娄底市某步行街地下室，基坑平面140.4m×70m，基坑深度6.5m，施工时基坑已整体开挖，开挖至设计标高，但未及时采取支护措施，部分基坑土体出现裂缝和崩塌，周边的混凝土管廊垮塌，严重影响了附近居民的生活和安全，故应立即采取应急措施。

 

 

　　根据岩土勘察报告，场地内地质从上到下分别为：①人工填土层，层厚0~7.1m；②淤泥质土层，层厚0~0.9m；③硬塑粘土层，层厚4.4~13.8m，天然重度r=19.4KN/m3，内摩擦角￠=18.9°，粘聚力c=40KPa；④可塑粘土层，层厚0~9.1m，天然重度r=17.4KN/m3，内摩擦角￠=10.6°，粘聚力c=12.7KPa；⑤灰岩。基坑范围内西侧土体以可塑粘土层为主，东侧、南侧、北侧土体以可塑粘土层为主。

 

　　场地地下水主要为孔隙水和基岩裂隙水两大类，孔隙水主要赋存于第四系人工填土，基岩裂隙水贮存于基岩裂隙和构造裂隙中。

 

　　本工程位于闹市区，施工场地狭窄，场地东边有混凝土管廊，车库及两栋2层居民住宅；西边有混凝土管廊，一栋4层楼的宾馆，两栋6层居民住宅，距离场地均很近；南边、北边近范围内无重要建筑物。

 

　　考虑到场地的地质情况以及周围的整体环境，东、西侧采用钢管桩结合土钉墙联合支护方案。因为钢管桩耐打性好，水平承载力大，重量轻，刚性好，装载运输方便，不易破损。而置于土体中的土钉具有箍束骨架、分担荷载、传递和扩散应力、约束坡面变形等作用，利用土钉与土体牢固结合而共同工作，从而弥补了土体自身强度的不足，增强了土坡坡体的自身稳定性。南、北侧则放坡开挖，放坡坡度为1：1。

 

　　4.1支护顶部施工荷载取q1=15KN/m2，房子荷载取q2=40KN/m2，则顶部土体荷载q=55KN/m3。

 

　　4.2设置钢管桩，使桩底埋入基坑底面以下1.5m。钢管桩在结构中起预支护作用。钢管桩采用￠130地质无缝钢管，中距1.6m；注入水灰比为0.5的纯水泥浆，并掺水玻璃，注浆压力不小于0.5MPa，必要时可采用二次注浆；浇C25混凝土制作300mm×400mm压顶梁，梁的作用是使结构成为一个整体。

 

　　4.3土钉采用￠25mm的Ⅲ级螺纹钢筋，顶部土钉距地面1m，垂直间距1.6m，水平间距1m，土钉倾角为10o，顶部土钉长16m，底部土钉长11m，中间土钉分别长14m、13m。土钉孔孔径为120mm。

 

　　4.4水泥采用不低于强度等级42.5的普通硅酸盐水泥，灌浆采用螺旋式砂浆泵灌注，浆液为水泥砂浆，水泥砂浆强度等级为M15。

 

　　4.5因本土钉支护工程为临时工程，其面层采用100mm厚的钢筋网喷射混凝土，混凝土强度等级为C25，钢筋网采用￠8mm的Ⅰ级钢筋焊成200mm方格网片。

 

　　4.6为使整个支护结构形成一个有效的整体，设置腰梁，使土压力通过腰梁向钢管及土钉传递力，腰梁取10槽钢。

 

　　4.7对土钉进行抗力设计，计算出土钉所受侧压力和最大拉力，验算土钉筋材抗拉强度和土钉抗拔出能力。

 

　　4.8土钉墙内外部稳定性验算，内部稳定性分析采用圆弧破裂面条分法；外部稳定性验算是将土钉与原位土体组成复合土体，形成类似重力式挡墙的土钉墙，进行主动土压力情况下的抗倾覆、抗滑移验算。

 

 

　　5.1支护施工应分层分段开挖，开挖线宜为15~20m，开挖深度与土钉间距同。喷射混凝土面应设置伸缩缝，间距为20~25m。

 

　　5.2灌浆压力应保证在5个大气压左右，注浆应自孔底向上灌注，注浆管置入孔底0.2~0.5m处，注浆过程中，注浆管口应始终埋入砂浆内，随着砂浆的增长，注浆管随之拔出，保证锚孔压浆饱满，无气孔，无液孔。为防止水泥砂浆在硬化过程中产生干缩裂缝，浆液中应加入一定量的膨胀剂，为提高水泥砂浆的早期强度，加速硬化，可掺入早强剂。

 

　　5.3基坑坡顶、坡脚应设置排水沟，及时排出地表及基坑内集水，并要求对基坑坡顶的地面进行硬化处理，以防止地表水渗入到加固土体中，坡顶面向内找坡2％，以保证坡顶面反向排水。

 

　　5.4为保证土钉杆钢筋在孔中的位置，应事先加工定位脚，并保证焊接质量。严格控制土钉入土长度，以保证土钉足够的锚固长度。

 

　　5.5施工设备不得置于土坡之上，防止因加载、震动、渗水等因素危及边坡稳定。必须在基坑周边2m以内行驶重型车和堆放材料，堆载不得超过10KPa。

 

　　5.6先进行钢管桩施工，再进行土钉及混凝土面板施工。

 

　　5.7从上至下同时施工，下层施工时，上层面板混凝土须达到70％的强度，且开挖采用逆作法从上往下逐层施工。

 

　　5.8土钉施工前应先做试验杆并做好试验，施工中应预设检测杆，检测杆混凝土达到设计强度后进行检测，合格后用C25细石混凝土灌满空隙。

 

　　5.9坡顶每隔15~20m设置一个位移监测点。

 

　　5.10严格按设计图纸和施工方案组织施工，并遵循“动态设计与信息化施工相结合的原则”进行支护结构的施工。

 

　　采用钢管桩与土钉墙联合支护方案，解决了场地狭小给施工带来的不利影响，并保证了相邻建筑的安全，基坑四周建筑物和地下管线安然无恙。钢管桩施工容易安排，费用低，施工速度快，工期短；土钉墙支护施工灵活，安全迅速，无噪声、无污染，对场地要求小，工期短，造价低。