摘要：针对一开挖深度为10.2m深基坑，土钉墙—钢管桩复合型基坑支护施工工艺在砂卵石地层中的应用。本文在按基坑稳定设计的基础上，施工中对钢管桩进行整体焊接及横向加密压筋，然后把基坑支护施工工艺个别环节前后顺序做了调整，使基坑稳定。本文的土钉墙—钢管桩复合型基坑支护的施工工艺在砂卵石地层中的应用，可为相关的深基坑支护提供参考。
关键词：基坑支护；土钉；砂卵石地层；施工工艺；监测
1.前言
现行基坑支护中，采用土钉墙—钢管桩复合型支护，在安全设计的基础上施工工艺大都为：打桩—开挖—修坡—下土钉—编网—喷混凝土，这种施工工艺一般适用于粘性土、粉土，小角度放坡的基坑支护；而对于放坡角度大或90°的砂卵石地层很不适合。
小尾羊商务大厦基坑支护工程，工程地质、水文地质条件较为简单，但周围环境复杂及施工场地狭窄给支护工程带来了诸多困难。经过技术、经济、安全、场地优化条件比较，最终基坑支护工程采用《土钉墙—钢管桩复合型支护》方案。
针对地层为砂卵石、周边环境复杂及场地狭窄条件，本文在安全设计的基础上采用施工工艺为：打桩—开挖—修坡—喷水泥浆—编网—喷混凝土—下土钉，进行施工，并对基坑边坡水平位移和沉降量进行了现场观测。
2.方案设计
2.1工程概况
包头市小尾羊商务大厦工程，位于包头市青山区，西临赛音道，南临文化路，北侧距基坑7米为一栋6层居民楼，东侧距基坑2米为一饺子馆平房，与平房紧挨的是一栋3层饺子馆。基坑呈刀把形，长76米、宽66米左右，于2008年6月28日开始施工，检测和施工同步进行。施工场地狭窄、周边环境复杂，为经济、安全、优化场地，基坑东侧采用土钉墙—钢管桩复合型支护，放坡角度为90°，基坑平面示意图如图1：
该拟建场地地质资料如下：第①层：杂填土（Q4ml），土层厚为1m，层底标高为98.8～99.0m；第②层：粉土(Q4al+pl)，土层厚为1m，层底标高为98.0～98.2m；第③层：砂卵石(Q4al+pl)，土层厚为6m，层底标高为92.0～92.1m；第④层：粉砂(Q4al+pl)，土层厚为7m，层底标高为83.0～83.1m。根据岩土勘察报告显示，地下水位埋深为地表下6.3～7.0m,标高为95.7～93.0m,为地下潜水,地层透水性好。
2.2地基土缺点
1、杂填土，含水量较高，呈松散状态，容易发生大范围塌方；
2、砂卵石地层，土钉孔倾角大、砂卵石体积大，成孔困难，成孔的过程中坡面易发生大面积滑塌；
3、编网时，随着基坑不断开挖，土体被扰动程度不断加大，同时侧壁砂层在裸露状态下时间长，稍有振动坡面都会出现不同程度的塌落；
4、坡面喷混凝土时，由于杂填土与砂层往侧壁方向不断坍塌，要把坡面修好，就会费时、费力、费物资；
5、拟建建筑物场地地下水位在没有降之前，水位埋深浅，待基坑开挖后，原含水这一砂层很湿，扰动后更容易往基坑侧壁方向塌落，渐渐地基坑侧壁就会形成一个下面没有支撑而上面有荷载的悬空状体，针对周围建筑物多且复杂，势必会很危险。
图1
2.3基坑降水方案
基坑降水采用管井井点降水，降水井沿基坑四周进行布置，井底标高为78.0～80.0m,低于基坑底标高,降水选用潜水泵抽水,降至基底设计深度后,进行基坑开挖。
2.4土钉墙—钢管桩支护方案
土钉墙—钢管桩支护技术。首先根据土钉抗拉承载力和土钉墙整体稳定性进行设计，基坑开挖无放坡条件，即坡度为90°，土钉共计6排。土钉墙—钢管桩参数见下表。
表一 土钉墙设计参数
基坑支护剖面图如图2:
3.基坑支护施工工艺
3.1施工工艺
打桩—开挖—修坡—喷水泥浆—编网—喷混凝土—下土钉
3.2施工步骤
首先在设计位置进行打桩，成桩后进行开挖。第一步开挖后：首先，用2Φ25螺纹钢在桩顶端进行焊接，把所有的钢管桩连成一体；然后进行人工修坡面；接着用1：0.5的水泥浆对坡面进行浇注，待水泥浆变硬后；再用Φ6盘条编@200×200网格，用3道Φ16螺纹钢等间距作为横向压筋与钢管桩进行焊接；接下来对坡面进行喷细石混凝土，厚度为80～100㎜，坡顶四周做1.0m宽的翻边；最后在设计深度进行打孔—下土钉—注水泥浆。当第一步支护工作完成后，接下来按施工工艺做第二步，依此类推，直到第六步。地层剖面和计算参数如下：
表三 地层剖面和计算参数
图2
3.3施工工艺的优点
在砂卵石较厚的地层当中，采用土钉墙—钢管桩复合型基坑支护方案，选用施工工艺为：打桩—开挖—修坡—喷水泥浆—编网—喷混凝土—下土钉，优点如下：
1、基坑侧壁的土体没有发生大面积坍塌或很少坍塌，施工方便，快捷。
2、坡面喷射的混凝土的量浪费相对小，经济，坡面美观。
3、基坑侧壁的土体没有形成下面没有支撑的悬空状体，安全。
4.基坑侧壁现场监测
本工程基础埋置较深，施工场地狭窄，周围环境复杂，内蒙古地区秋季多雨，施工中可能会引起基坑土体的变形。为掌握基坑侧壁变形动态，及时采取各种预防和保护措施，确保边坡安全稳定和工程的顺利进行，在施工过程中需对基坑边坡竖向和水平位移进行监测。
观测点所在位置参考平面图，观测结果如图3：
从图中看，基坑边坡竖向、水平位移都很小，从2008年7月20日以后趋于平缓。
图3
5.结论
针对砂卵石地层深基坑开挖，采用土钉墙—钢管桩复合型支护施工工艺。本文在基坑稳定、安全设计的基础上，对支护工艺部分环节先后顺序做了调整，并对基坑边坡做了竖向与水平位移观测。结果表明，在周围环境复杂、施工场地狭小没有放坡条件的砂卵石地层基坑支护中，用土钉墙—钢管桩复合支护时，把施工工艺部分环节先后顺序做了适当调整，工程经济、安全、高效，充分体现了设计施工最优化理念。监测表明，基坑稳定。本文进行土钉墙—钢管桩复合型支护的施工工艺，可为相关的地质条件、支护方法及周边环境复杂的基坑设计、施工提供参考。
参考文献
[1]《工程勘察》2008.6.
[2]《地基处理与托换技术》（第二版）叶书麟、韩杰、叶观宝；中国建筑工业出版社.
[3]《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）.
[4]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）.
作者简介
莘富有（1980.7-）；工程师；包钢勘察测绘研究院；研究方向：工程地质。
论文作者:莘富有
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/8
标签：基坑论文; 钢管论文; 卵石论文; 施工工艺论文; 侧壁论文; 地层论文; 标高论文; 《基层建设》2018年第36期论文;