四川建院多功能体育馆结构形式为钢筋混凝土框架结构。基础埋置深度较大，采用大开挖方式施工，整个基础为方形，基坑范围约86m×58m，基底标高为-8.05m，设计室外标高为-2.45m，挖土深度约为6m，土方量约为25000m3基坑安全等级为二级，经现场勘察报告指出，场地除表层为0.30～1.90m的素填土外，其下为第四系全新统河流冲积洪积形成的粘土、粉土、淤泥质细砂、中砂、砾砂、圆砾、卵石层组成，且粘土、粉土层深度从0.40～4.30m不等；其它砂质层、砾石层深度约为2.00m，局部深度最大可见深度5.20m。

 

　　场地地下水主要为埋藏于砂卵石层中的第四系空隙潜水，补给来源主要为大气降水，水位随季节变化，年变化幅度为1.50～2.00m，本次勘察测得场地地下水稳定水位为地表层下9.40～10.80m，位于基地标高以下。

 

 

　　土钉墙护壁是近几年才进入城市建筑深基坑边坡支护的一种施工工艺，是采用锚杆加钢筋混凝土挡土墙的支护结构，它是靠充分利用土层自身强度，并通过压力灌浆，使土体成为整个支护体系的一部分，与锚杆、喷射面板组成柔性支护体系，而达到控制土体变形的目的。该方法必须与基坑土方开挖工作同期进行，交叉作业。鉴于本工程的特点，综合多重基坑边坡支护方案，本着经济、合理、高效的三原则，本工程基坑支护采用土钉墙护壁。

 

　　2.1土钉墙护壁方案设计理论

 

　　土钉墙由土钉体、土钉墙范围内的主体和面层组成，土钉体是置入于现场原位土体中以较密间距排列的细长杆件，如钢筋或钢管等，外裹水泥浆或水泥砂浆浆体[2]。其特点是沿土钉体同长度都与土体接触，与周围土体形成一个土钉体，在土体发生变形的条件下，通过与土体接触面的粘结力或者摩擦力，使土体被动受动，给土体以约束加固使其稳定，弥补了土体自身强度不足的弱点，充分调动土体自身结构强度，土钉体、土钉墙范围内的土体与喷射混凝土配钢筋结构面层一起，构成一个整体，减少边坡变形，增加土体自身稳定性，达到基坑侧壁支护的目的

 

　　2.2土钉体、土钉墙技术参数设计

 

　　（1）锚杆技术参数设计

 

　　锚杆采用全擦型锚杆。具体参数见下表

 

　　锚杆 长度（m） 倾角（°） 杆筋 间距Sx 间距Sy 联接方式 备注

 

　　第一排 6.0 10 ø48钢管 2.0 2.0 焊接

 

　　第二排 5.0 10 ø48钢管 2.0 2.0 焊接

 

　　第三排 3.0 10 ø48钢管 2.0 2.0 焊接

 

　　注：锚杆长度、间距可根据基坑开挖的实际深度作适当的调整。

 

　　（2）土钉墙支护面层参数设计

 

　　面层混凝土是在高压空气作用下通过喷射混凝土设备高速喷向土表面先期骨料嵌入土层表面，并为后续料流所充填包裹，在喷层与土层之间产生“嵌固效应”混凝土面层具有保护和加固表层土，使之避免雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落，以及隔水防渗等作用。

 

　　混凝土面层采用喷射混凝土与钢筋网组成的混凝土板结构形式。面层钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效调整喷层与土钉内力分布。喷射混凝土采用细石混凝土，配合比为水泥：骨料=1：4.5～5.0.水灰比为0.40～0.45.水泥采用32.5Mpa普通硅酸盐水泥，土钉墙钉墙段面层厚度为80mm，喷射混凝土强度采用C20.

 

　　面层钢筋网构造：网筋采用Ф6.5盘条，水平、竖直间距为300mm，搭接方式为绑扎。在土层中设置泄水孔，泄水孔纵横间距2.50m。

 

　　2.3土钉墙施工工艺

 

　　（1）挖土

 

　　本工程为大面积基础挖土方，开挖深度在6m左右，因为基础深度比较深，固在开挖时分三层进行采用机械开挖，每开挖一层，便进行本层的土钉墙护壁的施工，待土钉墙护壁达到设计强度要求之后，再进行下层土体的开挖，如是重复。开挖至基础持力层以上300mm处，余下的土采用人工开挖清除。

 

　　①土钉墙与土方应密切积极配合流水施工，尽量做到土方和土钉墙施工互不影响。

 

　　②土方应按照土钉墙设计方案中的放坡系数1：0.36控制基坑护壁的坡度，避免出现负坡或者人工清土量大的现象。

 

　　③根据进度要求，土方开挖每天为支护施工提供1.5～2.0m高，8～15m长的支护工作面。土钉墙施工操作平台宽保证大于5.0m，工作面大致平整。

 

　　④在距离基坑内边沿5m以外，对壁不产生大的影响，可以连续开挖下层，待周边土钉墙完成强度后，再清理周边，向下开挖。

 

　　⑤上层混凝土喷射完，且达到一定强度后，方可进行下一层土方的开挖。

 

　　（2）标记土钉位置

 

　　沿平整的护壁面由技术人员根据方案的土钉间距用卷尺测放出土钉的位置，并做好标记。孔位偏差不超过±50mm。以保证土钉横平竖直。

 

　　（3）制作土钉

 

　　土钉材料采用ø48的普通焊管，在钉入土段约1/2长度范围内制作出浆孔和倒刺。出浆孔大小约ø6～10mm，间距500mm，螺旋布置；倒刺用长约150mm的ø12螺纹钢焊接于标体上，间距2000mm。

 

　　（4）清理边坡

 

　　在机械开挖后，用人工清理护壁面，清除虚土和凸出土体，是工作面平整，平整度在±10cm范围内。

 

　　（5）制作并铺设钢筋网

 

　　钢筋网采用ø6盘条，现场按要求张拉。钢筋网水平、竖直间距为300mm，搭接方式为绑扎。在清理好的护壁面上铺设设置好的钢筋网，要求钢筋网的保护层厚度大于20mm。

 

　　（6）击入土钉焊接加强筋

 

　　采用QC-150锚杆机击入土钉，要求锚杆位置在设计位置±5cm范围内，锚杆击入土体后倾角为10度左右。并采用ø12的螺纹钢分别与水平、竖直土钉焊接，保证焊接强度超过锚杆的抗拔力。

 

　　（7）喷射混凝土

 

　　该工程混凝土采用现场搅拌方式，水泥与沙石重量比为1：4.0～4.5.并采用PZ-5B系列干喷混凝土设备，采用9-12m3压缩空气作动力。干喷混凝土设备要求水流在喷头前混合干料，水量以喷出面层平整光洁为宜且喷射混凝土的骨料最大粒径不宜大于8mm，水灰比为0.40～0.45，喷头与被喷面尽量垂直，距离保持在0.6～1.0m，喷射顺序应由下之上，分段进行。喷射混凝土层厚度为8cm，回弹率控制在15%范围内，回弹下落混凝土料及时清理利用。在喷射后2小时应按规定进行喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7天，以确保混凝土面层的后期质量。

 

　　（8）制作泄水孔

 

　　泄水孔一般与土钉呈梅花型布置，间距为2.5m，泄水孔必需击穿混凝土护壁达到原土层，有明显渗水地方设置塑料排水管，以便更好的排出积水或渗水。

 

　　（9）压浆

 

　　喷射完成，护壁强度达到80%后，应进行压浆，浆液采用32.5R纯水泥浆，浆液水灰比为1：0.5.采用JW型制浆桶进行浆液的制备。注浆压力为0.3～0.5Mpa。浆液应搅拌均匀，随搅随用，须在浆液达到初凝前用完。

 

　　3土钉墙施工过程中安全技术措施

 

　　（1）及时封闭基坑顶路面，形成散水面，禁止外来水渗入支护土体中，造成安全隐患。

 

　　（2）支护工作面开挖后，及时进行土钉墙工作，防止土体长时间暴露。

 

　　（3）严格注意开挖和支护之间的配合，防止出现超挖或边坡超时暴露的情况，如出现开挖后局部地段位移过大，应用机械迅速回填坡脚，在加固处理且边坡位移趋于稳定后在继续下挖。

 

　　（4）挖土期间，每天进行基坑位移监测，当基坑位移超过设计所规定的范围，应减缓或停止施工并立即报告，并采取相应措施。

 

 

　　在治理边坡稳定的施工中，经常土钉墙等方式施工技术，需要制定合理、科学、规范的土钉墙施工方案，从而使深基坑内壁的位移和内力状态在设计和规范容许范围内。通过卓有成效土钉墙技术，多功能体育馆在深基坑施工中，满足设计要求和基础安全，本例的施工实践对今后同类型深基坑施工有重要的借鉴意义。