【摘要】復合土釘墻是由天然土體通過土釘就地加固并與噴射混凝土面板相結合，形成一個類似重力擋墻，這個土擋墻稱為復合土釘墻，起到對土體原位加固的作用。通過土釘所具有較高的抗拉、抗剪強度和抗彎剛度特性，確?；拥姆€(wěn)定性。

【關鍵詞】復合土釘墻；基坑；應用

1、工程概況

某基坑長63.5m、寬21.5m、深度4.8 m，采用鋼筋混凝土筏形基礎。

工程土層物理參數(shù)如表1 所示：根據(jù)工程實際情況同時兼顧工期、技術、經(jīng)濟等條件，在經(jīng)過詳盡計算、比較分析后并報相關方審批，本工程基坑支護方案采用復合土釘墻進行支護。

2、土釘墻支護的計算

土釘墻支護計算采用以極限平衡法為基礎的條分法，分析潛在滑移面位置及形狀，將坡體條分，利用剩余推力法計算每塊剩余下滑力及坡體的整體穩(wěn)定性。土釘墻計算中考慮深基坑的大滑裂面影響，將土釘墻長度加長，第3 層土釘施加預應力，以彌補下部開挖的影響。

2.1 確定土釘長度和主筋直徑

根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》，按0.5

（1） 土釘墻深度范圍內(nèi)的上側有土層性質較差的填土層，對支護結構較不利。

（2）基坑周邊地面堆放材料按均布荷載25kPa計算，地面超載大，對邊坡支護不利。

2.2 土釘?shù)乃介g距（ Sv） 及豎向間距（ Sh ）

間距設置應保證每根土釘注漿對周圍土體影響區(qū)域與相鄰孔的影響區(qū)域重疊，滿足1.2m < Sv <2.0m， 0.6

2.3 土釘墻計算參數(shù)選定

土釘孔徑D = 120mm，土釘墻坡度1：0.15 ，土釘傾角10°，噴射C30 混凝土面板厚度100mm，鋼筋網(wǎng)φ6.5@200mm×200mm，縱向設置φ16 橫向加強筋以保證各土釘整體受力效果，土釘主筋與橫向加強筋采用L 形彎鉤單面搭接焊10 d （ d 為鋼筋直徑） 進行連接。土釘墻支護剖面如圖1 所示。

2.4 土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性驗算

（1） 依據(jù)《深基坑支護設計與施工》計算主動土壓力系數(shù)Ka 、第i 層土釘伸入滑裂面外長度Lbi 、土釘設計拉力Ti 、土釘抗拔力Tuj 、土釘鋼筋抗拉力TK 、土釘抗拉安全系數(shù)KS 。各層土釘計算結果如表2 所示。

（2） 采用力矩極限平衡法進行土釘內(nèi)部穩(wěn)定性分析，在土體自重和地表荷載的作用下，土釘內(nèi)部穩(wěn)定性系數(shù)FS = 1.43 > 1.3 ，滿足內(nèi)部穩(wěn)定要求。

（3） 土釘墻混凝土面層厚度及配筋簡化為受均布荷載P 作用的雙向四邊簡支板進行設計計算。經(jīng)計算，土釘與面層的L 形彎鉤單面搭接焊10 d （ d 為鋼筋直徑），能承受土釘端部受拉荷載Ti 的作用。

2.5 土釘墻外部穩(wěn)定性驗算

土釘墻外部穩(wěn)定性分析驗算與重力式擋土墻的穩(wěn)定分析相同， 依據(jù)《深基坑支護設計與施工》計算土釘?shù)目够品€(wěn)定性安全系數(shù)KH = 1.31 > 1.2 ，滿足抗滑移穩(wěn)定要求；計算的土釘抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)KQ = 2.214 > 1.3 ，滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。

3、土釘墻施工工藝

測量放線→開挖→修邊坡（預留100mm人工修整）→定孔位→成孔→土釘制作、安放（焊對中支架） →堵孔注漿（低壓底部注漿） →二次補漿→綁扎、固定鋼筋網(wǎng)（豎向搭接200mm） →土釘端部焊接→噴射混凝土面層（工作壓力0.3～0.4MPa） →土釘及混凝土面層養(yǎng)護（添加4 %早強劑） →預應力張拉（ 錨固段強度大于15MPa 并達到設計強度的75 %） →漿體及面層強度達到70% ，進行下層土釘施工。

3.1土釘使用前鋼筋須除銹，除油、焊牢；保證土釘插入孔后居孔中央位置，以便在注漿后增大鋼筋與砂漿的握緊力，土釘應焊托架，托架為對中支架，相鄰兩托架間距2m。

3.2注漿管同土釘插入錨孔時，對注漿管下端口應采取保護措施，以免堵塞；注漿管必須隨土釘下至孔底，若中途注漿管脫落，必須重新安裝土釘；注漿的水泥漿液按設計配比進行，水灰比為0.45-0.55，速凝劑用量為水泥用量的3%，控制壓力0.2-0.4Mpa；注漿時，要做到邊注漿邊往外拉動注漿管，不可拉動得太快，以免造成水泥漿脫節(jié)而使?jié){液不夠飽滿；注漿開始或中途停止超過30min時，就用水清洗注漿機及注漿管，重新注漿。

3.3砂漿嚴格按配合比計量并攪拌均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥漿應在初凝前用完，并嚴防石塊，雜物混入；注漿過程中觀察孔口返漿情況，如孔口返漿用粘土在孔口圍僵，確保漿液的密實。

3.4掛網(wǎng)：掛Φ6.5@200（雙向）鋼筋網(wǎng)，掛網(wǎng)時間應在注漿4h后進行。網(wǎng)距壁面30mm，與井字型鋼筋架焊接在一起或用22的鐵絲扎牢。采用螺紋鋼與同層土釘貫穿作為聯(lián)系肋筋，Φ16鋼筋與網(wǎng)面鋼筋綁扎或焊接牢靠。支護面沿水平和豎直向預埋長500-1000mm直徑50mm外罩濾網(wǎng)的PVC管作為泄水管，管子口部四周用水泥漿封固。

3.5噴射混凝土面層：待鋼筋網(wǎng)編制與連接筋焊接完成后，應及時噴射混凝土面層。本基坑采用空壓機噴射裝置，噴射混凝土配合比嚴格按實驗室配制單，同時加入一定量的外加劑，速凝劑的摻入比為3%，噴射混凝土強度等級C30。

3.6土釘與混凝土面層連接：土釘彎頭四周用一根長度為300mm的Φ16鋼筋與聯(lián)系筋焊接。掛網(wǎng)噴混凝土的支護。按要求人工打入鋼筋土釘，掛Φ6.5@200（雙向）鋼筋網(wǎng)，保護層20mm，噴射C30混凝土厚100mm。

4、基坑監(jiān)測及處理措施

采用大力神軟件有限元變形分析方法計算土釘墻水平及豎向變形，其最大變形發(fā)生在第6 步開挖，水平位移最大值9，66mm，豎向沉降變形最大值15.87mm。預測受下部開挖影響位移會較理論計算值大。

4.1 基坑監(jiān)測方法及監(jiān)測結果

在土釘墻翻邊上間隔20.0m 布置水平位移監(jiān)測點。土釘墻水平位移監(jiān)測方法為：弧形部位采用鋼卷尺量距法測量，直線部位采用經(jīng)緯儀直線法測量?；悠马敵两挡捎酶呔人疁蕛x進行量測。經(jīng)過觀測，支護結構頂部水平位移為7～24mm，累計沉降量最大處為14mm，達到了復合土釘墻的施工效果。

4.2 監(jiān)測點位移變形規(guī)律

經(jīng)各監(jiān)測點位移比較，基坑陽角位置水平位移較陰角及中間部位大。水平位移隨時間的延續(xù)而增加，土釘墻、預應力土釘工作面土方開挖未支護階段位移變化較大，基坑開挖完成后位移趨于穩(wěn)定。

4.3 施工過程中的特殊處理措施

工程施工中采取加密加長土釘、調整土釘位置及成孔角度、減小豎向開挖深度、干作業(yè)錨桿鉆機替代人工洛陽鏟成孔、增加豎向加強筋、打豎向鋼管注漿、做背拉筋及錨樁（背拉筋需背出滑裂面與豎向土釘或錨樁相連） 、堆放草袋并加筋、坡腳土體加固、增加預應力土釘、高壓注漿（遇淤泥等不利土層注漿時埋入二次注漿管，待注漿體強度達到5MPa時，以2.5MPa 的壓力二次高壓注漿） 等處理措施保證了土釘墻的施工質量。土釘墻身范圍內(nèi)上層滯水量較大部位施工時，插放泄水管輸導滯水，以防水壓過大影響土釘墻整體穩(wěn)定。

5、效果評價

本基坑經(jīng)觀測、檢測等，基坑四周圍護堅固、穩(wěn)定，未出現(xiàn)基坑滲漏水； 附近建筑物等均未出現(xiàn)變形、沉降和開裂等；施工工期僅為48天；工程費用僅為85.2萬元，遠遠低于其他同類任何方案；本方案也得到了各單位的一致肯定，復合土釘墻施工技術在本工程中得到了成功的應用。

6、結語

綜上所述，復合土釘墻技術確保了基坑邊坡的強度、穩(wěn)定性及施工過程中的安全，而且，由于土釘墻能充分利用土體的自承能力的特點，與同類其它支護相比，其造價低、工期短、施工方便，建議在今后類似基坑支護工程中可推廣使用。