四川省冶金地质勘查局606大队 四川省成都市郫都区 611730
摘要：土钉墙支护因其经济性、工期短而在目前深基坑支护工程中应用广泛，但同时存在一定安全隐患，本文通过工程实例分析，就土钉墙支护方案的安全性与经济性进行探讨。
关键词：基坑支护；土钉墙；方案优化
1 前言
土钉墙支护是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件（即土钉或锚杆）与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力；从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。土钉是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。
2 基坑工程现状简述
空港一期工程位于成都市双流区绕城高速外侧，规划总建筑面积387805.76㎡，拟建物由十五幢建筑物组成，地下室二层。根据现场平面设计要求，场地自然地面标高为486.16m～488.76m，场地±0.00设计标高487.10m，预计基础埋深-9.7m，基坑开挖深度按-10.0m计算。按相关规程规范要求，基坑开挖时需进行基坑支护施工。
3 工程地质条件
拟建场地地势平坦，交通方便，场地地貌单一，地貌单元属岷江水系Ⅰ级阶地。
3.1 场地地层特征
①杂填土（Q4ml）：灰色、红褐色，稍湿，松散。以建筑垃圾土为主，含少量粘性土。该层场地内部分地段表面分布，堆填时间约1年，层厚0.4～2.7m。
②粉土：褐灰、褐黄色；稍密，局部中密；稍湿～湿。摇振反应一般，光泽反应较弱，干强度低，韧性低；粘粒含量较重。含氧化铁、铁锰质及云母片，局部地段夹薄层粉质粘土，底部含少量粉细砂。该层场地大部分地段分布，层厚0.50～4.20m。
③细砂：褐灰、褐黄色；松散；稍湿～饱和。以长石、石英为主，含少量云母片，局部地段相变为粉砂或中砂。该层呈层状或透镜体状分布于卵石层顶板以上或卵石层中，层厚0.30～4.00m。
④卵石：褐黄、褐灰、青灰色；松散～密实。主要以花岗岩、石英岩、闪长岩等组成，呈亚圆形，磨圆度和分选性一般，微～中等风化，一般粒径2～8cm，大者可达20cm以上，卵石含量约50%～75%以上，隙间充填砂、圆砾及少量粘粒。，层厚15～20m。
⑤砂质泥岩：灰色、紫红色，泥质结构，中厚～厚层状，块状构造，裂隙发育，裂隙充填铁锰质、泥质或无充填。遇水后易软化，风干后易开裂。根据风化程度，划分为强风化、中风化二个亚层。
3.2 水文地质条件
场地内地下水类型主要为赋存于第四系松散层中的孔隙潜水，地下水静止水位埋深在5.5～6.2m，相应高程介于480.8～481.5m，最大高差约0.7m，本区地下水年变幅约1.50左右，常年最高地下水位在483.0m左右。抗浮水位高程按483.0m设防。砂卵石层地下水渗透系数可按25m/d考虑。
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4 基坑支护方案编制原则
本设计方案依据本工程特点，现场环境，按照各项施工规范和技术标准，尽量使用新设备、新技术，保证技术先进适用，经济合理，满足质量、安全、工期等方面要求，同时充分考虑各种施工条件因素的影响编制而成。
5 基坑周边环境
1、基坑工程南侧为空地，对基坑安全可不考虑；
2、东侧为黄河北路，距离地下室边线约24m。该段长240m
3、基坑北侧、西侧均有已建居民住房，小区房屋距离地下室边线最近处约7m。
6 基坑支护方案设计
结合成都地区基坑支护常规方案，目前应用较广的支护方式有如下几类：排桩、内支撑、土钉喷锚支护、网喷支护、自然放坡等。其中排桩、内支撑支护安全性较高，坑壁及周边结构位移变形控制较好，场地占用少，但造价高，施工周期长；网喷支护、自然放坡方式造价低，施工便捷，速度快，但同时放坡占用场地较宽，且易垮塌，施工安全性较低；土钉喷锚支护方式通过坡体中的加筋杆件（即土钉或锚杆）与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定，增加了基坑安全性，减小放坡系数，减少场地的占用，同时施工周期短，造价低廉，因而在有条件的场地中得以广泛应用。
根据本场地周边环境，由于基坑周边有建（构）筑物或道路，综合分析场地地质条件、周边环境及基坑的开挖深度，本着安全、经济和技术上实用可行的原则，对本工程中采取何种支护措施作如下分析比较：
（1）基坑西北侧有已建居民住房，小区房屋距离地下室边线最近处约7m，不具备放坡条件。考虑安全因数，此段采用悬臂桩支护方案，桩径1.2m，桩心距2.0m，单桩长约18m（经理正深基坑软件验算满足规范要求）。
（2）东南侧具有一定放坡条件，可采用土钉喷锚支护（放坡系数1：0.5）或悬臂桩支护方案，现就安全性和经济性综合分析，选择最优方案。
a、按土钉喷锚支护设计
采用理正深基坑软件7.0版进行喷锚支护（土钉墙）验算，对局部抗拉、内部稳定、外部稳定进行验算。锚喷段开挖按放坡系数1：0.5考虑，分两阶放坡，放坡坡度为63.43度。经计算，坡面按布置6排土钉，纵横间距均为1.5m，倾角15°，长度5～7m，杆体材料采用RRB400钢筋2Φ14。
混凝土面层采用喷射混凝土与钢筋网组成的钢筋混凝土板结构形式。面层钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效调整喷层与土钉内力分布。喷射混凝土采用细石混凝土，喷射混凝土强度为C25，水泥标号PC32.5R，配合比为水泥：骨料=1：4.5～5.0，水灰比为0.40～0.45（施工前应由试验室出具配合比报告）。面层厚度为80mm。
面层钢筋网构造：网筋采用Φ8钢筋制作，网筋间距设计为200×200mm；搭接方式为绑扎，水平搭接长度为200 mm，竖直搭接长度为300mm。加强筋Φ14，间距同土钉。
散水面：在基坑顶面，喷锚支护上口应上翻＞1.5m，形成散水面。散水面应向基坑外侧倾斜，倾斜度约5‰。散水面钢筋网与喷锚护壁钢筋网为一整体，网片间距为200mm，搭接方式为绑扎。散水混凝土强度C25。
土钉喷锚支护段经验算满足规范安全性要求，该段支护面积约3000m2，综合单价280.0元/ m2，该段总造价约84万元。
b、按悬臂桩支护设计
此段若采用悬臂桩支护方案，桩径1.2m，桩心距2.0m，单桩长约18m，总桩数约120根，总桩长2160m，悬臂桩综合单价2400.0元/m，该段总造价约518万元。
综上分析，从安全角度，两种方案均满足规范要求，从经济性考虑，土钉支护方案具有显著优势，因此该段优先考虑采用土钉支护方案。
7 结语
该基坑工程通过位移监测等数据分析，土钉支护段位移值满足规范要求，该基坑支护竣工验收合格，基坑边坡使用过程中未出现垮塌、掉块现象，坡面完整，施工质量得到各方认可。
土钉支护技术较好的解决的基坑支护工程安全性与经济性的矛盾，可在有放坡条件的基坑支护中广泛应用，但采用该方案施工前必须做好场地周边管网调查，掌握地质情况，避免对场地外围的安全影响，做到安全施工才能发挥最大的经济效益。
参考文献：
[1]高大钊主编.深基坑工程［Ｍ］.机械工业出版社1999
[2]黄强、惠永宁主编.深基坑支护工程实例集［Ｍ］.中国建筑工业出版社1997
[3]赵志缙、应惠清主编.简明深基坑工程设计施工手册［Ｍ］.中国建筑工业出版社1997
论文作者:曾维刚
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第15期
论文发表时间:2019/1/22
标签：基坑论文; 场地论文; 面层论文; 钢筋论文; 方案论文; 散水论文; 工程论文; 《建筑细部》2018年第15期论文;