淺談復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

□張祥振（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司）

淺談復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

□張祥振（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司）

文章結(jié)合鄭東新區(qū)某研發(fā)中心工程，在查明工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)場(chǎng)地堆載、地形等限制條件，提出在基坑工程中采用復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)。然后，對(duì)復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)的施工部署和三類(lèi)支護(hù)施工方案進(jìn)行了較為詳盡的論述，并簡(jiǎn)述了局部砂粒含量較高基坑的預(yù)防施工措施，以及預(yù)應(yīng)力錨桿、護(hù)坡樁的施工工藝流程，為相關(guān)基坑工程的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)用提供了借鑒。

基坑；復(fù)合土釘墻；施工方案；工程應(yīng)用

1 工程概況

鄭東新區(qū)某工程研發(fā)中心，地上7層，地下2層車(chē)庫(kù)，為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，基坑基本呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)78.59 m，寬34.99 m，現(xiàn)場(chǎng)自然地坪標(biāo)高-0.90 m，基底標(biāo)高為-9.03 m，基坑開(kāi)挖深度為8.13 m，基坑擬采用復(fù)合土釘墻、護(hù)坡樁+預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)形式，采用垂直開(kāi)挖或1∶0.40放坡，支護(hù)面積約2100 m2。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)鉆探、靜力觸探，結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)分析結(jié)果，場(chǎng)地勘探深度內(nèi)地層按其成因類(lèi)型、巖性及工程地質(zhì)特性劃分為4個(gè)工程地質(zhì)單元層。分述如下：

第1層：雜填土，褐黃-褐黃色，以粉土為主，含較多灰渣、磚塊等雜物，平均厚度2.69 m，地層埋深1.70～3.90 m。

第2層：粉土，褐黃-淺褐黃色，稍濕，無(wú)搖震反應(yīng)，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，土質(zhì)不均勻，局部砂礫含量較高，夾有粉砂薄層，含有白色螺殼碎片，平均厚度5.65 m，地層埋深7.20～9.50 m。

第3層：粉土，褐黃色，稍濕、中密，無(wú)搖震反應(yīng)，無(wú)光澤反應(yīng)，土質(zhì)不均勻，局部夾有粉質(zhì)粘土薄層，平均厚度1.52 m，地層埋深8.90～11.10 m。

第4層：粉土，褐黃-淺黃色，濕，中密，無(wú)搖震反應(yīng)，無(wú)光澤反應(yīng)，韌性低，干強(qiáng)度低，土質(zhì)不均，局部含沙量較高，夾有粉砂薄層，平均厚度3.50 m，地層埋深10.40～13.70 m。

勘察期間測(cè)得場(chǎng)地的地下水埋深11.80～13.50 m，年變幅1～2 m。地下水屬于第四紀(jì)孔隙潛水，地下水主要靠大氣降水及地下水徑流，地下水的排泄方式主要為地下徑流。

場(chǎng)地周邊環(huán)境及分布荷載：擬建工程基坑北側(cè)距離基坑下口線1.70 m為5 m寬水泥道路，荷載按30 kPa考慮；基坑?xùn)|側(cè)距離基坑下口線13 m為用地紅線，紅線內(nèi)為空曠綠地，紅線外5 m為城區(qū)道路，荷載按20 kPa考慮；基坑西側(cè)距離基坑下口線6.70 m為5 m寬水泥路面，荷載按30 kPa考慮；基坑南側(cè)為空曠綠地，西部距離基坑下口線8.70 m為已建2層公寓及1層車(chē)庫(kù)，車(chē)庫(kù)荷載按20 kPa考慮，2層小樓荷載按30 kPa考慮。

3 基坑施工部署

本基坑工程土方開(kāi)挖與支護(hù)施工應(yīng)遵循“土方分層開(kāi)挖，先開(kāi)挖先支護(hù)，先周邊再中央”的原則。施工部署與流程為：支護(hù)樁施工→土方開(kāi)挖→支護(hù)施工→下層土方開(kāi)挖→支護(hù)施工。基坑土方開(kāi)挖主道路留在中間，由主道路向基坑周邊輻射輔助支道路。

現(xiàn)場(chǎng)土方運(yùn)輸?shù)缆仿访鏉M(mǎn)足運(yùn)輸要求，下層土體不能滿(mǎn)足運(yùn)輸車(chē)輛重車(chē)通行要求，開(kāi)挖前可用磚渣對(duì)現(xiàn)場(chǎng)道路進(jìn)行鋪墊，厚度根據(jù)需要而定。本工程場(chǎng)外無(wú)材料堆放地，鋼材、水泥、砂、碎石等材料臨時(shí)堆放在基坑場(chǎng)地內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土方開(kāi)挖的變化和施工的需要進(jìn)行移動(dòng)。采購(gòu)材料時(shí)進(jìn)場(chǎng)數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工使用量而定。

4 施工方案

4.1 主要建筑材料

基坑支護(hù)的材料主要包括：HBR300網(wǎng)片筋、HBR400土釘、HBR400預(yù)應(yīng)力錨桿、中砂、碎石、水泥、混凝土等。材料采購(gòu)材料進(jìn)場(chǎng)必須附出廠合格證明材料，并經(jīng)送檢復(fù)驗(yàn)合格方可投入工程使用；工程施工過(guò)程中，尚應(yīng)根據(jù)實(shí)時(shí)用量制取其成品、半成品進(jìn)行檢驗(yàn)，以取得工程質(zhì)量保證資料。

4.2 基坑支護(hù)方案

根據(jù)工程地形地質(zhì)條件，基坑工程采用了3種支護(hù)方案。

支護(hù)方案一：復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)，灌注樁+土釘墻，垂直開(kāi)挖支護(hù)方案。設(shè)計(jì)一排φ400鋼筋籠灌注微型樁，樁長(zhǎng)10.40 m，樁間距1.20 m，內(nèi)插鋼筋籠，灌注C30混凝土。共設(shè)計(jì)3排土釘，2排預(yù)應(yīng)力土釘，孔內(nèi)注純水泥漿，水灰比0.50，噴漿厚度10 cm。腰梁采用兩根14 d槽鋼，腰梁錨板采用一塊150×150，厚10 mm。樁間土掛成品鋼板網(wǎng)片100×50×2，噴砼C20厚度50 mm。

支護(hù)方案二：高程-2.00 m以上按1∶0.40放坡，下部復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)，灌注樁+土釘墻。設(shè)計(jì)一排φ400鋼筋籠灌注微型樁，樁長(zhǎng)8.40 m，樁間距1.20 m，內(nèi)插鋼筋籠，灌注C30混凝土。共設(shè)計(jì)4排土釘，1排預(yù)應(yīng)力土釘，孔內(nèi)注純水泥漿，水灰比0.50，噴漿厚度10 cm。腰梁采用兩根14d槽鋼,腰梁錨板采用一塊150×150，厚10 mm。樁間土掛成品鋼板網(wǎng)片100×50×2，噴混凝土C20厚度50 mm。

支護(hù)方案三：采用復(fù)合土釘墻支護(hù)方案，按1：0.40放坡。共設(shè)計(jì)5排土釘，土釘孔徑110 mm，孔內(nèi)注純水泥漿，水灰比0.50，噴漿厚度10 cm，坡頂護(hù)沿1 m。

4.3 注意事項(xiàng)

樁錨結(jié)構(gòu)為剛性結(jié)構(gòu)，土釘墻為柔性結(jié)構(gòu)。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，場(chǎng)地局部砂粒含量較高，夾有粉砂薄層，易塌孔，土方開(kāi)挖、打樁支護(hù)有一定難度，不穩(wěn)定砂體對(duì)周邊環(huán)境均有一定影響。施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，盡可能減小基坑變形對(duì)周邊建筑物的影響，以確保邊坡安全。本次有針對(duì)性地采用如下措施：

①盡可能放坡，減少開(kāi)挖深度及開(kāi)挖段長(zhǎng)度，增加穩(wěn)定性。分段開(kāi)挖每段不超過(guò)15 m，分層開(kāi)挖每層不超過(guò)2 m。

②根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，超挖對(duì)周邊建筑物的變形影響很大，故土方開(kāi)挖應(yīng)嚴(yán)禁超挖。支護(hù)施工應(yīng)及時(shí)跟上，減少支護(hù)作業(yè)面的暴露時(shí)間。

③有針對(duì)性的采用應(yīng)急措施。預(yù)應(yīng)力錨桿或土釘施工時(shí)應(yīng)考慮對(duì)建筑物地基的不利影響，應(yīng)采用間隔成孔（跳打）的方式。

5 施工方法

5.1 土釘墻施工

土釘墻施工工藝流程：測(cè)量放線修整邊坡→成孔→安裝土釘→注漿→編（掛）網(wǎng)→焊接加強(qiáng)筋→焊接錨頭→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。施工方法為：

①放線修坡：根據(jù)設(shè)計(jì)要求放出邊坡，并人工修坡，要求平整。

②成孔：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，放出土釘孔的位置，然后再采用人工洛陽(yáng)鏟或鉆機(jī)成孔，按設(shè)計(jì)的孔位、孔徑、孔長(zhǎng)、孔的俯角進(jìn)行成孔，嚴(yán)格注意質(zhì)量，逐孔按錨噴網(wǎng)支護(hù)規(guī)范進(jìn)行記錄及驗(yàn)收。誤差要求：孔深±50 mm；孔徑±5 mm；孔距±100 mm；傾角±5%。

③土釘安裝：按照設(shè)計(jì)的各排土釘長(zhǎng)度、直徑加工成合格的土釘，為使土釘體處于孔的中心位置每隔2 m焊接一個(gè)居中支架將錨桿安入在孔內(nèi)，不可用重物去打。居中支架采用Φ6.50鋼筋制作，并將用作居中支架的鋼筋彎成弧形與土釘桿焊接。

④注漿：注漿材料選用P.C32.50級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥，純水泥漿強(qiáng)度為M10，水灰比0.45～0.55，灰漿攪拌時(shí)間不能少于2 min。注漿采用由里向外注入，需將注漿管插入孔內(nèi)距孔底約0.25～0.50 m處，在孔口用水泥袋封孔，注漿壓力不低于0.20 MPa，以確保孔內(nèi)注滿(mǎn)水泥漿。對(duì)于重要地段采用二次補(bǔ)漿，當(dāng)孔口有漿液流出并加壓穩(wěn)定后，方可停止注漿。

⑤編扎鋼筋網(wǎng)、焊接加強(qiáng)筋。

⑥噴射混凝土面層：采用干法噴射混凝土，噴混凝土?xí)r，噴頭與受?chē)娒鎽?yīng)保持垂直，距離宜為0.60～1.00 m。用P.C32.50級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥：干中砂：碎石（5～10 mm）=配合比為1：2：2（重量比）進(jìn)行配比，水灰比0.40～0.50，首先人工在地面上初步拌和，然后放入噴漿機(jī)均勻拌和。其中砂的含水率宜控制在5%～7%，石子用堅(jiān)硬耐久的碎石，最大粒徑≤10 mm。噴漿機(jī)邊均勻拌和邊通過(guò)噴漿管使用高壓風(fēng)將料輸送至噴頭處，在噴頭處加水噴在工作面上。輸料管應(yīng)能承受0.80 MPa以上的壓力，并應(yīng)具有良好的耐磨性能；施工供水設(shè)備應(yīng)保證噴頭處的水壓力為0.15～0.20 MPa。噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng)自下而上將混凝土噴射到支護(hù)面達(dá)到設(shè)計(jì)厚度10 cm。試塊每噴射1000 m2留取一組，砼28 d強(qiáng)度等級(jí)≥C20。

⑦養(yǎng)護(hù)：噴射混凝土終凝2 h后，應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7 d。

5.2 預(yù)應(yīng)力錨桿與腰梁施工

施工工藝流程：機(jī)械鉆機(jī)或人工成孔→插放錨桿和注漿管→常壓注漿→高壓二次注漿→養(yǎng)護(hù)→安裝錨板→安裝槽鋼腰梁→預(yù)應(yīng)力張拉→鎖定。

錨桿桿體采用Φ20～22 mm，以及15.20鋼絞線。注漿材料為水泥凈漿，水泥采用P.C32.50，水灰比為0.45～0.55。錨體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)開(kāi)始張拉，張拉機(jī)具主要為ZB4-500油泵、YC1200×320穿心式千斤頂、計(jì)時(shí)表、鋼析尺等。宜采用跳張法，即隔二拉一。

5.3 護(hù)坡樁施工

定位→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→調(diào)制泥漿→一次清孔→下鋼筋籠→對(duì)接導(dǎo)管→二次清孔→澆筑混凝土→成樁。

護(hù)坡樁施工時(shí)，樁位放線應(yīng)確保準(zhǔn)確無(wú)誤，定位精度為1 cm，鉆頭中心采用Φ400 mm樁定位器對(duì)準(zhǔn)樁位，定位誤差≤20 mm，鉆機(jī)對(duì)位應(yīng)以四角樁控制，鉆頭對(duì)準(zhǔn)十字線交點(diǎn)，水下混凝土澆注采用直徑220 mm導(dǎo)管，導(dǎo)管接頭宜采用法蘭或雙螺紋方扣快速接頭，水下混凝土必須連續(xù)施工。

6 結(jié)語(yǔ)

文章結(jié)合工程實(shí)例，基于基坑的工程地質(zhì)條件，對(duì)復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)在基坑工程中的應(yīng)用和施工工藝進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述。目前，基坑工程已經(jīng)完成，主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)建至地上二層。實(shí)踐證明，在基坑工程中采用復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行基坑支護(hù)是可行的。

TU 528

A

1673-8853（2016）10-0052-02

2016-07-18

（責(zé)任編輯：劉 青）

張祥振(1980-)，男，工程師，主要從事水利工程監(jiān)理和施工管理工作。