市政工程中的深基坑复合土钉支护施工论述

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摘要：复合土钉支护施工技术工艺简单、成本低廉，施工快速，可以有效的缩短工期，因此在现代建筑工程深基坑支护施工中应用十分广泛。本文主要对市政工程建设中深基坑复合土钉支护技术的应用做简单介绍。

关键词：市政工程；深基坑、复合土钉支护

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济水平的提高，建筑工程都向着高层建筑、大型建筑方向发展，特别是一些以公共基础设施建设为主的市政工程中，基坑工程的规模也越来越大，由于基坑工程的特殊性，必须要保证周围环境的安全与稳定，因此深基坑支护技术得到了广泛的应用，并且以其安全可靠性倍受青睐。

一、复合土钉墙支护种类

（1）土钉与预应力锚杆复合支护

土钉与预应力锚杆这种复合支护形式是在当地层条件为粘性土层和周边环境允许降水，但基坑较深及无放坡条件的情况下，采用土钉墙、预应力锚杆这种复合土钉墙形式。在复合土钉墙的中部设置1～3排预应力锚杆，对土钉墙施加初始背拉力，可大大减少土钉墙的位移，提高工程的安全度，满足不同实际工程的需要。一般预应力锚杆可采用钢绞线预应力锚索和钢筋预应力锚杆，也可采用钢管预应力锚杆。锚杆锚头必须与喷射混凝土面层连接可靠，可设置承压板和喷射混凝土连梁，锚头承压板或连梁通过计算确定，保证足够的强度和刚度，将锚固力有效地传递到面层或土层中。复合土钉墙中预应力锚杆与桩锚体系中的预应力锚杆有所不同，设计荷载不宜过大，一般宜小于300kN。

（2）土钉与微型桩复合支护当土质条件较差，为确保边坡在土方开挖后和支护施工完成前的稳定性，需采取超前加固措施，即采用土钉与微型桩复合支护。由于微型桩的作用主要在开挖人工填土层时防止塌方及加固填土层，而在基坑支护设计计算时基坑深度仍取至主坑底，考虑微型桩的作用，从而隐性地增加了基坑整体安全系数。微型桩常采用直径100～300mm的钻孔灌注桩，桩插入基坑底面以下2～3m。微型桩配置钢筋笼或型钢，配置型钢时，以16～22号工字钢应用最多。微型桩上常设置小型冠梁或连梁，将桩连接在一起，连梁上常设置预应力锚杆或土钉。

（3）土钉墙与微型桩、预应力锚杆复合支护

当基坑开挖线离红线和建筑物距离很近，且土质条件较差，开挖前需对开挖面进行加固，搅拌桩又无法施工时，采用土钉墙、微型桩和预应力锚杆这种复合土钉墙支护形式。微型桩常采用直径100～300mm的钻孔灌注桩、型钢桩、钢管桩以及木桩等，预应力锚杆加强土钉墙，限制土钉墙位移。

（4）土钉墙与止水帷幕、预应力锚杆复合支护这是应用最为广泛的一种复合土钉墙形式。由于降水经常引起基坑周围建筑、道路的沉降，造成环境破坏，引起纠纷。所以，一般情况下，基坑支护均设置止水帷幕，止水帷幕起止水和加固支护面的双重作用。复合土钉墙中经常用到止水帷幕，止水帷幕一般采用相互搭接的深层搅拌桩或高压旋喷桩，伸入基坑底部2～3m，并需要穿过强透水层，进入到不透水层1～2m。由于搅拌桩止水帷幕效果好，造价便宜，而高压旋喷桩虽易施工但造价较高，所以在可能条件下均采用搅拌桩作为止水帷幕，只有在搅拌桩难以施工的地层使用旋喷桩。止水后土钉墙的变形一般较大，在基坑较深，变形要求严格的情况下，需要采用预应力锚杆限制土钉墙的位移，这样就形成了最为常用的复合土钉墙形式，即土钉墙与止水帷幕、预应力锚杆复合支护形式。这种形式之所以应用广泛，是因为它满足了大多数实际工程的需要。在设计中，根据基坑深度、工程地质及周边环境条件，计算选择这种复合土钉墙的各种参数。

（5）土钉墙与微型桩、止水帷幕、预应力锚杆复合支护

当基坑深度较大，变形要求高，地质条件和环境条件复杂时，采用土钉墙与微型桩、止水帷幕、预应力锚杆这种复合土钉墙形式。这种支护形式常可代替桩锚支护结构或地下连续墙支护。在这种支护形式中，顶应力锚杆一般2～3排，止水帷幕一般为旋喷桩或搅拌桩，微型桩直径较大或采用型钢桩。微型桩的作用与水泥搅拌桩类似，但微型桩以一定距离间隔布置，不能止水防渗。

二、复合土钉墙设计计算

复合土钉墙整体稳定性分析计算采用圆弧滑动面方法分析计算安全系数KpKp=ks+ξTsAs/∑WisinθiSL+η∑PNjcos(θi+αi)tanφi/∑WisinθiSm式中Kp―复合土钉墙整体稳定安全系数；Ts―微型桩、搅拌桩的抗剪强度设计值(kPa)；As―微型桩、搅拌桩的面积（m2）；PNj―预应力锚杆设计承载力（KN）；SL―微型桩、搅拌桩的间距（m）；ξ―组合折减系数，取值0.5～1.0；Sm―预应力锚杆的水平间距(m)；η―折减系数，根据预应力水平在取值0.5～1.0之间取值。其于符号同上。

对于施工阶段不同开挖深度和使用阶段不同位置分别计算，保证各个阶段各个位置的安全系数均满足设计的要求，容许的安全系数可根据工程性质和安全等级在1.2～1.5之间选取。

三、以某市政工程实例分析

1、工程概况

该项目总的建筑面积为3.0万m2，开挖基坑面积为2.0万m2，基坑深度为8.3到9.5m。该项目所在区域范围内居住着很多居民，而且地层分布比较复杂，从上而下依次为杂填土、海积淤泥、粉质粘土、中粗砂层、残积土以及中风化与微风化的花岗岩。该项目选择的是复合土钉墙支护技术方案。

2、复合土钉墙支护的施工

（1）止水帷幕的施工

定0.4Mpa到0.6Mpa为喷浆时的喷口压力，并保证搅拌机的提升速度与输浆的速度相同，使浆量能够均匀地分布在桩身上。当搅拌机上升到要求高度的时候，确保泥浆的60%被喷完。在二次喷浆的时候，搅拌机需下降到要求的深度，然后再次上升值要求高度，确保此时将泥浆全部喷完。

（2）复合土钉墙的施工

A、对边坡进行修整

在开挖基坑的时候，为了将支护层的扰动降低到最小程度，一般会需要边坡进行适当修整，而且修整范围为20cm到30cm之间。

B、土钉孔

土钉成孔采用机械成孔方式，具体参数及要求如下：按设计要求定出孔允许误差±5cm；土钉孔径Φ130，孔径允许误差±2cm；孔深允许误差±20cm，孔倾角允许误差±2°。在施工过程中，在钻孔的时候，一般选择螺旋法，而且土钉孔的分布最好为梅花式。而且通过空压机送风的形式对成孔进行清理。

C、土钉制作土钉墙体钢筋规格、直径应符合设计要求，采用Φ25，Φ28Ⅱ级钢筋。给土钉轴线方向每隔2m设置一个对中支架，且要对称，对中支架采用Φ8钢筋制作；土钉制作完成后将注浆管捆扎在土钉上，注浆管端头距土钉端头约20cm，并编号登记，以备安装。

D、置筋

制成土钉孔之后，将土钉放至孔的底部，而且保证土钉露出的长度能够达到喷射混凝土的厚度要求，并且在主筋上间隔1.5m到2m之间的距离将对中托架焊接上去。

E、注浆

通过注浆泵进行注浆。注浆前先清孔，用清水将孔内残渣清理干净，直至孔内流出清水为止；水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号选用32.5R，土钉注浆可采用压力注浆，孔口设置止浆袋，注浆满后保持压力3min～5min，注浆孔附近的面层混凝土应有抵抗注浆引起的压力扩散作用。第一次注浆的压力定为0.4Mpa到0.6Mpa之间，终凝之后再进行补浆。

F、混凝土面层施工

在对混凝土面层进行喷射时，控制压力为0.3Mpa到0.4Mpa之间，而且确定其厚度为150mm,土层强度为C30。

5结语

通过以上叙述我们可以知道，由于复合土钉支护技术具有着技术安全可靠、缩短工期、工艺流程简单以及成本价格相对较低的优点，所以深基坑复合土钉支护技术是其必然的选择，因为此技术不但在降低工程造价的基础之上，实现了对工程质量的保障，实现了经济效益与社会效益的双丰收。

参考文献：

［1］杨血烽，周赛君，叶卓.试论市政工程中深基坑复合土钉支护的施工技术［J］.中国房地产业，2011（04）.

［2］成凤兰.浅谈深基坑的支护［J］.山西建筑，2008（33）.

［3］邱辅本，郝玉火.浅谈深基坑土钉墙支护工程施工管理中的几个问题［J］.城市建设理论研究（电子版），2012（04）.