深基坑复合土钉墙支护技术应用浅析

高志军

北京启力岩土工程有限公司 北京 102200

引言

深基坑作为建筑工程的基础，具有重要的作用。复合土钉墙支护技术相比其他支护技术有自身特点和优势，在深基坑开挖工程中已经被广泛应用。本文将结合工程实例就土钉墙支护技术的应用展开分析。

1 工程概况及地质条件

本工程为北京某大学艺术博物馆工程，场地位于北京市海淀区，本建筑物基础埋深约7～10m；结构采用框架结构。

根据地勘报告，勘探深度（35.0m）范围内的地层划分为人工填土层和一般第四纪冲洪积层，各地层编号方式见下表“地层编号说明表”，水位观测情况详见“地下水位观测情况一览表”。

表1 地层编号说明表

表2 地下水位观测情况一览表

2 基坑支护设计

土钉墙适用于地下水位低于基坑底面，且周边基坑影响范围内无重要构筑物、地下空间允许土钉施工的场地，适用的土层包括填土、黏性土、粉土、砂土、卵砾石等[1]。本工程开挖深度在7～10m，地下水位在基底以下，采用土钉墙支护。为保障基坑安全，主动控制基坑变形，采用结合一道预应力锚杆的复合土钉墙。复合土钉墙有结构轻，柔性大，有良好抗震性，施工设备相对简单的特点[2]。本工程基坑设计划分为2个剖面。

2.1 1-1剖面土钉墙支护结构设计参数

本剖面基坑开挖深度10.0m，土钉墙放坡坡度为1∶0.3，设计考虑的边坡附加荷载为20Kpa。土钉水平间距为1.5m，竖向间距1.5m。土钉与水平面夹角为10°。土钉采用人工洛阳铲成孔，成孔直径110mm。土钉端头处弯双向长度为200mm的“L”钩，以便与单道φ14横向加强筋连接。土钉所采用钢筋均为Ⅱ级钢筋。

表3 土钉（锚杆）支护结构参数

2.2 2-2剖面土钉墙支护结构设计参数

本剖面基坑开挖深度7.01m，土钉墙放坡坡度为1∶0.3。其余设计参数同剖面1。

表4 土钉（锚杆）支护结构参数

土钉墙面层采用φ6.5的钢筋编制成@200×200的钢筋网。土钉墙面层喷射厚度为100mm的C20碎石混凝土。注浆材料采用水灰比为0.5的水泥浆。下层土钉需在上层土钉浆体强度、面层强度达到设计强度的70%后再进行施工。

3 土钉墙施工方案

3.1 土钉墙施工工艺流程

土方开挖→修边坡→土钉成孔→安放土钉→注浆→绑扎钢筋网→土钉同加强筋焊接→加垫块→设喷射砼厚度控制标志→喷射砼→养护。

3.2 土钉墙施工要点

3.2.1 边坡修整：土方开挖至土钉设计标高下0.3m后，应人工及时修整坡面。坡面平整度允许偏差±20mm。

3.2.2 成孔：采用洛阳铲人工成孔，俩人一组。成孔过程中注意控制倾角及孔径，成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐检记录。土钉墙成孔施工允许偏差见下表。

表5 土钉墙施工允许偏差表

3.2.3 土钉杆体制作安放：按设计要求制作土钉杆体，钢筋焊接满足双面焊5d，单面焊10d，并按设计要求加焊定位支架，钢筋保护层厚度应大于25mm。

3.2.4 注浆：按设计要求水灰比搅拌水泥浆，注浆时，注浆管应插至孔底，在一次注浆完成2.0小时内进行二次补浆，并将孔口封堵。

3.2.5 钢筋网片制作与安装：钢筋网片按设计要求制作，网片规格φ6.5@200×200，网节点采用点焊或绑扎，网片搭接长度不少于300mm。网片外侧按设计要求加焊加强筋。

3.2.6 土钉头焊接：土钉钢筋按设计要求焊接在钢筋网片的加强钢筋上，加强钢筋与土钉钢筋的焊接长度不小于200mm。

3.2.7 面层喷射砼：喷射砼施工过程中严格计量配比，喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，喷射时喷头与受喷面应保持垂直。喷射射距0.8～1.5m，喷射砼终凝2小时后应喷水养护。每层土钉喷射砼施工时，作一组砼试块，标养28天后进行检验。喷射砼厚度允许偏差±10mm。

4 基坑变形监测

监测方法的选择应根据基坑类别、设计要求、场地条件、当地经验和方法适用性等因素综合测定，监测方法应合理易行[3]。本工程进行的监测项目：

4.1 周边建筑、道路沉降及位移监测

①周边建筑物沉降观测测；②周边道路沉降剖面监测。

4.2 支护体系监测

①支护结构顶部变形监测；②支护结构侧向变形监测。

4.3 地下水位监测

监测报警值一般以总变化量和变化速率两个量控制，累计变化量的报警值一般不宜超过设计限值。本工程报警值参见表6。

表6 监测报警值

位移监测成果见下图：

图1 坡顶竖向位移

图2 坡顶水平位移

5 结束语

本工程基坑支护取得了良好效果，项目通过了施工验收。此次项目采用了土钉墙支护并复合一道预应力锚杆支护方式，最终变形监测效果良好。在10m深基坑工程中，结合以往单一土钉墙施工经验，复合土钉墙对基坑变形控制有较大改进，是当前较为适宜深基坑的一种支护形式。