錨管式土釘在軟土地區(qū)基坑支護中的應(yīng)用

周國金

（遼寧工程勘察院廈門分院，福建 廈門 361008）

1 工程概況

本工程位于廈門海滄區(qū)馬青路北側(cè)，為某公司干部宿舍樓，地上十一層、地下一層，總建筑面積約9000m2，地下室基坑開挖面積約1300m2，基坑開挖深度約5m。

2 場地工程地質(zhì)條件

擬建場地南側(cè)為城市道路，其余三側(cè)均較空曠，50m范圍內(nèi)無建、構(gòu)筑物分布。本場地土層自上而下分為：雜填土、粘土、淤泥質(zhì)土、中粗砂、殘積砂質(zhì)粘性土：

雜填土：雜色，多以碎磚、瓦礫、碎石快、舊建筑物基礎(chǔ)，砂礫、粘性土等組成，局部含有生活垃圾；濕～飽和，松散～稍密，中～高壓縮性。

粘土：灰黃、褐黃色、褐灰色，多含鐵錳質(zhì)氧化物、腐植物根莖；可～軟塑，中～高壓縮性。淤泥質(zhì)土：青灰色，有時含少量粉細(xì)砂，腐植物碎屑，貝殼殘片，流～軟塑、高壓縮性、高靈敏度。

中砂：淺黃、灰白色，泥質(zhì)含量約占15-30%，砂、礫成分以石英為主，顆粒級配差，稍密狀。

殘積砂質(zhì)粘性土：淺黃、褐黃色，成分由長石風(fēng)化的粘土礦物及石英、云母碎屑等組成，無搖震反應(yīng)、干強度中等、韌性較差。

3 基坑支護方案設(shè)計

3.1 本工程基坑支護采用自鉆錨管式土釘+噴錨網(wǎng)支護結(jié)構(gòu)，設(shè)計驗算內(nèi)容如下：錨管抗拔強度驗算；基坑抗傾覆穩(wěn)定驗算；基坑抗滑移穩(wěn)定驗算；基坑整體穩(wěn)定驗算；基坑底抗隆起穩(wěn)定驗算。

3.2 設(shè)計參數(shù)取值說明

地面嚴(yán)禁超載，地面堆載取10kN/m2；土體內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角考慮雨季、臺風(fēng)影響折減20%；土壓力計算：采用朗肯土壓力理論進行計算，水土合算。驗算時淤泥質(zhì)土中的抗拔力控制在6kN/m內(nèi)（可以根據(jù)錨管抗拔試驗進行調(diào)整）；設(shè)計中的土釘?shù)目估踩禂?shù)應(yīng)大于1.5；抗隆起、抗滑動、抗傾覆的安全系數(shù)應(yīng)大于規(guī)范要求。

3.3 設(shè)計方案

1)錨管采用φ48mm×3.5mm鋼管制作，在管壁上呈梅花形開設(shè)φ8mm出漿孔，孔距300mm，錨固端2000mm范圍內(nèi)管壁上不得開設(shè)小孔；錨管大樣詳見圖1。

錨管內(nèi)注漿用水泥漿水灰比0.4，注漿壓力為 0.5MPa，注漿量不小于25kg/m；基坑斜坡面噴射混凝土強度等級為C20，水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，噴射厚度100mm，內(nèi)配φ6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)片，橫向連接筋為φ18；錨管長度為8m，錨管水平、豎向間距為1.5m；放坡坡度為1.5：1；挖土至第一道錨管標(biāo)高深度，沿基坑各邊，每完成15m長度的土方開挖立即進行相應(yīng)范圍內(nèi)的土釘及坡面施工；待已施工完的土釘達(dá)到70%設(shè)計強度后，即土釘施工完6～7天后，可挖土至下一道土釘標(biāo)高深度，進行下一道錨管的施工；基坑地表設(shè)置明溝排除地面水，坑內(nèi)采用集水井方式排水；基坑監(jiān)測內(nèi)容：土釘墻沿深度方向深層土體水平位移（利用測斜管監(jiān)測）；基坑支護沿深度的水平位移監(jiān)測：最大側(cè)向水平位移控制值為連續(xù)三天不大于5mm/天，當(dāng)天不大于15mm，累計最大值不超過50mm。

4 錨管式土釘施工工藝

4.1 錨管支護

按設(shè)計坡度進行放坡，坡面采用C20噴射混凝土護坡，內(nèi)配φ6.5@200鋼筋，坡頂設(shè)一道300×300排水溝。

4.2 土釘墻施工工藝流程

土釘墻施工與挖土交錯進行，相互影響，其工序為：先開挖第一層土體，再進行第一道土釘墻施工，待支護強度達(dá)到要求后再進行第二層土方開挖，依此類推。

4.3 土釘支護

錨管在施工過程中的定位偏差應(yīng)小于50mm，坡面用Ф6.5鋼筋按200×200mm編織掛網(wǎng)與錨管頭連接，錨管頭設(shè)置2Ф18與通長橫向連接筋2Ф18焊接，噴射C20厚度為100mm的混凝土（粗骨料粒徑為5-10mm）。支護結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2。

圖2

4.4 錨管抗拉試驗

圖1 自鉆式錨管剖面圖

錨管拉力試驗采用液壓式ZY-30型錨桿拉力計，張拉試驗數(shù)據(jù)如下表：

試驗表明，錨管式土釘在軟土地區(qū)抗拔力能達(dá)到設(shè)計要求。

4.5 施工注意事項

嚴(yán)格按設(shè)計相關(guān)要求施工；嚴(yán)禁基坑邊出現(xiàn)大的震動荷載，砼攪拌機等機械放在基坑影響范圍之外；軟土基坑必須分層開挖，到淤泥質(zhì)土層后，必須跳挖，挖土長度不超過10m。挖好后及時頂管，嚴(yán)禁暴露。已施工完的土釘墻達(dá)到70%設(shè)計強度后，即土釘墻完成6～7天后，方可挖土至下一道土釘標(biāo)高深度，進行下一道錨管的施工，嚴(yán)禁盲目超挖；基坑開挖過程中，采取措施防止碰撞支護結(jié)構(gòu)，避免擾動基底原狀土；挖土深度控制在設(shè)計錨管下30cm內(nèi)；開挖至坑底標(biāo)高后，坑底及時進行基礎(chǔ)工程施工；錨管打入角度嚴(yán)格控制在15。內(nèi)，防止打入角度過大，降低錨管設(shè)計有效長度，特別是最下面二排錨管[1]；開挖之前編制監(jiān)測方案，開挖時及時觀測，特別是大面積退土?xí)r增加監(jiān)測頻率；遇到監(jiān)測數(shù)據(jù)超過警戒值或不收斂必須及時報告設(shè)計單位，并采取應(yīng)急措施控制支護變形；編制應(yīng)急處理方案，準(zhǔn)備應(yīng)急回填沙袋、挖土機、運輸車輛，準(zhǔn)備應(yīng)急搶險人員、物資。

5 基坑穩(wěn)定性監(jiān)測

為確保施工安全和開挖的順利進行，在整個施工過程中進行全過程監(jiān)測，實行動態(tài)管理和信息化施工，及時獲取基坑開挖過程中支護結(jié)構(gòu)及周圍土體的受力與變形情況，隨時對施工方案進行調(diào)整。

深層水平位移監(jiān)測：深層水平位移監(jiān)測是觀測支護結(jié)構(gòu)各深度的水平位移量；當(dāng)測出支護結(jié)構(gòu)在沒有荷載作用下位移急劇增大則表示土體瀕臨破壞。本工程采用CX-3C型伺服加速度測斜儀施測，基坑各側(cè)支護結(jié)構(gòu)內(nèi)共埋設(shè)10根測斜管，測點編號為CX1～CX10。支護結(jié)構(gòu)最大累計水平位移出現(xiàn)在CX6點第25次測量（終測）在首排錨管錨固點標(biāo)高處，位移值為39.56mm。全程監(jiān)測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場實際工況表明整個支護結(jié)構(gòu)體系是安全可靠的。

6 結(jié)束語

通過本工程錨管式土釘施工實踐，結(jié)合考慮安全性、施工工期及造價，軟土地區(qū)采用土釘墻與噴錨網(wǎng)支護相結(jié)合的方案，并利用錨管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的土釘是可行的；同時錨管式土釘錨固能力較鋼筋有所增強，受錨管式土釘墻的作用，土體放坡坡度可以相對較陡，同時抗滑移、抗傾覆和整體穩(wěn)定性均可達(dá)到要求[2]。工程實例表明，錨管式土釘在挖土深度不超過5米的軟土基坑工程中造價較低，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯，安全系數(shù)高；基坑挖土深度超過5米的基坑工程中造價較高，經(jīng)濟優(yōu)勢不明顯，安全系數(shù)降低；基坑挖土深度超過7米的基坑工程中安全系數(shù)很低，風(fēng)險過大，建議不要采取錨管式土釘支護。

[1]梁磊.深基坑支護設(shè)計及施工[J].沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報，20088,02

[2]蘇延敏.大直徑錨管土釘在廣州某深基坑支護工程中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)，2008,01