幾種復合土釘墻支護技術在深基坑中的應用

崔 浩

(西安思源學院城建學院，陜西 西安 710038)

幾種復合土釘墻支護技術在深基坑中的應用

崔 浩

(西安思源學院城建學院，陜西 西安 710038)

根據支護結構的工作機理，將復合土釘墻分為四種類型，并針對四種復合土釘墻的優缺點以及施工方法進行了詳細的論述，指出復合土釘墻具有安全、低廉、工期短、使用范圍廣等特點。

支護結構，復合土釘墻，施工工法，深基坑

0 引言

隨著國家城鄉規劃發展，越來越多的高層建筑基坑開挖深度超過5 m，深度超過5 m的基坑屬于深基坑，深基坑的支護也越來越受到人們的重視。目前國內針對深基坑的支護方式多分為四種：板樁支護、水泥土擋墻支護、地下連續墻支護、單一土釘墻支護。其中單一土釘墻支護相對傳統，本文提出改進技術——復合土釘墻支護，并對其優缺點進行了詳細介紹。

1 復合土釘墻支護技術

1.1 復合土釘墻

復合土釘墻在單一土釘墻基礎上，將土釘墻與水泥土攪拌樁、微型樁、預應力錨桿結合起來，根據具體施工環境，形成復合支護結構，彌補了一般土釘墻多使用在較淺基坑，大大擴展了土釘墻技術在深基坑的應用。同時復合土釘墻具有安全、低廉、短工期、使用范圍廣等特點。另外施工作業空間不大，可用于各種工程環境。

1.2 復合土釘墻的分類

支護結構按其工作機理和圍護墻的形式分為下列類型[1]：1)土釘墻+止水帷幕+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體；2)土釘墻+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體；3)土釘墻+微型樁+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體；4)土釘墻+防滲帷幕+微型樁+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體。

2 復合土釘墻支護技術

2.1 土釘墻+止水帷幕+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體

1)支護原理。由于地下水以及地表雨水常引起基坑周圍建筑塌陷，引起環境破壞，常常采用隔水的防滲帷幕。防滲帷幕兼具防水和擋土，防滲帷幕可采用注漿和高壓注漿形成[2]。其中水泥土攪拌樁相對高壓旋噴樁止水性好，成本低。通常帶防滲帷幕的土釘墻穩定性差，特別在基坑周圍有重要建筑物時，需施加預應力錨桿增加穩定性。預應力錨桿材料可采用鋼絞線、鋼筋和鋼管。錨桿尾部必須緊貼噴射混凝土面層，可設置承壓板和噴射混凝土連梁。錨定板或連梁通過計算確定，保證足夠的強度和剛度，將錨固力有效地傳遞到面層或土層中[3]。

2)優缺點及適用范圍。該復合土釘墻技術工法簡單，使用范圍廣。通常根據基坑深度、工程地質環境，計算選擇設計參數[4]。

在基坑變形有嚴格要求以及成孔困難的土體不宜使用,特別在動水力作用下還會引起流土。

3)施工工法及注意事項。防滲帷幕施工方法[5]：樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機→正循環鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3 m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→反循環提鉆至地表→成樁結束→施工下一根樁。

施工過程中需控制鉆桿提升速度、水泥用量、注漿壓力。

預應力錨桿施工方法[6]：施工準備→鉆孔→錨筋制作→錨孔注漿→混凝土結構鋼筋安裝→混凝土澆筑→錨孔張拉鎖定和驗收封錨。

當遇到較大裂隙時可加入速凝劑。同時當注漿壓力穩定時，即停止注漿以便漿液飽滿。在高溫季節注漿用水溫度不宜過高，避免注漿管路暴露于高溫處，造成漿液加速凝固。在冬期，應對注漿用水進行加溫，同時可加入適量防凍劑。注漿結束應及時清洗注漿泵及注漿管路，并應將管內殘留水全部放掉以防管道凍結。

2.2 土釘墻+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體

1)支護原理。在土釘+預應力錨桿復合支護中,由于注漿體的擠壓和滲透,使得基坑邊坡土體相應的力學參數發生了改變。通常要求混凝土面層和錨桿自由段的土體應有足夠的抗壓強度,使錨桿得到設計拉力[7]。

2)優缺點及適用范圍。當地層條件為粘性土不透水層和基坑周圍允許降水時，通常不設置防滲帷幕[8]。

該支護可以有效地控制基坑變形,提高基坑邊坡的穩定性。尤其在基坑較深、地質和周圍環境復雜,有嚴格變形要求時,更能見其優越性。在松軟土層中[9],若錨桿拉力達不到設計值，就使得預應力錨桿的能力沒能發揮出來。

3)施工工法及注意事項。預應力錨桿施工方法[10]：施工準備→鉆孔→錨筋制作→錨孔注漿→混凝土結構鋼筋安裝→混凝土澆筑→錨孔張拉鎖定和驗收封錨。

該支護中，預應力錨桿應符合下列要求：a.宜采用鋼絞線錨桿；b.防止基坑底部變形，錨桿宜設在墻體上部；為抵抗墻后土壓力時，錨桿應布置在主動土壓力較大處，通常墻背土層較軟弱的部位；c.錨桿拉力的反作用力不超過噴射混凝土面層抗壓強度；d.設自由段和錨固段，其中自由段長度應超過土體可能滑動面；e.錨桿與土釘墻的噴射混凝土面層之間應設置腰梁連接。

2.3 土釘墻+微型樁+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體

1)支護原理。鉆孔灌注樁和預應力錨桿通過腰梁形成二元擋土圍護結構[11]，使得該圍護結構整體抵抗基坑圍護結構變形。鉆孔灌注樁起支擋作用、同時預應力錨桿可以將圍護結構承受的土壓力傳遞給錨桿錨固段穩定地層。使得錨固體與土體之間的摩擦、錨桿與灌漿體的握裹力以及錨桿抗拉強度三者共同作用，使錨固體系穩定。

2)優缺點以及適用范圍。該支護形式多用于結構松散、易塌孔以及容易發生流砂地層中。對基坑沒有防滲要求或地下水位較低[12],微型樁對提高土體自立性、防止邊坡滑移以及基坑突涌有益。

3)施工工法及注意事項。施工準備→基坑邊線放樣→微型樁施工→附屬工程施工→預應力錨桿施工→養護。

施工中微型樁應符合下列要求[13]：a.針對土層特點和基坑周圍環境可選用微型鋼管樁、型鋼或灌注樁等；b.可采用預應力錨桿；c.微型樁的參數應根據墻面的強度要求確定；d.微型樁插入基坑底部的長度宜大于5倍樁徑，同時不應低于1 m；e.微型樁應緊貼噴射混凝土面層。

2.4 土釘墻+止水帷幕+微型樁+預應力錨桿+掛網噴射混凝土面層+土體

1)支護原理。該支護通過鉆孔灌注樁進行擋土，加固土體防止變形，止水帷幕起止水和加固支護面的雙重作用。預應力錨桿將支護結構承受的土壓力傳遞給自由端穩定土層。對錨桿施加預應力，使得灌漿體與土體之間的摩擦力、錨桿與灌漿體的握裹力以及錨桿自身抗拉強度共同作用，維持錨固體系穩定[14]。

2)優缺點及適用范圍。適用于深基坑、嚴格變形要求、工程地質和環境條件復雜等工程。該支護可以在多種復雜條件下施工，滿足整體性，滿足施工安全性。該支護方案價格高，施工作業錯綜復雜。

3)施工工法及注意事項。施工準備→基坑邊線放樣→微型樁施工→止水帷幕施工→附屬工程施工→預應力錨桿施工→養護。

微型樁類似水泥土攪拌樁,但微型樁通常間隔布置,間隔處易滲水。通常防滲帷幕形式有[15]：水泥土攪拌樁、高壓注漿、地下連續墻、微型樁等。復合土釘墻中的微型樁的間距應滿足土釘墻施工時樁間土的穩定性要求。

3 結語

土釘墻支護技術多采用傳統支護方法(噴錨支護，土釘支護，插筋補強等)，在深基坑應用中多不能更好的滿足基坑穩定性要求。深基坑支護屬于工程難題，本文粗略總結了四種復合土釘墻支護技術在深基坑中的應用，而真實的反映支護效果，需要通過監測基坑水平以及豎向位移量變形判定。

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[15] 楊 茜.復合土釘支護試驗研究及面層受力分析[D].成都：西南交通大學,2003.

Application of several composite soil-nailing wall support technologies in deep foundation

Cui Hao

(CollegeofCityConstruction,Xi’anSiyuanCollege,Xi’an710038,China)

The paper divides soil-nailing wall into four kinds according to support structure working mechanism, discusses their own merits and defects and construction methods, and finally points out that: composite soil-nailing wall has various features, such as safe, low cost, short construction duration and wide application scope and so on.

support structure, composite soil-nailing wall, construction method, deep foundation

1009-6825(2015)30-0074-03

2015-08-12

崔 浩(1986- )，男

TU463

A