深基坑土釘支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探討

張 明

中國石油大學(xué)儲運(yùn)與建筑工程學(xué)院，山東青島 266580

深基坑土釘支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探討

張 明

中國石油大學(xué)儲運(yùn)與建筑工程學(xué)院，山東青島 266580

在深基坑支護(hù)工程中，土釘支護(hù)能適用于多種地質(zhì)條件，其獨(dú)特的性能對于維持基坑的穩(wěn)定具有關(guān)鍵性的作用。本文結(jié)合工程實(shí)例，簡要探討了深基坑土釘支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。

深基坑；土釘支護(hù)技術(shù)

近些年，隨著建筑施工工藝以及技術(shù)水平的不斷提升，有效開發(fā)地下空間已成為城市建筑的發(fā)展方向。深基坑土釘支護(hù)工程對于地下基礎(chǔ)乃至整個(gè)建筑來說非常關(guān)鍵，直接影響著建筑工程的地下基礎(chǔ)順利施工，影響著建筑工程的地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)，對于建筑工程的質(zhì)量與安全意義重大。

1 工程概況

某高層綜合樓建筑工程是由兩棟16層建筑組成，地上14層，地下2層，整個(gè)基坑寬32m，長124m，深10.6m。一邊為商業(yè)街，一邊為綜合住宅樓，并且距離綜合住宅樓較近，距離綜合住宅樓較近僅10m。這樣就給基坑支護(hù)帶來一定困難，由于施工場地狹小，最終確定臨近商業(yè)街的方向采用土釘支護(hù)技術(shù)。

2 工程地質(zhì)條件

場地地層土質(zhì)分布情況如下：

（1）雜填土：平均厚度為1.58m，雜質(zhì)土中主要組成部分是黏性土。

（2）粉質(zhì)黏土：平均厚度為1.9m，土質(zhì)含氧化鐵，為黃褐色，土質(zhì)不均，并且夾粉土薄層，軟塑。

（3）粉質(zhì)黏土：平均厚度為2.9m，土質(zhì)含氧化鐵結(jié)核及姜結(jié)石，為黃褐色。

（4）粉土：平均厚度為1.1m，含氧化鐵，褐黃色，干強(qiáng)度底。

（5）粉土：平均厚度為2.9m，含氧化鐵結(jié)核，褐黃色，局部粉質(zhì)黏土和細(xì)砂薄層。

表1 地層土質(zhì)主要物理力學(xué)性能

3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）土釘墻墻面坡度1：0.3

（2）土釘布置：土釘按梅花形共設(shè)8排。

（3）土釘參數(shù)設(shè)置：土釘長7～12m，直徑為100mm，傾角15度，橫向、豎向間距均為1.1m，土釘桿材料為硅酸鹽普通水泥漿32.5級，水泥漿的水灰比為0.40～0.50。

（4）面層參數(shù)：混凝土強(qiáng)度等級為C20，混凝土面層噴射厚度為110mm，內(nèi)設(shè)鋼板網(wǎng)4×2×15，采用縱橫拉結(jié)筋錨固面層鋼板網(wǎng)與錨桿端部，縱橫拉結(jié)鋼筋直徑為18。

4 施工現(xiàn)場檢測

根據(jù)基坑工程周邊環(huán)境情況、工程的特點(diǎn)以及施工規(guī)范要求，采用精密光學(xué)儀器在施工過程中進(jìn)行水平位移監(jiān)測土釘應(yīng)力。按設(shè)計(jì)分層分段進(jìn)行支護(hù)施工，土釘豎向間距確定分層開挖基坑深度，基坑工程分段開挖長度為15m，測試土釘在相應(yīng)開挖步驟完成后按測試方案要求設(shè)置。

4.1 監(jiān)測水平位移

水平位移的初始值在基坑開挖前測試，然后按照開挖的速度進(jìn)行測量，每開挖一步就測量一次，測得錨桿距基坑面0.7m、1.6m、2.9m、4.1m、5.1m、6.4m、7.6m、9.0m等深度不同水平位移變化較明顯(水平方向位移的公式X=Vt(V為初速度）)。見下圖，隨施工日期的變化，其水平位移也發(fā)生變化。

圖1 隨施工日期的變化水平位移變化趨勢

水平位移在土體開始開挖時(shí)增幅較明顯，開挖完成后逐漸趨于穩(wěn)定，邊坡上部的土體在開挖時(shí)影響較大，隨深度的增加位移逐漸減小。

4.2 檢測噴射砼厚度

全部檢查孔處的噴層厚度，用鑿孔法檢測。每個(gè)斷面60%以上應(yīng)大于設(shè)計(jì)厚度，同時(shí)，檢查孔處厚度的平均值，最小值也要大于設(shè)計(jì)厚度的一半；起碼不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度值。本次監(jiān)測檢查孔處的噴層厚度，共檢測30點(diǎn)，全部符合規(guī)范要求。

4.3 監(jiān)測土釘?shù)睦?/h3>

監(jiān)測土釘?shù)睦ぷ骺梢越Y(jié)合施工現(xiàn)場測試同步進(jìn)行。開挖施工前期監(jiān)測土釘?shù)睦ぷ髅刻鞙y量一次。監(jiān)測土釘?shù)睦ぷ髟谑┕ず笃谝惨刻煲淮?，不過在特殊情況下要加密監(jiān)測頻率（例如：發(fā)現(xiàn)土釘受力或變形較大時(shí)）。土釘受力及變形穩(wěn)定后屬于土釘拉力的穩(wěn)定期，在此期間可以每2天測量一次。隨施工日期的變化，土釘支護(hù)受力也發(fā)生變化，從土釘置入邊坡土中開始，每天土釘?shù)睦Χ加性黾?，深基坑開挖深度越深。土釘?shù)睦υ黾臃仍酱?，土釘?shù)氖芰哂虚_挖效應(yīng)，下層土體開挖均影響著上層土釘?shù)氖芰?，土釘?shù)睦Ω鲗泳凶兓?。土釘?nèi)力最大值是在土釘?shù)膬?nèi)部，隨著開挖深度越深，上排土釘?shù)淖畲罄χ鸩揭苿拥酵玲斘膊俊?/p>

5 結(jié)語

綜上所述，土釘支護(hù)的受力與變形時(shí)間效應(yīng)非常明顯，土體的應(yīng)力和變形導(dǎo)致邊坡水平位移以及土釘拉力發(fā)生變化，土釘支護(hù)分層開挖后，要想減小基坑的位移量，那么就要及時(shí)設(shè)置土釘，土釘設(shè)置越早，越能夠及早約束土體變形。通過實(shí)踐和檢測我們可以看出，土釘支護(hù)的變形趨勢是：靠近底部的位移很小，靠近上部的位移最大，土釘變形自上而下逐漸減小，這一點(diǎn)說明土釘?shù)淖畲罄ξ恢迷谏喜?，距面層越近土釘承受的拉力越大。拉力值從土釘?shù)淖畲罄c(diǎn)到末端減小的很快。所以，下部采用長土釘是不科學(xué)的，下部可適當(dāng)減少土釘?shù)拈L度；適當(dāng)減小土釘間距，采用密而短的土釘就可以有效的發(fā)揮土釘?shù)募庸套饔?。運(yùn)用土釘進(jìn)行基坑支護(hù)，一定要科學(xué)監(jiān)測，做到信息化施工。為了有效約束土體變形，分層開挖后要及早設(shè)置土釘，土釘?shù)脑O(shè)置越快越好，土釘設(shè)置越早越能夠減小開挖對土體的影響。另外，我們還要注意土釘設(shè)置后，要使用早強(qiáng)劑并且停留一段時(shí)間使注漿體達(dá)到一定強(qiáng)度，要確定土釘與周圍土體黏結(jié)牢固然后再繼續(xù)進(jìn)行開挖。

[1]王廣超.復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J].探礦工程：巖土鉆掘工程，2008，35(3).49-51

[2]陳肇元，崔京浩.土釘支護(hù)在基坑工程中的應(yīng)用(第二版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000

[3]聶重軍，許百盛，雷鳴.復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用[J].長沙大學(xué)學(xué)報(bào)，2009.5：63-66

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.022