劉成傳

廈門基業(yè)衡信咨詢有限公司（361000）

鋼管土釘支護(hù)技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用

劉成傳

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結(jié)合某住宅工程地質(zhì)條件、環(huán)境，確定了基坑邊坡采用鋼管土釘墻支護(hù)施工方案，介紹了施工方法，經(jīng)基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，取得了較好的工程效果。

深基坑；鋼管土釘支護(hù)；抗拔試驗(yàn)；監(jiān)測(cè)；工程效果

1 工程概況

福建省廈門市某住宅工程地下一層，地下建筑面積27 023 m2,地上4棟單體，分別為23～32層，地上建筑面積100 151 m2,總建筑面積127 175 m2,建筑總高度102 m,主體結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，底板墊層底標(biāo)高為-5.25～-6.35 m,基坑開挖深度為4.65～7.25 m?；又荛L(zhǎng)總長(zhǎng)度約716 m,基坑面積約2.9萬(wàn)m2,開挖面積較大，土方總量約為15萬(wàn)m3。

2 工程地質(zhì)、水文條件

2.1 場(chǎng)地巖土特征

在基坑開挖范圍內(nèi)，主要涉及到以下土層：

①-1素填土：松散～稍密狀，稍濕。層厚0.30～2.00 m。①-2填礫砂：松散～稍密狀，以稍密狀為主，稍濕～飽和，層厚2.30～5.30 m。②-1淤泥質(zhì)土：軟～流塑狀，飽和，層厚1.10～7.20 m。

2.2 場(chǎng)地地下水類型

地下水主要為填砂潛水、中砂及礫砂層孔隙中承壓水，其次為賦存和運(yùn)移于殘積土～風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙、裂隙中潛水-弱承壓水。初見水位埋深為4.30～8.90 m，混合穩(wěn)定水位埋深4.00～8.60 m。

3 基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)方案

3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)型式

本基坑工程安全等級(jí)為二級(jí)，基坑側(cè)壁重要性安全系數(shù)取1.00。根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文條件、周邊環(huán)境、基坑形狀及開挖深度等條件，通過安全、經(jīng)濟(jì)等各方面綜合分析比較后，基坑支護(hù)主要采用：鋼管土釘墻、自然放坡聯(lián)合支護(hù)體系。

鋼管土釘墻段采用φ48×3.0 mm、φ60×3.5 mm焊接鋼管做土釘，注漿錨固體直徑應(yīng)≥110 mm,坡面噴混凝土80 mm厚，面層內(nèi)配置φ8@250 mm× 250 mm鋼筋網(wǎng)。

3.2 地面荷載

坑周邊超載取10 kPa，施工中基坑周邊地面堆載不得超過設(shè)計(jì)荷載，距坡頂邊緣線以外2.0 m范圍內(nèi)不得堆載。

3.3 止水、排水措施及地下水控制

基坑四周邊坡設(shè)泄水管，將地下水排入坑內(nèi)排水溝內(nèi)，再由積水井用水泵排出坑外。

基坑四周頂部設(shè)排水溝,阻止地表水流入坑內(nèi)。

這里主要以北面開挖最深的7-7剖面的鋼管土釘墻支護(hù)為主進(jìn)行論述，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面如圖1所示，土釘墻節(jié)點(diǎn)如圖2所示。

圖1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面

圖2 土釘墻節(jié)點(diǎn)

4 鋼管土釘墻施工

4.1 土釘墻施工工藝流程

挖土、修坡→噴射第一層混凝土→鋼管土釘定位、設(shè)備就位、施工→注漿→鋼筋網(wǎng)布設(shè)→泄水管安裝→噴射第二層（面層）混凝土→養(yǎng)護(hù)。

4.2 挖土、修坡

土方開挖應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙開挖及設(shè)計(jì)坡角進(jìn)行?；娱_挖應(yīng)自上而下分層、分段進(jìn)行，挖土應(yīng)該采用分段跳挖，每次挖土長(zhǎng)度不宜大于15 m，每層開挖深度不宜超過2 m。土釘支護(hù)每層土釘為一個(gè)開挖層，每層開挖深應(yīng)在該層土釘下0.3 m范圍內(nèi)，及時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁超挖。必須等到上一道土釘注漿及噴射混凝土面層的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可開挖下一層及進(jìn)行下一排土釘?shù)氖┕?。最后一層土釘施工完成后?yīng)立即施工地下室墊層及底板。

采用施工機(jī)械與人工挖土相配合的施工方法，機(jī)械開挖后，應(yīng)需預(yù)留約30 cm的保護(hù)層，用人工修整坡面?；讘?yīng)預(yù)留約30 cm土層厚度，采用人工清理。

4.3 第一層混凝土噴射

在修整好的坡壁上埋設(shè)噴射混凝土厚度的控制標(biāo)志。噴射時(shí)應(yīng)該自上而下,噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直,距離宜為0.6～1.0 m,噴射厚度不小于40 mm。

坡面噴射混凝土為C20細(xì)石混凝土，水泥采用42.5R普通硅酸鹽水泥，配合比宜為水泥∶砂∶細(xì)石= 1∶2∶2細(xì)石混凝土（重量比），水灰比0.4。噴射混凝土終凝2小時(shí)后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定，宜3～7天。

4.4 鋼管土釘打入

待初噴面混凝土終凝后，按要求定出鋼管土釘打入點(diǎn)并作出標(biāo)記和編號(hào)。

按照鋼管土釘打入的設(shè)計(jì)斜度制作一只移動(dòng)式固定支架，緊靠土釘墻面安放固定。

將鋼管土釘安置于操作固定支架上，空壓機(jī)連接的風(fēng)鎬頂住鋼管土釘尾部,均勻用力振動(dòng)打入。

4.5 鋼管土釘施工要求

鋼管土釘注漿錨固體直徑不應(yīng)小于設(shè)計(jì)值110 mm，土釘位置的允許偏差為±100 mm，土釘傾角的允許偏差為3°，土釘桿體長(zhǎng)度應(yīng)大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。施工過程中必須作好記錄。若施工過程中遇有障礙物，打入深度小于設(shè)計(jì)要求，則上報(bào)設(shè)計(jì)單位。設(shè)計(jì)單位可通過設(shè)計(jì)變更及調(diào)整鋼管土釘位置，以保證鋼管土釘密度和支護(hù)結(jié)構(gòu)體系安全可靠。

4.6 鋼管土釘制作要求

鋼管的注漿孔應(yīng)設(shè)在鋼管里端。每個(gè)注漿截面對(duì)稱布置2個(gè)注漿孔，孔徑5～8 mm，注漿孔外應(yīng)設(shè)置保護(hù)倒刺。鋼管土釘采用焊接，接頭強(qiáng)度不應(yīng)低于鋼管強(qiáng)度。可采用數(shù)量不少于3根、直徑不小于16 mm的鋼筋沿截面均勻分布拼焊。雙面焊接時(shí)鋼筋長(zhǎng)度不應(yīng)小于鋼管直徑的2倍且不小于5倍鋼筋直徑。

4.7 注漿

鋼管土釘采用一次壓力注漿法，注漿壓力不小于0.6 MPa，并保證每米注漿水泥用量不小于50 kg。注漿完畢后應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，防止搖動(dòng)。

注漿材料采用普通硅酸鹽32.5水泥。漿體強(qiáng)度等級(jí)為M25,水灰比0.5。

4.8 掛網(wǎng)、焊接

鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度不小于300 mm,且鋼筋網(wǎng)延伸至地表面0.50～1.00 m，鋼筋網(wǎng)間距允許偏差為±30 mm。

錨管頭位置設(shè)置橫向及縱向各1根16 mm的鋼筋，錨固頭采用四根L型16 mm的鋼筋沿錨管截面四周均勻分布，與橫向或縱向連接筋拼焊。

4.9 泄水管安裝

土釘墻排水采用梅花狀布置泄水孔，間距為1 500 mm,泄水管做法：采用φ50PVC管，長(zhǎng)500 mm,穿麻花眼狀小孔，外包兩層尼龍濾網(wǎng)，并用鐵絲綁扎。

4.10 噴射面層混凝土、養(yǎng)護(hù)

噴射第二面層混凝土?xí)r，噴射應(yīng)自上而下分段進(jìn)行，且噴頭與受噴面應(yīng)垂直，并保持0.6～1.0 m的距離，噴射厚度不小于40 mm。

噴射后混凝土終凝2 h，再噴水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定，一般不小于7 d。

5 鋼管土釘抗拔試驗(yàn)

本工程鋼管土釘墻支護(hù)體系自上而下鋼管土釘設(shè)計(jì)抗拔力為第一層70 kN,第二層90 kN，第三層100 kN?，F(xiàn)場(chǎng)采用隨機(jī)抽樣的方法選取各層鋼管土釘進(jìn)行抗拔試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,各層鋼管土釘極限抗拔力均能大于設(shè)計(jì)值的1.3倍,滿足設(shè)計(jì)要求。

6 基坑監(jiān)測(cè)

本工程基坑周邊共布置48個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（W表示）、48個(gè)坡頂?shù)孛娲怪蔽灰票O(jiān)測(cè)點(diǎn)（J表示）、8個(gè)基坑周邊地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)（X表示）。

監(jiān)測(cè)頻率及周期：施工初期每周進(jìn)行2次監(jiān)測(cè)。土方開挖施工到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，每?jī)商毂O(jiān)測(cè)一次。當(dāng)?shù)装鍓|層施工完成后和圍護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定時(shí)，每周監(jiān)測(cè)2次。遇特殊情況增加觀測(cè)次數(shù)?；庸こ瘫O(jiān)測(cè)應(yīng)貫穿于基坑工程和地下工程施工全過程。

根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，鋼管土釘墻變形程度在允許范圍內(nèi)，滿足基坑安全要求。

7 總結(jié)

在質(zhì)量、安全方面本工程采用鋼管土釘墻支護(hù)體系,經(jīng)監(jiān)測(cè)垂直位移及水平位移均未超過預(yù)警值，無(wú)局部塌陷等情況發(fā)生，確保邊坡的穩(wěn)定，證明鋼管土釘墻支護(hù)能有效控制坡頂變形，保證邊坡安全穩(wěn)定。

在工期方面，從基坑土方開挖到支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成用時(shí)較短，滿足土方開挖施工進(jìn)度要求，同時(shí)為基礎(chǔ)和地下室提供無(wú)障礙施工環(huán)境。

本工程在工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)、工期方面得到有效控制，取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

[1]JGJ120-2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]GB 50202-2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].