0.前言

 

　　土钉支护结构具有施工速度快，工程造价低，施工难度小及土体适应性强等优点。当城市建筑环境复杂而无法放坡时，还须运用土钉与其它支护相结合的联合支护结构。预制静压桩（如PHC管桩）具有噪音低、无污染、对桩身无冲击力、施工速度快和质量相对容易保证等优点，将PHC管桩和土钉相结合作为基坑的支护结构，充分利用各自的优点，可显著提高土钉支护结构的施工进度，并有效提高土钉支护结构的稳定性。

 

　　1.工程概况

 

　　某项目位于总用地面积25000m2，总建筑面积约70000m2。该工程总占地面积5860m2，基坑开挖最深为5.5～5.8m。场地地下水包括覆土层中的孔隙水（主要赋存于粉细砂层中）和基岩裂隙水，以孔隙潜水为主，冲积层中下部的粉、细砂为主要含水层，其补给来源主要为大气降水及附近珠江河水。勘探期间地下水稳定水位为0.90～3.81m。

 

　　本场区地貌属珠江三角洲冲积平原，土层自上而下分布依次为：①人工填土层：各孔均有揭露，层厚1.40～3.50m。颜色杂，呈褐色、灰黄、褐红等色，主要由松散粘性土及少量碎石组成，欠固结。②冲积层：分布不均匀，层厚1.6～12.80m，土层由淤泥、粉细砂两个亚层组成。③残积层：层厚2.20～15.00m，由花岗混合岩风化残积而成的砂质粘性土层组成，紫红、褐黄、灰黄、灰白色，呈硬塑为主，个，WfL段上部呈可塑状。④燕山期基岩：场地下伏基岩为燕山期花岗质混合岩，岩性呈灰白、褐黄、褐色、青灰色，裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状，岩质硬，厚度0.40～3.50m。

 

　　2.PHC管桩与土钉支护方案的确定

 

　　本工程最初的支护方案为：Φ0800钻孔灌注桩Φ0600搅拌桩+预应力锚杆，搅拌桩的主要作用是止水，挡土主要是靠钻孔桩和预应力锚杆。但由于工程规模较大，工期紧张，如采用该方案，将无法在规定的工期内完工，因此对原设计方案作如下调整：①用PHC管桩代替钻孔灌注桩，PHC管桩和钻孔灌注桩相比较，不但噪音小、施工操作简单、造价低，而且施工周期相对较短。②用土钉代替预应力锚杆，由于PHC管桩抗弯能力相对较差，若其和预应力锚杆联合支护，在对锚杆施加预应力时，土体对PHC管桩的反作用力也随之增加，不利于PHC管桩的支护，而用PHC管桩与土钉联合支护便能起到扬长避短的作用。分析原因是预应力锚杆是一种将拉力传递到土层的体系，是主动支护，当其一经实施，即能提供足够的抗力，有效地限制土体的位移；而土钉是被动支护，要在土体发生明显位移后才能发挥作用。

 

　　最终确定的基坑支护方案是Φ500预应力高强度管桩Φ600搅拌桩+土钉（图1）。

 

　　管桩采用A型Φ500预应力高强度管桩，间距700mm，平均设计长度为17m。因本工程所处场地地质有突变情况，因此管桩施工时，其长度按以下两种方法控制：（1）按设计长度控制；（2）当入土长度无法达到设计要求时，以压桩力（4000kN）来控制。土钉布置：土钉为025螺纹钢，长度18m，竖向间距1.3m，横向间距0.7m。土钉与水平面的夹角为15。第一排土钉布置在冠梁底下0.3m处；基坑止水采用0600搅拌桩。

 

　　3.PHC管桩施工方法及技术措施

 

　　PHC管桩施工工艺流程图见图2。

 

　　PHC管桩施工方法及技术措施：

 

　　（1）测量放线定位：根据预先测设的测量控制网（点），定出各桩位中心点。双向控制定位后固定管桩，以双向十字线控制桩中心。在施工过程中还须经常检测桩位置有无发生变化，以保证桩位的正确。

 

　　（2）桩机就位。

 

　　（3）起吊预制桩：应用索具捆住桩上端吊环附近处，一般不宜超过30cm，再起吊预制桩，缓缓放下，位置要准确；待管桩被固牢后，即可除去索具。

 

　　（4）稳桩：10m以内短桩可目测或用线坠双向校正；10m以上或接桩必须用线坠或经纬仪双向校正，不得用目测。桩插入时垂直度偏差不得超过0.5。桩在压入前，应在桩的侧面或桩架上设置标尺，以便在施工中观测、记录。

 

　　（5）压桩：压桩用力要均匀，不能突然加压或减压。压力要保持平衡，压力的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及施工条件来选用。压桩顺序根据基础的设计标高，先深后浅；依桩的规格宜先大后小，先长后短。

 

　　（6）接桩：接桩一般在距地面1m左右时进行，上下节桩的中心线偏差不得大于10mm。采用焊接接桩，其预制桩表面上的预埋件应清洁，上下节之间的间隙应用铁片垫实焊牢，焊缝应连续焊满，并对外露铁件，补刷防锈漆。并冷却10min左右后再压。

 

　　（7）送桩：送桩时，中心线应与桩身吻合一致才能进行。若桩顶不平，可用麻袋或厚纸垫平。送桩留下的桩孔应立即回填密实。

 

　　（8）检查验收：每根桩压到贯入度要求，桩底标高进入持力层，接近设计标高或打至设计标高时，应进行中桩机到新桩位。

 

　　4.土钉施工方法及技术措施

 

　　4.1土钉施工工艺流程

 

　　测放边线一边坡作业沟槽开挖一人工修坡一土钉孔定位、成孔一制安土钉一配制灌注水泥浆一锁定一下一段（层）挖土一重复上述工作一结束。

 

　　4.2土钉施工方法及技术措施

 

　　（1）挖土：挖土顺序及深度、范围严格按土钉施工要求执行，施工部位不得超挖。

 

　　（2）土钉孔定位、成孔：土钉成孔前，应按设计要求测放出孔位并作标记，引孔孔径为130mm，孑L位的允许偏差≤l5cm，土钉与水平面夹角为15°，钻孔的倾角偏差不大于3°，孔径允许偏差为+20～-5mm，孔深允许偏差4-200～-50mm。成孔过程中应做好成孔记录，按土钉的编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量等，将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，有偏差时应及时修改土钉的设计参数，钻孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孑L或掉落松土应立即处理，成孔后应及时安放土钉钢筋并注浆。

 

　　（3）制作土钉：土钉为直径为25mm的螺纹钢，对中架间距2m（用6mm钢筋），焊接钢筋时要进行绑焊，绑焊长度为20cm。

 

　　（4）配制、灌注水泥浆：土钉注浆采用32.5R水泥浆，水灰比为0.45～0.5。根据土质情况，掺入适量的减水剂及早强剂，以提高水泥浆在孔内的流动性及早期强度。一次注浆管应插至离孔底250mm，二次注浆管离孔底比一次注浆管离孔底要远一些，注浆压力为0.4～0.6MPa。为防止孔口漏浆，应在孑L口设置止浆袋。若注浆开始或中途停止超过30min，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。进行两次注浆时，应练一次注浆形成水泥结石体强度达到一定强度后，方可进行注浆。

 

　　（5）锁定：按设计要求用槽钢、钢垫板和螺母进行锁定

 

　　5.基坑位移监测

 

　　为了保证周边道路、地下管线和支护结构自身的安全，基坑开挖过程中对支护结构进行了监测。本工程根据实际情况在基坑边冠梁上每间隔15m布置监测点，并自开挖土方施工之日起，每天观测三次，变形趋于稳定后，观测次数逐渐减少。通过观测，累计位移在5～25mm之间，周边道路和构筑物没有出现任何损坏现象，符合规范要求。

 

　　6.结束语

 

　　（1）根据该工程的实际情况，采用PHC管桩与土钉联合支护方式，与原设计方案相比，不但降低了造价，而且缩短了工期，同时又有很好的环境效应。因此，在适宜条件下作为支护结构是完全可行的。

 

　　（2）施工过程中应严格控制土钉和PHC管桩的施工质量，并在基坑开挖过程中加强监测。