復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在軟土地區(qū)深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用研究

張海龍

（東風(fēng)鴻遠(yuǎn)工程咨詢有限公司，湖北 襄陽(yáng)）

引言

對(duì)于軟土地區(qū)深基坑而言，提高其整體穩(wěn)定性的重要途徑之一就是應(yīng)用土釘墻支護(hù)技術(shù)[1]。但單一的土釘在整體穩(wěn)定性和控制基坑邊坡變形上有所不足。因此，本文提出采用復(fù)合土釘來控制基坑變形，即土釘+預(yù)應(yīng)力錨桿+噴射混凝土鋼筋面層組合結(jié)構(gòu)，錨桿的預(yù)應(yīng)力使基坑土體潛在的可能滑動(dòng)受到擠壓作用，有效地控制基坑變形，強(qiáng)化對(duì)復(fù)合土釘墻施工的重視程度已經(jīng)成為了一種必然的發(fā)展趨勢(shì)[2]。為此，本文提出復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在軟土地區(qū)深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用研究，并以實(shí)際的施工項(xiàng)目為基礎(chǔ)，通過對(duì)比測(cè)試的方式，分析驗(yàn)證了復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在提高基坑穩(wěn)定性和控制變形方面的作用效果。

1 軟土地區(qū)深基坑支護(hù)施工中復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 軟土地區(qū)深基坑設(shè)計(jì)

對(duì)于軟土地區(qū)深基坑而言，由于基坑自身的強(qiáng)度較低，直接導(dǎo)致在開挖過程中，邊坡的變形和位移發(fā)展速度較快。在此基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)合土釘墻技術(shù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其主要是指通過一定的方法[3]，利用錨桿的預(yù)應(yīng)力使基坑土體潛在的可能滑動(dòng)受到擠壓作用，增加邊坡的穩(wěn)定性和有效控制邊坡的變形。在完成基坑施工后，還需要在坡面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)[4]，并利用混凝土對(duì)坡面表面進(jìn)行噴涂加固處理，以此最大限度增加鋼筋網(wǎng)片結(jié)構(gòu)與土坡之間的接觸面積[5]，土釘和錨桿通過槽鋼腰梁與坡面結(jié)構(gòu)連接，形成一個(gè)整體，起到加固基坑的目的。結(jié)合上述的分析可以看出，利用復(fù)合土釘墻對(duì)基坑進(jìn)行加固處理時(shí)，主要是通過土釘、預(yù)應(yīng)力錨桿和面層鋼筋共同作用來進(jìn)行的[6]，這就意味著，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)具體的施工方式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)直接關(guān)系到軟土地區(qū)深基坑的支護(hù)施工效果[7]。

具體設(shè)計(jì)思路如下：（1） 土釘：采用機(jī)械成孔，立面設(shè)計(jì)為梅花形布置，設(shè)計(jì)孔徑φ120 mm，桿體采用φ20mmHRB400 型螺紋鋼，錨孔傾角15°，注漿材料采用水泥漿，其結(jié)石強(qiáng)度不低于30 MPa。水平間距為1 000 mm，豎向間距為2 000 mm。（2） 預(yù)應(yīng)力錨桿：水平間距為1 500 mm，豎向間距為2 000 mm，桿體采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線2Фs15.2(1*7-1860 級(jí))，可采用同等級(jí)鋼筋等截面代換，錨孔傾角15°，注漿材料采用水泥漿，其結(jié)石強(qiáng)度不低于30 MPa。錨孔直徑150 mm。預(yù)應(yīng)力值50～100 KN。預(yù)應(yīng)力錨桿和土釘在豎向向交錯(cuò)布置。（3） 土釘面層：面層鋼筋網(wǎng)采用φ8@200×200 mm，噴砼厚度100 mm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20。在土釘和錨桿與錨桿連接部位設(shè)置18a 槽鋼連接。

1.2 土釘墻施工

本文設(shè)置多排鉆孔按照錯(cuò)位的方式排布，具體的形式如圖1 所示。

圖1 多排鉆孔排布方式

按照?qǐng)D1 所示的方式，采用一排土釘，一排錨桿的呈梅花形布置的方式，提高土釘墻的整體支護(hù)效果。除此之外，對(duì)于鉆孔深度、大小以及間距的控制也是決定最終土釘墻支護(hù)效果的關(guān)鍵因素。在此過程中，本文充分考慮了軟土地區(qū)深基坑的地質(zhì)條件以及支護(hù)需求，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了差異化設(shè)置，具體的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)如圖2 所示。具體施工要求如下：

圖2 剖面圖

（1） 土釘、預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)按層數(shù)分層設(shè)置，噴射混凝土面層、開挖基坑，每層不得超挖，嚴(yán)禁一挖到底。

（2） 土方開挖應(yīng)自上而下分段分層進(jìn)行，每層不得超挖。土釘施工順序：開挖至第一層土釘（錨桿）下0.5 m-修整坡面、并噴射第一層砼40 mm 厚-進(jìn)行土釘施工-鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)、焊接接頭-噴第二層砼60 mm-養(yǎng)護(hù)3～7 天后、按上述施工順序進(jìn)行第二層土釘（錨桿）施工。

（3） 噴射混凝土（水泥砂漿）采用逆作法，分級(jí)施工；噴射前應(yīng)清除開挖面的浮土，壓風(fēng)清掃坡面；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；分層噴射時(shí)，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行；若終凝1 小時(shí)后再射時(shí)，應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層表面；鋼筋網(wǎng)應(yīng)在坡面噴射一層混凝土后鋪設(shè)，鋼筋與壁面的空隙宜為30 mm；分2～3 次噴射。

（4） 對(duì)坡面的保護(hù)必須及時(shí)進(jìn)行，盡可能減少暴露時(shí)間。

（5） 對(duì)陽(yáng)角處土釘，為避免兩個(gè)方向土釘（錨桿）沖突，采用交錯(cuò)施工，可適當(dāng)調(diào)整一個(gè)方向的土釘水平角度和垂直角度，垂直角度范圍在5～20°。

（6） 當(dāng)鋼筋需要連接時(shí)，宜采用搭接焊、幫條焊連接；焊接應(yīng)采用雙面焊，雙面焊的搭接長(zhǎng)度不小于

主筋的5 倍，焊縫高度不應(yīng)小于主筋直徑的0.3 倍。剖面圖如圖2 所示。

按照上述所示方式，即可實(shí)現(xiàn)在軟土地區(qū)深基坑支護(hù)施工中合理應(yīng)用復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)，確保其支護(hù)作用能夠得到充分發(fā)揮，保障軟土地區(qū)深基坑的穩(wěn)定性和控制變形。

2 應(yīng)用測(cè)試

2.1 工程概況

在測(cè)試復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在軟土地區(qū)深基坑支護(hù)中的應(yīng)用效果時(shí)，以某中軟場(chǎng)地土地環(huán)境為基礎(chǔ)，開展了測(cè)試分析，其中，建筑場(chǎng)地的類別為Ⅱ類，基坑側(cè)壁范圍內(nèi)分布的土層為淤泥質(zhì)土。在此基礎(chǔ)上，對(duì)基坑的基本情況進(jìn)行分析，相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)如表1 所示。

表1 測(cè)試基坑基本情況統(tǒng)計(jì)

結(jié)合表2，分別從土體成因、結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)性質(zhì)的角度對(duì)開挖基坑的地質(zhì)構(gòu)成情況進(jìn)行分析，得到的數(shù)據(jù)信息如表2 所示。

表2 開挖基坑地質(zhì)構(gòu)成情況統(tǒng)計(jì)

結(jié)合表2 所示的深基坑地質(zhì)構(gòu)成情況，分別采用本文設(shè)計(jì)的支護(hù)技術(shù)以及文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]設(shè)計(jì)的支護(hù)技術(shù)開展實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，通過統(tǒng)計(jì)基坑的變形情況，對(duì)具體的支護(hù)效果加以分析，并對(duì)本文設(shè)計(jì)支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值作出客觀的評(píng)價(jià)與判定。

2.2 測(cè)試結(jié)果與分析

在對(duì)三種支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析時(shí)，本文統(tǒng)計(jì)了基坑水平和豎向的最大位移情況，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖3 所示。

圖3 基坑最大位移情況統(tǒng)計(jì)

結(jié)合圖3 所示的信息對(duì)三種不同支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，基坑在水平方向上的位移和豎向上的位移情況表現(xiàn)出了較為明顯的差異。其中，文獻(xiàn)[5]技術(shù)下基坑在水平方向上的位移處于較高水平，達(dá)到了30.4 mm，文獻(xiàn)[6]技術(shù)下基坑在豎直方向上的位移相對(duì)較高，達(dá)到了14.75 mm。相比之下，本文的設(shè)計(jì)的支護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果最好，對(duì)應(yīng)基坑在水平方向上的最大位移僅為20.08 mm，分別低于文獻(xiàn)[5]技術(shù)10.32 mm 和文獻(xiàn)[6]技術(shù)5.59 mm；豎直方向上，基坑的最大位移也僅為11.42 mm，分別低于文獻(xiàn)[5]技術(shù)0.9 mm 和文獻(xiàn)[6]技術(shù)3.33 mm。結(jié)合上述的測(cè)試結(jié)果以及分析可以得出結(jié)論，本文設(shè)計(jì)的復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)可以有效保障軟土地區(qū)深基坑的穩(wěn)定性，具有良好的設(shè)計(jì)應(yīng)用效果。

結(jié)束語

為了最大限度保障軟土地區(qū)深基坑的穩(wěn)定性和控制基坑變形，采取有效的支護(hù)措施是極為必要的。本文提出復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在軟土地區(qū)深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用研究，即土釘+預(yù)應(yīng)力錨桿+噴射混凝土鋼筋面層組合結(jié)構(gòu)，錨桿的預(yù)應(yīng)力使基坑土體潛在的可能滑動(dòng)受到擠壓作用，有效地控制基坑變形和提高基坑的整體穩(wěn)定性。借助本文設(shè)計(jì)的復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)軟土地區(qū)深基坑支護(hù)施工的開展提供一定的參考價(jià)值。