，從土釘置入邊坡土中開始，每天土釘的拉力都有增加，深基坑開挖深度越深。土釘的拉力增加幅度越大，土釘的受力具有開挖效應，下層土體開挖均影響著上層土釘的受力，土釘的拉力各層均有變化。土釘內力最大值是在土釘的內部，隨著開挖深度越深，上排土釘的最大拉力逐步移動到土釘尾部。

5 結語

綜上所述，土釘支護的受力與變形時間效應非常明顯，土體的應力和變形導致邊坡水平位移以及土釘拉力發生變化，土釘支護分層開挖后，要想減小基坑的位移量，那么就要及時設置土釘，土釘設置越早，越能夠及早約束土體變形。通過實踐和檢測我們可以看出，土釘支護的變形趨勢是：靠近底部的位移很小，靠近上部的位移最大，土釘變形自上而下逐漸減小，這一點說明土釘的最大拉力位置在上部，距面層越近土釘承受的拉力越大。拉力值從土釘的最大拉力點到末端減小的很快。所以，下部采用長土釘是不科學的，下部可適當減少土釘的長度；適當減小土釘間距，采用密而短的土釘就可以有效的發揮土釘的加固作用。運用土釘進行基坑支護，一定要科學監測，做到信息化施工。為了有效約束土體變形，分層開挖后要及早設置土釘，土釘的設置越快越好，土釘設置越早越能夠減小開挖對土體的影響。另外，我們還要注意土釘設置后，要使用早強劑并且停留一段時間使注漿體達到一定強度，要確定土釘與周圍土體黏結牢固然后再繼續進行開挖。

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[2]陳肇元，崔京浩.土釘支護在基坑工程中的應用(第二版)[M].北京：中國建筑工業出版社，2000

[3]聶重軍，許百盛，雷鳴.復合土釘支護技術在深基坑中的應用[J].長沙大學學報，2009.5：63-66

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.022