复合土钉墙在狭窄空间基坑边坡支护中的设计与应用

　　[摘要]本文以工程实例介绍一种综合的支护方法：微型钢管桩和预应力锚杆构成的复合土钉墙支护。此支护施工便利，造价介于护坡桩与土钉墙之间，对控制边坡位移变形、增强整体稳定性、保证边坡开挖过程中不发生局部坍塌等具有很好的作用，大大提高了边坡的安全稳定性。特别是对基坑面积狭窄、周边有建筑物或地下管线等的边坡支护，具有常规土钉墒和护坡桩无法相比的优势。

　　【关键词]基坑支护复合土钉墙设计施工

　　相关论文范文：浅谈建筑工程造价全过程动态控制

　　摘要:建筑工程造价管理这项技术是建筑工程中的核心之所在，随着社会经济不断的发展与更新进步，房地产产业的发展速度更是令人膛目结舌，而工程造价管理作为其中必不可少的一个重要环节，在建筑中所占比重是相当高的，建筑工程造价的复杂程度也在工程师们的不懈努力中不断刷新，本文就从我国当前房屋建设工程中存在的一些工程造价管理出发，进行详细的分析论述，并提出一些具体的策略和建议，希望能对相关工作人员有所帮助。

　　1工程概况

　　M6线地铁4号出口与10号地连接通口工程场地位于北京市通州区运河核心区，拟建场区基坑呈五边形，基坑开挖深度l1.785m。基坑北侧1Om外为中铁食堂，西侧为中铁现在正在施工基坑，东侧紧邻地铁直梯，地铁直梯北侧为配电室。

　　2工程地质条件

　　本次支护设计阶段未收到4号出入口地勘报告，参考建设单位提供的《世界侨商总部聚集区项目(13地块地下通道)》岩土工程勘察报告，2014—1042。本地块距离勘测点2号孔最近距离为14.1m。根据对现场钻探、原位测试与室内土工试验成果的综合分析，将本次岩土工程勘察的勘探深度范围内(最深30.OOm)的地层，按成因类型、沉积年代可划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层3大类，并按其岩性及工程特性进一步划分为6个大层及亚层。现分述如下：表层为人工堆积之_般厚度为1.90m~3.40m的粘质粉土填土①层及房渣土①1层。人工堆积层以下为新近沉积层：标高19.04m~20.75m以下为粘质粉土、砂质粉土②层，粉质粘土、粘质粉土②1层，粘土、重粉质粘土②2层及细砂②3层;新近沉积层以下为第四纪沉积层：标高l2.77m～13.24m以下为细砂③层;标高7.84m～8.15m以下为圆砾④层及中砂、细砂④l层;标高-1.06m~-O.85m以下为细砂⑤层;标高-3.65m及以下为有机质粘土、有机质重粉质粘土⑥层，粉质粘土、粘质粉土⑥l层及粘质粉土、砂质粉土⑥2层。

　　3基坑支护设计

　　3.1设计概况

　　本工程支护主要为北侧、东侧，因周边工作面较小，大型机械无法进入，考虑支护及土方开挖，拟采用“钢管桩+土钉+预应力锚索”复合支护形式;其他范围紧贴原有护坡桩向下开挖，开挖后采用“挂钢板网喷射混凝土”进行桩间支护。

　　3.2基坑支护形式

　　(1)卜l剖面卜1剖面为基坑北侧、东侧采用“钢管桩+土钉+预应力锚索”复合支护形式;微型管桩：直径150mm，内置DNIO0焊管，桩长17.OOm，桩间距0.50m，设计桩项标高为自然地坪;桩身范围设置土钉、锚索，土钉、锚索依次交替布置至槽底。钢管桩桩间土钉，采用人工洛阳铲或土锚杆钻机成孔，土钉水平间距1.Om，隔桩布置，土钉倾角为15。，土钉主筋拉杆为118(HRB400)，土钉端头处弯一长度为200mm的“L”钩，以便与单道l①16)J13强横筋相连。钢管桩桩间土钉共设置4道：分别位于自然地坪以下1.3m、4.2m、7.3m、l0.2m。钢管桩桩间锚索，采用土锚杆钻机成孔，锚索水平间距1.0m，隔桩布置，锚索倾角为l5。

　　锚杆杆体采用2X75mm强度等级为1860MPa钢绞线。钢管桩桩间共设3道预应力锚杆：分别位于自然地坪以下2.8m、5.8m、8.8m。应力锚杆支护结构钢腰梁采用18a槽钢，垫板规格120mm×120mEX15mm。(2)2—2剖面2—2剖面为地铁原支护桩范围，沿护坡桩开挖，开挖后护坡桩桩间采用“挂钢板网喷射混凝土”护壁，桩间土保护采用挂钢板网后喷射混凝土支护的方法。钢板网规格3Omm×60mm，厚2mm，喷射混凝土厚度40mm~6Omm，混凝土强度C20。

　　桩间土清到护坡桩中心线以外约50mm的位置，用镐头及铁锹把桩间土削平整，然后挂钢板网，采用打入6.5“U”形插筋固定钢板网，“U”型插筋插入土体深度不小于10cm。沿桩间竖向设置中16@lO00mm横向钢筋，l6横向筋采用膨胀螺栓固定在护坡桩内。(3)3—3剖面3—3剖面在原来护坡桩结构上部：放坡比例l：0.3，深度5.0m，土钉竖向、水平间距1.2m，设置三排土钉，开挖后护坡桩桩间采用“挂钢板网喷射混凝土”护壁。

　　4施工方法

　　4.1钢管桩施工技术

　　基坑上部平整后，进行钢管桩施工，钢管桩孔直径150mm，长17.0m，插入钢管外径114ram，壁厚4.Omm，钢管桩间距0.50m。(1)钢管施工工艺流程定桩位一钻机就位一成孔一提钻一下钢管一注浆成桩。拟采用锚杆钻机或地质钻机成孔，孔径150mm，孔深为17.Om。成孔后外直接安放钢管，然后注水泥浆成桩。(2)钢管成孔施工质量控制要点注浆材料采用水泥浆，水灰比为0.5。水泥采用硅酸盐水泥，强度等级为P.SA32.5。强度等级为15MPa：成孔采用地质钻机或锚杆钻机;在不良地质层中钻进时，应边钻边向孔底投入粘土，形成粘土护壁，防止灌注水泥浆时跑浆;钻孔时每进尺3.0m测一次垂直度，对于有偏移及倾斜现象的桩应及时纠偏;钻至设计孔底时用测绳测量孔深，保证孔深达到设计要求;成孔后将1根DN100焊管插入孔内，钢管每隔0.2m不规则焊注浆口，灌注水泥浆水灰比0.4～0.5;钢管下入后，往孔内灌注水泥浆，直至孔口返出水泥浆为止，并及时进行二次补浆。

　　4.2预应力锚杆施工技术

　　本工程锚杆所用钢绞线均为公称直径为15.20ram的标准型1860级钢绞线。钢腰梁采用18槽钢。要求在土方施工的同时，留设张拉锚杆工作面(锚位以下500ram)。(1)预应力锚杆施工工艺流程钻机就位一校正孔位调整角度一钻孔一继续钻进至设计孔深一清孔一插放钢绞线束及注浆管一注水泥浆一养护安装钢腰梁及锚头一预应力张拉一锁定。(2)预应力锚杆主要施工方法杆体制作：按照设计要求制作锚杆体，保证杆体长度：隔离架(定位支架)间距2.0m设置一个;注浆管与锚杆体应用火烧丝绑扎牢靠。(3)锚杆施工质量控制要点钻孔采用带有护壁套管的钻孔工艺，套管外径为①150ram;严格掌握钻孔的方位，调正钻杆，符合设计的水平倾角，并保证钻杆的水平投影垂直于坑壁，经检查无误后方可钻进;钻进时应根据工程地质情况，控制钻进速度，遇到障碍物或异常情况应及时停钻，待情况清楚后再钻进或采取相应措施;钻孔深度大于锚杆设计长度200ram：钻孔达到设计要求深度后，应用清水冲洗套管内壁，不得有泥砂残留;护壁套管应在钻孔内灌浆后方可拔出。

　　杆体在运输过程中不得扭曲、碰撞，严格保护杆体不受损伤;插筋前应检查锚筋，包括长度、自由段部分的处理、注浆管是否有漏浆等;插筋时应抬起后部使之与孔成一个角度徐徐插进，防止碰坏孔壁;筋插入孔时应留出锚筋外露部分的长度以满足张拉要求;插入钻孔内的杆体应达到设计要求深度，若插入时杆体不能达到要求深度，则应拔出杆体查明原因并处理后再行插入。注浆材料采用水泥浆，水灰比为0.5～0.55;水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级为P.042.5。

　　强度等级为20MPa;选用优质灌浆管，灌浆管出口应位于离杆体底端200ram处;浆液搅拌必须严格按配合比进行，不得随意更改;应注意不得使用过期或受潮水泥;浆液由孔底开始浇注并向外返出，边注浆边向外缓慢拔管，直至浆液溢出孔口后停止注浆;浆液必须在初凝前连续不断一次注完;锚体两次注浆成型，第一次注浆与第二次注浆的时间间隔为2h,~.3h，每次注浆压力稳定时间为5min~6min，注浆压力按1MPa~2MPa控制;锚杆所用原材料，钢绞线、水泥等均应有出厂合格证明，并按规范要求复验合格后方可使用;锚杆水平方向孔距误差不应大于100ram，垂直方向孔距误差不应大于50mm，倾角允许偏差3。;水泥浆体的强度不小于20MPa，水灰比0.5。

　　杆体组装时，应控制承载体和隔离架的间距，钢绞线应平直通顺。组装好的杆体放在指定存放场，下杆体前应检查注浆管的通气性能;水泥浆随用随搅，搅拌均匀，浆液初凝前必须用完;张拉设备使用前必须检验合格后方可使用。

　　5周边环境及重点、难点分析及对策

　　(1)拟建场区为地铁4号出口与10号地连接通口，该位置基坑呈五边形，北侧10mCb为中铁食堂层活动房;西侧为中铁现在正在施工基坑，其开挖深度约1lm;东侧紧邻地铁直梯，地铁直梯北侧为配电室。基坑南北长约6.9m，东西宽约6.5m，为一五边形的基坑，土方开挖约500m。因施工场地狭小，施工环境复杂，土方开挖极为困难。解决办法：根据现场周边实际条件，土方开挖施工拟采用人工开挖、小型挖掘机及吊车配合施工，汽车吊带吊斗将人工挖土的土方吊运至基坑外侧，堆土范围距离基坑边缘要求5.0m以上，堆土后挖掘机或推土机装如卸土汽车运至卸土场。

　　(2)施工过程中支护结构施工工作面及后续主要结构施工可能与地铁M6线附属结构施工同步进行，可能涉及交叉，故施工过程中还要考虑相互施工的影响。解决办法：制定合理的支护设计方案，有效利用原有支护结构、满足狭小空间作业，并对支护设计、施工方案组织进行专家论证，以确保支护结构安全、稳定。本工程与M6线其他附属结构同时施工前，积极与相关单位协调、沟通，调整、完善施工方案，确保施工过程顺利进行、互不影响。

　　(3)施工场地狭小，坑内可用施工工作面狭窄，土钉锚杆施工困难。解决办法：锚杆土钉钻孔采用机械为主人工配合的施工方式，机械施工不到的区域采用人工钻孔施工，锚杆土钉均按进度计划在地面上加工完毕，然后将加工好的土钉及锚杆按施工进度情况用吊车吊到基坑施工面区域。

　　6基坑支护效果

　　深基坑监测是信息化施工常用的一种方法，在确保深基坑开挖安全上起着十分重要的作用。本基坑监测的主要内容有支护桩位移和沉降变形。基坑从土方开挖到基坑回填到正负零的过程中水平位移在一0.55mm~2.6mm之间，沉降位移在Omm～一3.66mm之间，在土方开挖时位移均有明显变化，但是均在规范及设计要求范围内，因此监测结果显示本工程支护体系安全、稳定，满足后续施工要求。

　　7结语

　　(1)在局部地区上层粘质粉土填土和软粘土，下层砂层、圆砾层的地质状况且空间狭窄的施工条件下，采用复合土钉墙是可行的。

　　(2)复合土钉墙施工工期短，与采用护坡桩施工设计方案比较，工期缩短15～2O天，施工效率高。

　　(3)采用此方法施工造价降低20%~30%，经济效益显著。本工程选用复合土钉墙的支护方式，最大限度地发挥了复合土钉墙的优点，不仅仅满足支护要求还加快了施工进度，提高了经济效益，最终达到节约投资的目的。由此可见复合土钉墙在狭窄空间的基坑支护应用中是具有很大的价值和发展空间的。