基坑土釘墻支護(hù) 土釘墻在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

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土釘墻在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

土釘墻在基坑支護(hù)中的應(yīng)用1工程概況德陽市旌西苑商住樓，框架剪力墻布局，地上11層，地下1層，建筑面積9000m2。地處成都平原東北綿遠(yuǎn)河左岸一級階地，場地地形平坦，基坑尺寸60×20m，深6.0m，坑底高程為486.3m，西邊側(cè)壁等級為三級，其余三面為二級?；颖泵嬗幸蝗诵械?，地表荷載按均布荷載20kPa考慮，基坑南面地表荷載按均布荷載25kPa考慮，基坑?xùn)|面地表荷載按均布荷載30kPa考慮，基坑西面地表荷載按均布荷載15kPa考慮。根基外邊沿線位于邊排根基軸線2m以外。根基周邊無管線、電纜，鄰近建筑物根基不影響施工。

2工程地質(zhì)條件2.1地層分布及巖土特征場地籠罩層主要由第四系人工聚積物(Q4ml)、全新統(tǒng)沖積物和上更新統(tǒng)冰水流水沖積物組成，根據(jù)其巖性特征，可分為6個巖性層，各地基土布局及特征從上到下分別為：（1）雜填土：全場分布，色雜，松散，潮濕，主要成分為建筑垃圾，片面表層為混凝土，厚0.20～4.10m。（2）粉土：分布于場地東南部，黃灰色，稍密，潮濕，厚0.30～0.60m。（3）粗砂：呈透鏡狀分布，灰白色，稍密，潮濕，飽和，以中粒砂為主，局部相變?yōu)橹屑?xì)砂、礫砂，砂礫成分以長石、石英為主，厚0.40～2.90m。（4）圓礫：多呈層狀分布，少數(shù)透鏡體，灰白色，稍密，潮濕-飽和，卵石含量20~40%，礫石含量30~50%，充填物以中粗砂為主，少量粘粒，卵石直徑2~5cm為主，次圓，成分以砂巖、灰?guī)r、花崗石為主，厚0.40～2.90m。（5）卵石：多呈層狀分布，少數(shù)透鏡體，灰白色，潮濕-飽和，卵石含量50~70%，卵石粒徑3~5cm為主，少數(shù)5~10cm，次圓，成分以砂巖、灰?guī)r、花崗石為主，卵石間充填礫石及中粗砂，少量粘粒。根據(jù)其密實度可分為稍密卵石和中密卵石兩個亞層。（6）半膠結(jié)卵石：層狀分布，灰白色，卵石含量60~70%，粒徑3~8cm，次圓，成分主要為砂巖、灰?guī)r，充填物為礫石、粗砂為主，該卵石層為鈣質(zhì)半膠結(jié)狀態(tài)，局部已膠結(jié)成巖石狀。該層埋深17.80~18.00m，揭露厚度4.00~4.70m。

2.2地下水場內(nèi)地下水主要為賦存于第四系全新統(tǒng)砂卵石層中的孔隙性潛水。季節(jié)變化幅度為1~2m，勘察期間屬于平水期，勘察孔中測得地下水靜止水位埋深7.70~8.40m。根據(jù)場地附近地質(zhì)資料分析，本場地地下水對混凝土無侵蝕性。

2.3土體計算參數(shù)根據(jù)巖土工程細(xì)致勘察報告，經(jīng)綜合分析并結(jié)合德陽地區(qū)有關(guān)工程閱歷。

3支護(hù)方案的選擇本地區(qū)在類似基坑的支護(hù)主要采用排樁法、鋼板樁法、錨桿法、樁錨法、土釘墻法等。根據(jù)本工程地下基坑的特點，通過對比，擬在土釘墻支護(hù)方案和錨拉樁支護(hù)方案中選擇一種。通過對土釘墻支護(hù)方案和錨拉桿支護(hù)方案的比較，在本工程中，采用錨桿支護(hù)方案比采用土釘墻支護(hù)，施工機(jī)具復(fù)雜，操作不便當(dāng)，施工難度大，而且工期長，工程造價高。

因此本工程基坑支護(hù)方案采用土釘墻支護(hù)方案。

4土釘支護(hù)參數(shù)設(shè)計計算4.1土釘支護(hù)參數(shù)的初步確定本文對北面基坑和南面基坑舉行設(shè)計計算。北面基坑挖深為6.0m，南面基坑挖深為5.6m。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》和工程閱歷，初擬北面、南面基坑支護(hù)尺寸及其它構(gòu)造要求如圖1所示：邊壁與水平面間的夾角β=80°，采用5排土釘加固。土釘孔徑為d0=70mm，各排土釘均采用HRB335直徑d=20mm的熱軋螺紋鋼筋，各排土釘?shù)膬A角均為θ=10°。

北面基坑土釘水平間距為Sh=1.0m，豎向間距為Sv=1.2m。

4.2土釘抗拉承載力驗算北面基坑土釘抗拉承載力驗算根據(jù)計算結(jié)果可知，基坑所設(shè)計的每一根土釘?shù)膬?nèi)力最大值都小于土釘受拉屈服力，都能得志抗拉承載力的要求，而且每一根土釘?shù)拈L度也都能得志要求。

4.3土釘支護(hù)體系的內(nèi)部穩(wěn)定性分析按圓弧破壞面采用普遍條分法對支護(hù)作整體穩(wěn)定性分析。基坑內(nèi)部整體穩(wěn)定性驗算剖面如圖3所示。由內(nèi)部整體穩(wěn)定系數(shù)計算公式[1]，可求得北面基坑內(nèi)部整體穩(wěn)定性系數(shù)為2.16>1.2，南面基坑內(nèi)部穩(wěn)定性系數(shù)為2.27>1.2，均得志設(shè)計要求。

4.4外部穩(wěn)定驗算參照重力式擋墻的方法分析計算簡化土墻的抗滑穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性和墻底部土的承載才能。計算時縱向取一個單元，取土釘?shù)乃介g距舉行計算[2]。北面基坑抗滑安全系數(shù)為1.95>1.3，按傾覆安好系數(shù)為5.38>1.5，完全得志要求；

南面基坑抗滑安好系數(shù)為1.67>1.3，按傾覆安好系數(shù)為6.16>1.5，完全得志要求。

5土釘支護(hù)面層配筋設(shè)計噴射混凝土面層按《混凝土布局設(shè)計模范》(GB50010-2022)設(shè)計，噴射混凝土面層可按以土釘為支承的連續(xù)板舉行強(qiáng)度驗算，作用于面層的側(cè)向壓力在同一間距內(nèi)可按均布荷載考慮，其反力作為土釘?shù)亩瞬坷?。設(shè)計采用鋼筋網(wǎng)φ6.5@200×200mm，面層厚度為100mm。

6施工方案本工程施工流程：基坑開挖→修整壁面→初噴混凝土→測定土釘位置→鉆孔、送土釘至設(shè)計深度→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→焊接釘端→噴射混凝土面層（挖至下一層土釘施工深度）重復(fù)以上工作直至設(shè)計基坑深度。

7基坑監(jiān)測位移監(jiān)測是操縱基坑變形極其重要的環(huán)節(jié)，本工程通過操縱基坑開控過程中基坑周邊深層土體的水平位移和土釘墻頂上土體的沉降來達(dá)成操縱基坑變形的目的，為此特意擬定了監(jiān)測籌劃并舉行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來指導(dǎo)施工。

7.1基坑工程監(jiān)測內(nèi)容（1）基坑開挖過程中基坑周邊深層土體的水平位移監(jiān)測，在東南西北每邊各設(shè)置4個監(jiān)測孔，共設(shè)置16個監(jiān)測孔；

（2）土釘墻頂土體的沉降觀測，在土釘墻頂?shù)臇|南西北四面每邊分別設(shè)置4個監(jiān)測點，共設(shè)置16個觀測點；

（3）基坑滲、漏水和地下水位監(jiān)測，共設(shè)置6個觀測點。

7.2監(jiān)測籌劃水平位移和沉降觀測籌劃：基坑開挖期間，每天觀測1次。土方停挖后的初期每隔2兩天觀測1次，假設(shè)各項指標(biāo)趨于穩(wěn)定，那么每周監(jiān)測1次。土方施工完畢，根基及地下室施工期間，每10天監(jiān)測1次，直到基坑回填終止?；訚B、漏水和地下水位監(jiān)測籌劃：從基坑開挖開頭到基坑回填，每天隨時查看基坑滲水和漏水處境，并根據(jù)滲漏處境調(diào)整護(hù)壁結(jié)構(gòu)的泄水孔的布置密度。

7.3監(jiān)測數(shù)據(jù)觀測時間從2022年9月6日基坑開挖開頭至2022年12月20日基坑回填完成終止。

7.4監(jiān)測結(jié)果分析根據(jù)監(jiān)測資料，基坑基坑周邊深層土體的最大水平位移為13mm，土體墻頂土體的最大沉降為3mm，均為正常變形值。

基坑降水在各個階段都對比平穩(wěn)，沒有展現(xiàn)突然變化的處境。

基坑支護(hù)完成后，經(jīng)幾次大雨伏擊，整個基坑處于穩(wěn)定狀態(tài)，基坑周邊地表沒有發(fā)生可見裂縫，地面建筑和地下各種管線道安好無恙。

8結(jié)論（1）通過工程實例察覺，土釘墻支護(hù)技術(shù)與其他支護(hù)類型相比，具有大量獨特的優(yōu)點：材料用量少，施工速度快；

施工設(shè)備簡捷，操作方法簡樸；

對場地土層適應(yīng)性強(qiáng)，施工所需場地小，能緊貼已有建筑物舉行基坑開挖；

布局簡便，柔性大，有很好的延性；

安好、穩(wěn)當(dāng)、經(jīng)濟(jì)。（2）土釘支護(hù)施工采用邊開挖邊支護(hù)，安好程度較高。由于土釘數(shù)量眾多并作為群體起作用，即使個別土釘展現(xiàn)質(zhì)量問題或失效對整體影響不大。（3）土釘