摘要：目前，基坑支護的方法很多，如地下連續(xù)墻、護壁樁、預應力錨桿、土釘墻等，其中，土釘墻是一種較為經濟實用的支護型式，合理的設計、正確的施工，將會取得良好的經濟效益。
現(xiàn)代都市建筑一般都帶有地下室，但是，由于場地狹窄，常常給地下室開挖造成很大困難。因此，基坑支護結構的設計與施工，已成為當前高層建筑基坑施工的熱點與難點，成為影響整個工程造價及進度的關鍵。當施工場地狹窄，基坑深度又不太大時，土釘墻是一種較為經濟實用的支護型式。它的特點是：施工簡便、所需工作面小、比較經濟節(jié)省，而且與基坑開挖同步施工，節(jié)約工期。
1工程實例
某工程建筑物最大高度68.88m，總用地面積16247m2，總建筑面積73162m2，其中地室面積13970m2。擬開挖基坑周圍場地十分狹小，基坑邊線距原有居民樓僅0.60～1.50米，擬開挖基坑深4.0M，基坑占地面積約15000m2。
地質勘察報告提供有關基坑支護開挖土層巖土主要工程指標。
根據(jù)現(xiàn)場場地條件，經過比較多種支護方案，最后確定本工程采用土釘墻支護，土釘墻坡角為82°。
1.1土釘墻設計
設計條件：工程地質條件良好；但場地十分狹窄；基坑與周邊原有建筑距離物十分逼近，而且，原有建筑相對較高、又較為殘舊；基坑坡頂需考慮地下室施工時的材料場內二次運輸及少量堆放。
設計參數(shù)：考慮施工過程中材料的場內二次運輸及少量堆放，地面荷載?。簈1=200KN/m2；二級鋼筋ftk=335N/mm2，土釘墻坡角β=82°，基坑深度H=4.0m，根據(jù)地質資料，其余設計參數(shù)選取如下：
內摩擦角φk=14.6°，土重度r=19.5KN/m2
土釘與水平面角度a=10°，土釘孔徑dn=110mm
土釘排距、列距Sy=Sx=1.2m，土釘拉力分項系數(shù)γs=1.3
土釘與土體之間的界面粘結強度qs=30.6KPa
計算公式：
1.25γTk≤Tu
Tk≤ξeaksxsz/cosa
eq=ξq1，e1=0.55ξrH
式中：Tu—土釘抗拉承載力設計值；Tk—土釘受拉荷載標準值；ξ—荷載折減系數(shù)；eak—土釘長度中點所處處的基坑水平荷載標準值；eq—地表均布荷載引起的側壓力；e1—土釘長度中點所處深度位置上土體自重引起的側壓力；
1.1.1計算土釘長度
土釘長度中點所處深度位置上土體自重引起的側壓力：
e1=0.55ξrH=0.55×0.60×19.5×4.0=25.74KN/m2施工用均布荷載引起的側壓力：eq=ξq1=0.60×20.0KN/m2=12.00KN/m2
土釘長度中點所處深度位置上的側壓力：
eak=e1+eq=25.74+12.00=37.74KN/m2
土釘受拉荷載標準值：
Tk=ξeaksxsz/cosa=0.6×37.74×1.2×1.2÷0.98=51.05KN土釘穩(wěn)定區(qū)錨固段長度：
L=γsTu/πdnqs=1.3×51.05/（3.14×0.11×30.6）=6.28m土釘滑移區(qū)長度：
L1=tg（45°-φ/2）×（H-h）或：L1=0.3H（取較大值）
h——地面至土釘距離
距地面0.80m處土釘滑移區(qū)長度為例（此處滑移區(qū)長度最大）：
L1=tg（45°-φ/2）×（H-h）=tg37.7°×（4.0-0.8）=2.47m
或：L1=0.3H=0.3×4.0=1.2m（取L1=2.47m）
土釘總長度應為：
土釘支護的面層作用主要是限制土釘之間土體的變形，將土體側向壓力有效地傳遞給土釘，并調整相鄰土釘?shù)氖芰顟B(tài)。根據(jù)全長注漿土釘?shù)氖芰Ψ治黾肮こ虜?shù)據(jù)測試，土釘端部和面層受力較小，面層厚度不必太厚。
面層參數(shù)取為：
網筋φ6@300×300（雙向），噴射混凝土厚度為100mm、強度C20。
面層噴射混凝土配比為：
水泥1：砂2.3：碎石2.3：水0.4。
由于土釘注漿體強度遠比土體強度高，因此土釘支護設計中注漿體強度不是控制參數(shù)。
土釘注漿視情況采用孔底或口部加壓注漿，第一排土釘采用低壓注漿，注漿壓力為0.1Mpa，第二、三排土釘注漿壓力為0.3～0.4Mpa。
注漿配比為：水泥1：砂0.3：水0.45，并添加合適添加劑。基坑監(jiān)測：
沿基坑頂根據(jù)周邊情況每隔20m左右設置一個位移觀測點；測精度應不低于三等精度（即水平位移測量變形點的點位中誤差為±6.0mm），水平位移預警值為0.36%h、允許值為0.50%h（h為基坑深度）。
當出現(xiàn)以下情況之一時，應及時與甲方、設計和監(jiān)理聯(lián)系：坡頂、底面或周邊構筑物等出現(xiàn)裂縫或坡頂位移較大且位移不穩(wěn)定、不收斂或超過設計預警值和允許值等相應的規(guī)范要求。
施工過程中，應通過目測、巡查或其它監(jiān)測手段等多種形式，對基坑變形進行全面了解和監(jiān)控，及時了解和監(jiān)控周邊建筑物和道路等設施的安全情況。
1.2土釘墻施工
土釘墻施工工藝流程。
1.2.1制錨
錨桿質量要求：錨長誤差10cm；桿體每隔2m做對中架；錨桿搭焊長度≥5d，雙面焊；
1.2.2開挖
土釘墻支護的特點是邊開挖邊支護。為了保證基坑邊壁在開挖過程中土體應力場和應變場不產生大變化，因此，對土方開挖有嚴格要求，挖土必須分層分段開挖。層厚為1.2m（即錨桿排距）。嚴禁超挖，嚴禁上層噴射混凝土面層和注漿體尚未達到一定強度時就開挖下層，以免造成邊壁坍塌。
1.2.3鉆孔
采用機械成孔和洛陽鏟成孔相結合。
技術質量要求：孔徑11cm；孔深允許誤差-20cm；成孔角度為8°～12°；單孔遇障礙物時可在50cm內調整。
1.2.4注漿
技術質量要求：配比如下：水泥：砂：水為1：0.3：0.45，并加適宜外加劑；注漿壓力≥0.3MPa；水泥32.5#普通硅酸鹽水泥。
1.2.5修坡面
注漿后人工修整坡面；定點、放線確保坡面平整，由于本項目地下室施工工作面十分狹窄，部分區(qū)位僅300mm，為保證地下室結構工程正常駐施工，應嚴格控制坡面到地下室外墻體距離。
1.2.6編網及焊接
技術質量要求：網筋ф6@300×300；網筋搭接為點焊、綁扎；錨頭”L”字型，焊接連接。
1.2.7噴射混凝土護面
鋼筋網片和錨桿頭焊接好以后，立即進行噴射混凝土作業(yè)。噴射時，噴槍距作業(yè)面控制在1.5-2.0m距離，水灰比、所用材料必須符合設計要求。噴射混凝土的程序是，混凝土噴射機將水泥砂石料、添加劑均勻通過管路，用風壓送到作業(yè)面。在作業(yè)面的槍頭出口處有一注水裝置，水和水泥砂石在槍頭處通過風壓在向外噴射時均勻的混合在一起，噴至作業(yè)面。
技術質量要求：材料：普425#水泥、砂、碎石或豆石（粒徑小于15mm）；配比：（水泥）1：（砂）2.3：（石）2.3：（水）0.4：3%速凝劑（水泥重量比）；配料的攪拌：上料前初拌，上料后水泥砂石經過噴漿機和輸送料管混合，即可達到均拌目的；混凝土強度C20；噴射前坡面作噴射厚度標記，噴射混凝土面層厚度為10cm。
1.2.8開挖下層
開挖下層土方時間與上層噴射混凝土面層強度、注漿強度、地質條件、邊壁位移量有關，根據(jù)本項目具體情況，上層混凝土面層噴射24小時后方可進行下層土方開挖。
1.2.9變形觀測
在基坑降水當日起實施變形觀測；基坑開挖過程中，每天對基坑變形情報況進行觀測，基坑開挖結束一個月后觀測間隔改為7天；地下室土方回填完成后結束了觀測。
觀測過程中詳細記錄了觀測基準點和變形觀測點的位置、編號、觀測日期、本次觀測值和累計觀測值，并繪制基坑變形曲線，了解基坑變形趨勢；變形觀測結束后，將上述觀測資料編制成表，并附文字說明整理歸檔。
2結語
目前，基坑支護的方法很多，如地下連續(xù)墻、護壁樁、預應力錨桿、土釘墻等，其中，土釘墻是一種較為經濟實用的支護型式，合理的設計、正確的施工，將會取得良好的經濟效益。本工程中應用土釘墻施工技術，在保證安全的前提下，做到了工期最快、質量最好、造價最小，有效地解決了本工程場地狹窄的問題。
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