申錦華 陶西貴

南京市河西地區(qū)某建筑群,由4棟高層住宅樓及地下車庫(kù)組成,總建筑面積12萬(wàn)m2。整個(gè)地下場(chǎng)地為1層車庫(kù),局部2層車庫(kù)?；娱_挖面積16 000 m2,實(shí)際開挖深度2 m～8 m。

1 工程地質(zhì)情況

該場(chǎng)地靠近長(zhǎng)江邊,屬長(zhǎng)江漫灘地貌。地基土軟弱厚大、力學(xué)強(qiáng)度低。地下水位埋深僅0.50 m～1.00 m,賦存于填土層和淺部土層中,富水性較弱。主要接受大氣降水及地表水補(bǔ)給,地下水位受季節(jié)影響明顯?；又苓吪R近市政干道和小區(qū)道路。

基坑開挖深度范圍內(nèi)的土質(zhì)較為軟弱。土層分布自上而下為:雜填土、素填土、淤泥質(zhì)與粉質(zhì)黏土,具體見表1。影響,從而影響土釘?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算[3]。

1)擊入成孔的影響。擊入式土釘?shù)尼敳闹踩霑r(shí),擠壓周圍土體,除正常受土壓力外,還受到徑向的擠壓應(yīng)力,使得擊入式土釘大于鉆孔土釘錨體的徑向應(yīng)力,由物理學(xué)知識(shí)和式(2)不難得到,擊入土釘?shù)尼斖琳辰Y(jié)強(qiáng)度比一般土釘要大。

2)不注漿的影響。注漿時(shí),漿體可滲入土的孔隙與巖體裂隙,從而提高粘結(jié)范圍。漿體不能滲入滲透系數(shù)小于10-3cm/s的粉細(xì)砂內(nèi),但在壓力注漿下能使其密實(shí),也改善粘結(jié)性能,提高粘結(jié)強(qiáng)度。

當(dāng)采用擊入土釘不進(jìn)行注漿支護(hù)時(shí),僅釘材和其周圍土體產(chǎn)生粘結(jié),雖然由于擠壓作用釘材和其周圍土體接觸緊密,但其釘土的接觸面小,相對(duì)注漿土釘來(lái)說(shuō)粘結(jié)范圍較小,由式(1)知土釘?shù)目估休d力并不理想。所以要提高其支護(hù)效果,選擇與土體接觸面積大的釘材,以提高其錨體抗拉承載力。

2.2 土釘設(shè)計(jì)參數(shù)

表1 主要土層物理力學(xué)性質(zhì)

基坑壁、底均存在淤泥質(zhì)黏土及飽和粉土層。開挖后,除基坑壁易向坑內(nèi)滑移外,坑底還可能產(chǎn)生土體隆起?？颖谑Х€(wěn)將對(duì)市政道路、地下管線造成危害。

2 基坑設(shè)計(jì)與施工

為節(jié)約資金,選取毛竹作為土釘釘材,間距500 mm×500 mm,毛竹長(zhǎng)度6 m,坡面面層噴射C20細(xì)石混凝土,厚80 mm。其中水泥、石子、砂、水的重量配合比為 1∶2∶2∶0.5,水泥為 42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,噴漿分兩次進(jìn)行,第一次厚30 mm,第二次掛網(wǎng)后再噴50 mm。

基坑開挖支護(hù)面積大,受場(chǎng)地、造價(jià)、工期等因素限制,確定基坑西北角開挖7.15 m及基坑?xùn)|側(cè)中部開挖7.7 m處采用鉆孔灌注樁加單層內(nèi)支撐支護(hù),鉆孔灌注樁樁徑800 mm,樁中心距

2.3 土方開挖順序和方法

1 000 mm,樁長(zhǎng) 15 mm,嵌固深度 9 m。其余段均采用 1∶0.6放坡加擊入土釘掛網(wǎng)支護(hù),坑內(nèi)不同高差處放坡開挖。

2.1 擊入土釘特點(diǎn)

對(duì)土釘設(shè)計(jì),關(guān)鍵是如何比較準(zhǔn)確的確定土釘?shù)目估休d力?？估休d力可由下式得到[1,2]:

其中,T為土釘錨體抗拉力,kN/m;Ka為注漿增加系數(shù),經(jīng)驗(yàn)值可取1.3～1.5;D為土釘錨體直徑,m;τ為土釘錨體與土體間各層土的粘結(jié)強(qiáng)度,kPa。

準(zhǔn)確確定土釘?shù)目估休d力,關(guān)鍵是要準(zhǔn)確確定土釘錨固體和其周圍土體的界面粘結(jié)強(qiáng)度(τ),從而可以確定其他的設(shè)計(jì)參數(shù)。界面粘結(jié)強(qiáng)度可以通過(guò)土釘抗拉試驗(yàn)確定,也可由下式確定[1,2]:

其中,σ為平均深度處垂直應(yīng)力;c,φ分別為土釘切向密切面處的粘聚力和內(nèi)摩擦角。

不同的成孔方法及注漿壓力可對(duì)界面的粘結(jié)性能產(chǎn)生較大

基坑施工確定分層、分段長(zhǎng)(每層土體開挖長(zhǎng)度不大于20 m,分段間隔開挖和支護(hù))的基坑土方開挖順序和支護(hù)施工方法,并考慮基坑開挖時(shí),淤泥質(zhì)黏土和飽和粉土大量出露的不利因素,為縮短工期在坑壁底預(yù)留了反壓臺(tái)階結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和地層條件,使土釘墻支護(hù)、灌注樁施工、基坑開挖等有機(jī)結(jié)合,大大降低了支護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。

挖土過(guò)程中盡量減小擊入毛竹土釘產(chǎn)生的振動(dòng)和真空吸力,以最大限度減少土體產(chǎn)生的蠕變。

3 施工中的處理措施

3.1 基坑的滑坡處理

在坡面增設(shè)3排斜向加強(qiáng)毛竹土釘,毛竹長(zhǎng)度6 m,與水平面傾角成 45°,水平間距1 m;坡腳增設(shè)坡腳竹筋,土釘支護(hù)段如圖1所示。坡腳竹筋的作用是利用置入開挖面以下的嵌固段的抗剪、抗彎能力,提供保持邊坡穩(wěn)定所需的滑動(dòng)抵抗力,增大基坑工程的安全系數(shù),使復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)滿足基坑穩(wěn)定性要求。

及早鋪墊層,特別是地下室底板澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后回填一定厚度的土,特別有利于邊坡穩(wěn)定,減少地下室施工的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 工程樁傾斜處理

加快運(yùn)土速度運(yùn)走堆積于工程樁上方的土,對(duì)傾斜的工程樁用千斤頂使其復(fù)位,然后在樁周注漿加固。采用整板剛性承臺(tái)代替原群樁小承臺(tái)。由于剛性整板式承臺(tái)有較強(qiáng)的調(diào)整不均勻沉降的能力,加強(qiáng)了整體性和抗傾覆能力,設(shè)計(jì)中可視接樁與原基樁變形協(xié)調(diào)一致,共同受力,避免了對(duì)上部結(jié)構(gòu)的不利影響,有利于承臺(tái)底板下的土體發(fā)揮承載作用。

本工程結(jié)構(gòu)封頂以來(lái)的沉降觀測(cè)表明,總沉降和不均勻沉降均滿足設(shè)計(jì)要求,說(shuō)明加固處理措施正確,能保證建筑物的安全使用。

4 結(jié)語(yǔ)

該基坑支護(hù),雖施工過(guò)程中,坑壁局部開裂變形,給施工工期和周圍環(huán)境造成了一定的影響。但經(jīng)分析和處理后,基坑壁穩(wěn)定,坑周建構(gòu)(筑)物再?zèng)]受到損壞,基本達(dá)到了預(yù)期的支護(hù)目標(biāo),為軟弱土地區(qū)運(yùn)用擊入式土釘墻支護(hù)施工提供了參考,同時(shí),也為本地區(qū)基坑土釘墻支護(hù)積累了較多的施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

擊入土釘基坑支護(hù)中,要重視信息化施工監(jiān)測(cè)工作,堅(jiān)持信息化管理,建立有效的肉眼巡視和裂縫觀測(cè)制度,對(duì)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,及時(shí)有效地采取相應(yīng)措施,把險(xiǎn)情消滅在萌芽狀態(tài)。

[1] 陳肇元,崔京浩.土釘支護(hù)在基坑工程中的應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000:2-43.

[2] 秦四清,王建黨.土釘支護(hù)機(jī)理與優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].北京:地質(zhì)出版社,1999:9-15.

[3] 金亞兵,趙行立.不同成釘方法的土釘抗拉承載力試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑,2004(sup):169-171.

[4] 丁金海,趙 翔.直立式土釘墻在軟土中的應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(2):93-94.