复合土钉墙在实际工程中的应用

北京中铁大都工程有限公司 张莎莎

复合土钉墙在实际工程中的应用

北京中铁大都工程有限公司 张莎莎

为安全开挖深度大于5m的基坑，稳定坑壁所采取的措施，称为深基坑支护。深基坑支护是地下工程施工必不可缺的组成部分。深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定性，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周边的建筑物、构筑物、管线、道路等的安全。随着施工技术的不断提高，深基坑支护的结构日益完善，现常用的技术手段有地下连续墙、排桩支护、重力式挡土结构、喷锚支护结构和组合式支护结构等形式。现以某大厦建设工程为例，某大厦设计0.000为32.15m，基坑开挖深度为-9.50m，场地呈矩形，长约76m，宽约60m，基坑周长约272m。大厦主体为一幢高层建筑，总建筑面积约81 000m2，地下二层地下室。某大厦的东侧与在建的商务中心基坑相连，北临xx大街，西临xx路，南侧为建筑空地。

图1 现场平面

一、工程概况

由于某大厦基坑东侧与商务中心的用地红线相重合，且二者基坑深度基本一样，商务中心此侧基坑支护采用复合土钉墙形式，其支护结构已越过红线进入本场地。而商务中心的基坑目前已经施工完毕，准备进行桩基施工。故设计中将东侧土体挖去，与商务中心基坑连接形成一个整体。北、西两侧临街道，而街道标高比本场地低3～4m，因而两侧土压力相对较小，支护方式采用土钉墙即可。南侧建筑空地可做将来施工临建布置场地，根据施工要求，该面拟放坡4m，采用复合土钉墙支护。复合土钉墙设计采用土钉墙加预应力锚杆方式，土钉直径为100mm，长4.5m，钢筋B16,水平、竖向间距均1.5m，喷射砼面层厚度100mm，砼强度为C25，砼内设置钢筋网A8,网格尺寸200mm，土钉墙倾角15°，土钉墙钢筋与面层钢筋焊接，土钉布置图如下：

图2 土钉墙立面

预应力锚杆锚固体直径D127，锚杆长度15m，张拉后固定在腰梁上，张拉力200kN，间距3.0m。

二、土钉墙施工

本工程施工土质主要为杂填土、细沙、粉质粘土、无地下水，地表排水明沟已经修好。根据设计制定基坑支护施工组织设计，安排基坑土方开挖、出土等工序，做到连续、快速施工。施工材料、机具均就位。

1．其施工顺序如下。

（1）按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志；（2）喷射第一层混凝土；（3）钻孔安设土钉、注浆、安设连接件；（4）绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土；（5）设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统，采用d100PVC管，长度500mm，与坡面成下斜15°倾角，布置间距为4m，对局部集水处进行加密布置。

2．土钉墙施工质量控制。

（1）上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工；（2）喷射应分段进行，统一分段内喷射顺序自下而上，一次喷射厚度不小于40mm；（3）喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离为0.6～1m；（4）喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护3～7d；（5）钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚为30mm；（6）注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆开始或中途停止超过30min时应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。

3．土钉墙施工质量检测。土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，实验数量不少于总数的1%且不少于3根；喷射混凝土厚度采用钻孔检测，每100m2墙面积一组，每组不少于3点。

4．施工监测要求。

（1）位移观测基准点数量不少于两点，且应设在影响范围以外；（2）检测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次；（3）检测项目的监控报警值：水平、垂直位移日变化量为2mm；累计最大值为4H/1000=32mm；（4）检测时间间隔可根据施工进程和深度确定；当变形超过报警值或检测结果变化速率较大时，硬加密观测次数；当有事故征兆时，应连续监测；当地下构筑物完工后即可结束观测。

5．施工监测情况和监测结果。基坑开挖于2010年3月下旬至2010年4月下旬，地下室钢筋混凝土工程和防水工程至2010年10月上旬顺利完成。地表检测结果显示，最大沉降为10.5mm，平均沉降为2mm；水平位移监测结果显示，最大水平位移为5.0mm，平均水平位移为2mm。

三、结论

该工程复合土钉墙成本低，实施效果良好，施工过程对周边建筑物、构筑物没有任何影响，保持正常使用，设计施工是成功的。

复合土钉墙有如下优点：形成土钉复合体，显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载能力；施工设备简单，随基坑开挖逐层分段作业，很少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短；施工不需单独占用场地，对现场狭小、放坡困难，有相邻建筑物时显示其优越性；施工噪音、振动小，不影响环境；土钉墙成本费用较其他支护体系显著降低，经济效益明显；土钉墙本身变形很小，几乎不影响相邻建筑物。