复合土钉支护技术在淤泥层的深基坑工程中的应用

林振霞

摘 要：在深基坑工程中，淤泥层是一种常见的土层，属于不良地质，如果处理不当，会对深基坑工程质量造成不良影响。复合土钉支护技术在深基坑工程中应用较为广泛，但在淤泥层使用中，会受到一定限制。本文就对淤泥层深基坑工程中复合土钉支护技术的应用展开探讨，以为淤泥层深基坑工程支护水平的提高提供有效参考。

关键词：复合土钉支护技术；淤泥层；深基坑工程；应用

中图分类号：TU476 文献标识码：A

土钉支护技术是在20世纪90年代兴起的一种支护技术，具有施工简单、安全可靠、成本低、工期短以及占用空间小等优点，在各类支护工程中应用十分广泛。但是，土钉支护技术在淤泥质等松软土层中应用会受到一定限制，需要与其它方法进行组合，形成复合土钉支护，来扩大土钉支护技术的应用范围。本文就以淤泥层深基坑工程为例，探讨了复合土钉支护技术应用的方法。

一、淤泥层深基坑工程中土钉支护技术应用的难点

就土钉支护技术而言，在相关规范规定中，是“不宜用于淤泥质、饱和软土层”中的，究其原因，主要有以下四方面：首先，淤泥土层本身具有较高的含水率，在抗拉、抗剪强度上相对较弱，如果使用土钉支护，软弱土层对土钉的侧阻力、桩端阻力都极为有限，无法达到土钉支护抗拔力的需求，造成土钉位移、下沉，影响土钉支护效果。其次，当淤泥土层饱和含水时，其与喷射混凝土之间的黏结强度相对较低，喷射的混凝土面层难以与土体边坡构成一个整体，影响土钉支护效果。第三，当淤泥土层表现出流塑或者软塑状态时，其本身是难以建立临时自立边坡的，土钉、网施工无法进行，自然也就无法应用土钉支护技术。第四，在淤泥层深基坑中，其基坑底部有渗流、隆起等问题，基坑的稳定性较差，需要维向基坑底部中插入足够的深度才能有效解决此问题，但是，土钉墙是无法深入坑底的，这也会制约淤泥层中土钉支护技术的应用。

二、淤泥层深基坑工程中复合土钉支护技术应用的方法

（一）淤泥层深基坑工程概况

以某以人防工程为例，此深基坑工程周边建筑物数量较少，工程周长为200m，面积约2400㎡，是湖中工程，湖水深1m，湖底与堤埂高度差为2m。在深基坑施工过程中，对湖面实施围堰，以围堰平台高度为准，深基坑开挖深度为7.5m。在地质结构上，该深基坑工程土层有填土层，厚度為0.5m～3.2m，多在围堰堤坡和堤埂处；然后是饱和淤泥层，厚度为0.50m～1.50m，分布在湖底，呈流塑状；再之下是饱和淤泥质粉质粘土层，厚度为4.00m～5.90m，呈软塑状态；下部是饱和粉砂夹粉土层。

（二）淤泥层深基坑工程复合土钉支护技术方案

1 方案的选取

在本淤泥层深基坑工程中，含水率较大，自立性较差，在施工过程中，容易发生严重渗水、涌水等问题，影响施工安全。因此，在基坑围护时，主要应重视基坑整体滑移与变形的控制。在施工前期，支护方案计划采取粉喷桩支护技术，但经现场试验后，粉喷桩支护施工难以形成连续桩体，其它的桩支护或者连续墙支护等方式，在施工成本、施工工期方面均不理想。因此，本工程最终采用适当放坡、复合土钉支护技术，是竖向花管注浆结合土钉支护的方式。

2 方案的设计

在本工程支护方案中，对于基坑上部3m土层进行放坡处理，以起到卸载作用；对于下部4.5m采取复合土钉支护，具体设计内容为：首先，通过现场的预先试验，在复合土钉支护中，竖向注浆花管是用焊管制作的，规格是48cm×3.5m，浆液为水泥净浆，水灰比需控制在0.45～0.55，注浆压力应保持在0.4MPa～0.6MPa，确保浆液能够充分注入到地基中，浆液的扩散半径大约为0.6m～0.8m，在灌浆两天后，浆液与地基混合固结的抗压强度值能够达到1.2MPa，满足土钉支护荷载的需求。同时，为确保支护的安全性，在灌注桩设置上，在基坑的迎水一面，需要采取双排桩的布置方式，按梅花桩进行布设，桩距和排距分别取0.6m、0.4m，插入坑底深度取8m；在基坑的背水一面，采用一排桩即可，桩距以0.5m为宜，深度也需要达到8m。其次，在本工程的土钉支护中，应当设置四排注浆土钉，支护面的厚度应当在100mm±20mm范围之内，喷射混凝土需要选择强度等级C20的混凝土，并在中间加入双层双向钢筋网，土钉应当采用焊管材质，规格与花管相同。

（三）淤泥层深基坑工程复合土钉技术施工应用

1 竖向注浆花管的施工

在竖向注浆花管的施工中，需要先做好花管的制作，选择设计方案规格的焊管，做好质量控制，保证焊管的强度、抗腐蚀能力等满足工程需求。然后，按照现场试验的结果进行花管布设，在花管上端2m以下的部位，围绕花管四周进行注浆孔的布设，注浆孔孔距约为0.25m～0.33m，孔径控制在6mm～8mm。再次，采用吊锤敲击的方式，将制作好的花管打入地基当中，达到设计的深度。最后，完成灌浆操作，选用425#标号的普通硅酸盐水泥，做好水泥浆液水灰比的控制，在灌浆过程中，按照试验情况，做好灌浆压力和灌浆量的控制，确保灌浆质量。

2 土钉支护结构的施工

在土钉支护结构施工中，需要先按上述方案设计结果进行土钉制作，注浆孔布设方式、孔径和孔距与上述相同，在管口3m以内不进行开孔，开孔部分还需要设置防滑钢筋。其次，做好基坑开挖与土钉施工，基坑开挖采取的是分段开挖方式，每段的宽度为30m；在土钉支护施工中，需要把成孔与杆体放置两个环节融合为一个步骤，管体打入地基的方式采用气动冲击式锚杆，不采取单独成孔的方式，有效提高施工效率，解决淤泥层土钉支护成孔、杆体放置困难的情况。同时，为充分发挥竖向注浆管的作用，可以采用焊接的方式，将边坡上部的竖向花管、土钉以及钢筋网连接起来，构成一个整体，更好地发挥支护和稳定作用。

3 做好施工过程的监测

首先，对地下水的监测。本工程淤泥层含水率较高，孔隙水较为丰富，必须在阻隔后才能进行开挖，以免发生渗漏水问题，造成坑壁面层塌落等后果。在复合土钉支护技术中，竖向花管和土钉支护面具有一定防水作用，可以预防渗漏水问题发生。在实际监测中可发现，只有局部点渗，无大面积的渗漏水或者面层塌落问题，表明复合土钉支护起到了相应的防渗作用。其次，对位移、沉降的监测。在本深基坑工程中，在开挖时，坑底迎水面一侧坡顶的最大位移和最大沉降分别为2.0cm和7.5mm，背水面一侧坡顶最大位移和最大沉降分别为2.6cm和9.2mm，未超过相应的允许范围。究其原因，在复合土钉支护中，竖向花管灌浆的浆液会与周边土体发生固结，形成挡土墙，其强度得到一定提高，在厚度上，迎水面一侧大于背水面一侧，从而有效降低位移；在土钉结构的灌浆中，会起到固化周边土体，增强土体抗拉、抗剪强度的作用，提高地基的承载力，控制沉降。此外，在该支护体系中，花管管体还具有加筋作用，在结合横向土钉之后，能够对基坑变形起到良好控制效果。

结语

综上所述，土钉支护技术是无法满足淤泥层深基坑工程支护需求的，而其它桩支护、墙支护等方式会增加支护成本、延长施工周期，经济性相对较差。复合土钉支护技术是一种新技术，通过土钉支护与其它支护方式的结合，可以起到更佳的支护效果，满足淤泥层支护施工的需求。因此，加强淤泥层深基坑工程复合土钉支护技术的研究，将其更好应用于实践当中，有着重要现实意义。

参考文献

[1]聂重军，许百盛，雷鸣.复合土钉支护技术在深基坑中的应用[J].长沙大学学报，2009（05）：47-49.