夏孝维：基坑支护中的复合土钉墙技术.docVIP

夏孝维：基坑支护中的复合土钉墙技术 　　摘要：文章简单介绍了复合土钉墙的构造组成，以及由这些构造所构成的适应不同地质条件的复合土钉墙形式，并展望了复合土钉墙的发展。 　　关键词：基坑支护复合土钉墙 　　引　　言 　　土钉加固常和喷混凝土一起使用，称为土钉墙。它由被加固土体、土钉和面层组成［1］。土钉墙是由在土体内放置一定长度和密度的土钉体构成的。土钉与土的相互作用，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，并能显著提高土体边坡的整体稳定性。土钉墙与其它支护比较起来具有安全经济、技术可靠、施工简便、工期短暂的显著优点［2］。 　　但随着城市的发展，城市建筑朝着高层及地下方向延伸，基坑开挖深度不断加大，地下水位较浅地区的基坑降水深度不断增加，特别是在遇到松散砂土、软土、流塑粘性土等不良土质时，对基坑支护和降水工程的要求也变得更加严格。传统的土钉墙支护便不能很好的解决工程问题。将土钉墙与深层搅拌桩、旋喷桩、各种微型桩、钢管土钉及预应力锚杆等结合起来，根据具体工程条件多种组合，形成复合土钉墙支护技术，弥补了一般土钉墙的许多缺陷和使用限制，极大地扩展了土钉墙技术的应用范围［3］。 　　1复合土钉墙的构造 　　复合型土钉墙是常规土钉墙、预应力锚杆、止水帷幕及微型桩这几种支护体系相互结合的产物，下面分别就这几种构造的作用作简单论述。 　　1.1土钉 　　在复合土钉墙中除使用传统的钻孔注浆型土钉外，常常采用新型的打入注浆型钢管土钉，以解决在砂层或软土中土钉成孔问题和成孔穿透止水帷幕时的漏水问题。土钉长度一般6～12m，间距1～2m，其它的土钉构造及连接与普通土钉墙相同。 　　1.2预应力锚杆 　　在复合土钉墙的中部设置1—3排预应力锚杆，对土钉墙施加初始背拉力，可大大减少土钉墙的位移，提高工程的安全度，满足不同实际工程的需要。预应力锚杆可采用钢绞线预应力锚索和钢筋预应力锚杆，也可采用钢管预应力锚杆。锚杆锚头必须与喷射混凝土面层连接可靠，可设置承压板和喷射混凝土连梁，锚头承压板或连梁通过计算确定，保证足够的强度和刚度，将锚固力有效地传递到面层或土层中。 　　1.3止水帷幕 　　止水帷幕一般采用相互搭接的深层搅拌桩或高压旋喷桩，伸入基坑底部2～3m，并需要穿过强透水层，进入到不透水层1～2m。深层搅拌桩造价比较便宜，它适合于人工填土、一般粘性土和中粗砂以下的砂土地层。单头搅拌桩直径常采用500～600mm，间距400～450mm。当土质较差及水量较大时，可采用两排或三排搅拌桩形成止水帷幕并加固土体。高压旋喷桩造价较高，但它适用范围广，施工空间要求小，作止水帷幕时，一般地层均可适用。 　　复合土钉墙中的止水帷幕，除做止水功能外，常有加固地层和稳定开挖面的作用，所以对搅拌桩或旋喷桩的强度有一定要求，其水泥掺量也较常规的搅拌桩或者旋喷桩为高，并常选用早强型水泥品种，桩身强度一般可达到1～3MPa。 　　1.4微型桩 　　在工程中，根据需要对土钉墙采取各种各样的加固措施，以增加结构安全性，微型桩是应用较多的加固方式，常采用钻孔灌注桩并设置小型冠梁或连梁，将桩连接在一起，连梁上常设置预应力锚杆或土钉，满足了不同工程的需要。 　　2复合土钉墙组合形式 　　在实际的工程条件下，根据需要采用不同的复合土钉墙，下面就几种常用组合做一介绍： 　　2.1土钉墙+止水帷幕+预应力锚杆 　　土钉墙+止水帷幕+预应力锚杆是应用最为广泛的一种复合土钉墙形式。由于降水经常引起基坑周围建筑、道路的沉降，造成环境破坏。所以，一般情况下，基坑支护均设置止水帷幕。止水帷幕起止水和加固支护面的双重作用。止水帷幕可采用搅拌桩、旋喷桩及注浆等方法形成。由于搅拌桩止水帷幕效果好，造价便宜，所以在可能条件下均采用搅拌桩作为止水帷幕，只有在搅拌桩难以施工的地层使用旋喷桩。止水后土钉墙的变形一般较大，在基坑较深，变形要求严格的情况下，需要采用预应力锚杆限制土钉墙的位移，这样就形成了最为常用的复合土钉墙形式，即，土钉墙+止水帷幕+预应力锚杆，这种形式应用比较广泛。 　　2.2土钉墙+预应力锚杆 　　当地层条件为粘性土层和周边环境允许降水时，可不设置止水帷幕，但基坑较深及无放坡条件，采用土钉墙+预应力锚杆这种复合土钉墙形式，预应力锚杆加强土钉墙，限制土钉墙位移。 　　2.3土钉墙+微型桩+预应力锚杆 　　当基坑开挖线离红线和建筑物距离很近，且土质条件较差，开挖前需对开挖面进行加固，搅拌桩又无法施工时，采用土钉墙+微型桩+预应力锚杆这种复合土钉墙支护形式。微型桩常采用直径100～300mm的钻孔灌注桩、型钢桩、钢管桩以及木桩等，预应力锚杆加强土钉墙，限制土钉墙位移。 　　2.4土钉墙+止水帷幕+微型桩+预应力锚杆 　　当基坑深度较大，变形要求高，地质条件和环境条件复杂时，采用土钉墙+止水帷幕+微型桩+预