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　　土釘支護是一種用于基坑開挖支護或邊坡加固的擋土技術(shù)，由于其造價較低，施工快捷簡便，可以在施工中調(diào)整設計等優(yōu)點，已經(jīng)在基坑支護工程中得到了廣泛的應用。以往土釘支護技術(shù)由于受其作用機理的限制，一般只應用于有一定自立能力和較大摩擦阻力的土層中，如稠度在可塑狀態(tài)以上的粘性土、有一定膠結(jié)力的粉質(zhì)土、砂土層等。而對于軟土層的基坑支護，單純依靠土釘支護則難以奏效，此時將土釘和其他支護形式結(jié)合起來的復合土釘支護則顯現(xiàn)出它在軟土基坑工程中的巨大潛力。最具代表性的有土釘-攪拌樁支護、超前微型樁-土釘支護、錨桿-土釘支護，這些復合土釘支護技術(shù)的應用在工程中已有不少成功實例。

 

　　一、樁與土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)的工作機理

 

　　土釘支護結(jié)構(gòu)通過對基坑邊壁土體強度的加強和提高，使基坑邊壁產(chǎn)生荷載的土體成為支護結(jié)構(gòu)的一部分，基坑開挖支護過程中，隨著邊壁鄰空高度增加，土體側(cè)壓力的增加，支護結(jié)構(gòu)的抗力水平相應提高，從而使邊壁土體強度得到最大限度的利用。當土釘支護的基坑工程存在軟弱土夾層、軟弱下臥層等不良土層時，基坑土釘支護的設計和施工難以滿足基坑安全所需的抗滑穩(wěn)定性要求，單純靠增加土釘或錨桿長度和數(shù)量對基坑穩(wěn)定性的提高作用已不明顯時，往往需要采取其它工程措施，以提高邊坡土體的抗剪能力，維護基坑安全，如攪拌樁(或粉噴樁)、灌注樁及各種微型樁等超前支護的抗剪作用可以使基坑工程的安全穩(wěn)定性滿足設計和施工要求。樁與土釘墻組合支護由前置樁支護和土釘墻支護結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成。在基坑邊壁土壓力作用下，樁和土釘墻作為一個整體結(jié)構(gòu)共同抵抗荷載和變形。對樁支護部分而言，土釘加固部分的底部與下層土體接觸，在水平土壓力作用下，在土釘結(jié)構(gòu)與土體間可被動地產(chǎn)生較大的水平摩阻力，從而有效地減小主動區(qū)土壓力作用，基坑底以下被動區(qū)土體對樁體產(chǎn)生的被動土壓力，顯著地提高復合支護結(jié)構(gòu)的抗水平滑移和抗傾覆穩(wěn)定性，縮短樁體在土中的嵌固深度，土釘支護底部，由于樁體抗剪強度較高，使復合土釘支護結(jié)構(gòu)內(nèi)部和整體穩(wěn)定性更易于滿足要求。

 

　　二、土釘墻支護的適用條件及特點.

 

　　1根據(jù)地層條件、基坑幾何參數(shù)合理選擇支護方案基坑支護有多種支護類型和施工方案，常見支護類型如下：

 

　?。╨）自立式支護，大致有兩種形式，一為水泥攪拌樁擋墻支護，另一為懸臂式排樁支護，其共同特點為基坑內(nèi)無支撐結(jié)構(gòu)，便于機械化挖土和地下室施工，水泥攪拌樁擋墻支護缺點為擋墻占地面積大，不適宜場地狹小工程，但工程造價低于沖、鉆孔排樁、懸臂式排樁支護，缺點是支護樁頂水平位移較大，當坑深或地質(zhì)條件較差時，工程造價較高。

 

　　（2）排樁內(nèi)支撐支護，其優(yōu)點是支護系統(tǒng)較安全可靠，內(nèi)支撐的布置應盡量簡單，以方便基坑機械挖土和地下室施工，缺點為橫向尤其是豎向支撐限制了施工空間，一旦一個節(jié)點破壞，可能導致整體失穩(wěn)。

 

　　（3）排樁拉錨支護，分為排樁外側(cè)地面拉錨支護和排樁巖土錨桿支護。第一種形式較內(nèi)支撐方案費用低，操作方便，基坑施工空間大，但該支護形式要有足夠大的場地。第一種形式適用于土層性能較好或軟土層較薄的場地，對基坑開挖和地下室施工十分有利，但往往超出建筑紅線，需征得紅線外相關(guān)單位同意。

 

　?。?）錨噴支護，是錨桿、噴射混凝土、掛網(wǎng)聯(lián)合支護形式，是支護結(jié)構(gòu)和土體共同作用的主動支護體系，最大程度的利用了土體的自穩(wěn)能力。靈活性大，依據(jù)監(jiān)測成果可隨時調(diào)整支護參數(shù)，工程造價低，但邊壁變形大，錨桿往往超出建筑紅線。

 

　　（5）組合型支護，當基坑內(nèi)有幾種深度，或土層分布變化較大，或基坑各側(cè)環(huán)境條件差別較大時，要因地制宜采用不同支護方法，以充分發(fā)揮各種材料及支護結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)越性，降低工程造價。無支護或簡單護面放坡方案最為經(jīng)濟，如條件允許應優(yōu)先采用；組合型支護使用得當往往能降低工程造價，地下連續(xù)墻作為地下室外墻時，采用地下連續(xù)墻方案也能起到節(jié)約資金的作用。另外，在選擇基坑支護方案時，還可充分利用基坑空間效應達到優(yōu)化目的。根據(jù)支護結(jié)構(gòu)受力、位移情況和監(jiān)測成果，支護樁樁頂位移、樁身變形以及樁身鋼筋應力都是中間樁大，而在拐角處支護結(jié)構(gòu)受力較小，可適當減少樁長和配筋數(shù)量，或采用單排樁和雙排樁混和形式。對于鋼筋籠易控制人工挖孔樁，可考慮單面配筋以減少配筋數(shù)量。.

 

　　2根據(jù)周邊環(huán)境的特點選擇支護方案基坑周邊環(huán)境包括：

 

　　（1）基坑施工場地及周圍地質(zhì)狀況；

 

　　（2）基坑周圍建筑物狀況；

 

　　（3）基坑周圍交通狀況及水域(河流)情況；

 

　　（4）基坑周圍公用設施分布地下構(gòu)筑物管線狀況；

 

　　（5）基坑周邊特殊環(huán)境或特殊地質(zhì)狀況對基坑施工方面的要求。結(jié)合基坑周邊環(huán)境，賦予各邊不同的安全系數(shù)及監(jiān)測預警值，作出不同的支護結(jié)構(gòu)選型及支護參數(shù)設計，以使有限的資金得到最合理的利用，達到最佳的經(jīng)濟效益。

 

　　3對地下水采取有效處理措施

 

　　如何控制開挖場地的地下水是深基坑工程中一個難題。處理地下水的方式分為三大類，降水、防水和降防結(jié)合。降水方式按降水所處位置分為坑外降水和坑內(nèi)降水，按疏干地下水方式分為抽排疏干型和導滲減壓型。防水措施一般為做防滲帷幕和封底。降水措施要比防水措施經(jīng)濟。但降水不可避免的對周邊環(huán)境會造成不利的影響。因此降水、防水或回灌技術(shù)相結(jié)合是一種既經(jīng)濟又安全的地下水處理措施。，

 

　　4實施信息化設計與施工

 

　　基坑工程中，支護結(jié)構(gòu)的設計應該為土方開挖創(chuàng)造條件，反過來，合適的土方開挖也是基坑安全的保證。支護結(jié)構(gòu)的位移不僅與支護結(jié)構(gòu)的剛度、地層性質(zhì)有關(guān)，也與基坑開挖的方式及開挖步驟有關(guān)。從中間開始向縱深或兩側(cè)擴大的中心島法開挖順序，比從一定方向向另一方向順序推進的開挖方法，對基底隆起和坑邊位移有一定程度減少。所以在深大基坑中強調(diào)分層、分段開挖，控制分層開挖深度和支撐架設時機，充分利用深基坑工程的時間空間效應，達到安全、經(jīng)濟的目的。信息化設計與施工技術(shù)在巖土工程中已得到廣泛而又實際的應用，這些信息包括了施工中的經(jīng)驗信息、觀察信息、理論信息和施工中通過監(jiān)測得到的信息，對這些信息進行處理，隨時分析與掌握支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象或潛在危險時發(fā)布應急預報，采取有效措施，不斷完善與優(yōu)化下一步的設計與施工。另外，通過監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)位移與應力及坑邊沉降可進一步認識巖土體結(jié)構(gòu)，反演巖土參數(shù)，預測后續(xù)施工階段的地層和結(jié)構(gòu)各斷面變形，根據(jù)預測結(jié)果評估基坑的安全性。

 

 

　　深基坑工程是土體、支護結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境、施工行為相互作用的一個動態(tài)變化的復雜系統(tǒng)，是一個極具挑戰(zhàn)性、高風險、高難度的巖土工程技術(shù)課題。目前，深基坑工程存在兩種極端現(xiàn)象：一是設計施工方面原因而導致基坑事故，造成重大經(jīng)濟損失和人身安全事故；二是支護選型和設計極為保守，造成極大浪費。后者往往更加難以引起人們注意。同一工程，不同方案和設計，其工程造價相差甚大，所以作為工程設計及施工人員，要結(jié)合工程實際情況，預先對工程所在地的水文地質(zhì)情況進行詳細調(diào)查，比如基坑周圍臨近建筑物、地下構(gòu)筑物、地下管線狀況一級相鄰施工區(qū)場內(nèi)同類功臣各施工所采用的場地降水及基坑支護技術(shù)措施等，結(jié)合本工程實際情況加以計算、權(quán)衡利弊之后，進行施工方案的合理優(yōu)選，在保證安全的情況下，以達到資源的節(jié)約。