1、引言

        随着城市建设的发展，高层和超高层建筑物的不断涌现，对深基坑边坡支护工程的设计与施工提出了更严格的要求，不仅要确保边坡稳定、满足变形要求；而且要确保基坑周围已有建筑物、构筑物、地下管网和道路等的安全.传统的放坡、土钉墙等支护方式虽然成本低、速度快，但难以保证周边建筑物的安全；而桩锚、内支撑、地下连续墙等支护方式.安全性好，但成本较高且施工速度难以满足工期要求.因此在深基坑支护工程中，将二者联合使用，优势互补，运用复合土钉墙支护技术取得了较好的效果.

 

　　2、工程概况

       衡阳某高层商住楼，主楼为20层，裙楼为5层，总建筑面积46966m2。框剪结构，筏板基础。基础埋置深度-13.5m，带二层地下室，局部二层半。基坑长约171m，宽约45m，基坑设计开挖深度8～12m。

 

　　 2.1工程地质条件

 

　　 1.人工填土层：杂色、主要为粘性土及粉土组成的素填土，湿~稍湿，松散。厚0.8~3.5米，平均1.90米；

 

　　 2.粘性土层：主要为粘土和粉质粘土，局部夹粉及淤泥质土；厚0.6~5.4米，平均3.53米；N=5.5~16.6击，平均9.7击；fK=181KPa。

 

　　 3.砂性土层：主要分布于场地的西部，层面埋深2.50~5.20米，厚0.80~4.1米。土性为粗砂、中砂、细砂及粉土，呈灰白、灰黄、桔黄色，饱水、松散~稍密状，个别中密，分选性差，含泥质较多。天然含水量为18.3％。N=11.4~18.8击，平均15.3击；fK=228KPa。

        4.残积粉质粘性土层：土性为粉砂岩风化而成的粉质粘土及粘土，呈褐红色，湿，可塑~硬塑，厚2.0~9.1米，平均4.7米，N=5.3~25.3击，平均14.6击；fK=251KPa。

 

　　 5.残积粉质粘性土层与粉土层：顶面埋深6.0~12.5米，平均8.95米，厚3.1~10.8米，底面埋深9.5~20.2米；局部分布，湿，硬塑或中密，少数坚硬或密实。N=6.0~29.0击，平均17.1击；fK=302KPa。

 

　　 6.强风化泥质粉砂岩，主要为粉砂岩，呈褐红色，岩芯呈半岩半土状，岩块夹有残和粉土。顶面埋深9.50~20.2米，厚度为0.70~8.00米，平切2.97米，N=60击，fk＞680KPa。地下室基坑的基底大都开挖到这一层。

 

　　 2.2场地地下水概况：

 

　　 场地内的地下水主要赋于西侧含砂性土层中，粘性土层及残积土层含水极微弱；岩石在钻探过程中未发现漏水现象，估计基岩裂隙水较贫乏。地下水主要受大气降水及砂层侧向迳流补给。地下水位埋深为0.85~3.05米，含水砂层的顶面埋深为2.50~5.20米，水位埋深于砂层的顶面之上，属微承压水。经注水试验，场地内的砂性土层的渗透系数K=0.68M/d，属弱透水层。地下水对砼无侵蚀性。

 

 

　　 3.1基坑支护方案确定

 

　　 根椐场地地理位置，基坑开挖深度和周围环境条件及土层力学性质，由于该工程基坑开挖支护为监时性措施，经多方案支护形式技术经济比较，决定采用以锚杆复合土钉墙支护技术为主的监时支护结构。因为锚杆复合土钉墙可提高边坡整体稳定性和承受坡顶起载的能力及所用的施工设备简单，占用施土场地小，而且可随基坑开挖逐次分段实施作业，方案可行。给合本工程上述特点，根椐"经济、安全、方便施工"的原则，采用锚杆复合土钉墙的支护方案是比较合理的。复合土钉墙围护结构具有经济、施工方便、施工工期短、安全可靠等优点。

 

　　 3.2基坑支护方案选择

 

　　 1）本工程基坑支护具有如下特点：本工程周边场地情况并不宽敞，坑周围的场地亦十分有限，没有采用全深度放坡开挖的条件。基坑东西方向狭长，南侧紧靠城市主干道，东侧紧靠路边，动荷载及震动荷载比较大。基坑开挖深度大，开挖深度达到12.0米。开挖线周长约412米。基坑开挖面积大，约7300平方米，东西向长171米，南北向45米。场地地基土质岩土性变化大，西部约50米范围内存在砂性土层。地下水位高，土层渗透系数大，因此切实作好止水、降水、防水工作是本基坑工程成败与否的关健。计算参数：基坑计算深度取12米；计算中考虑地表施工堆载，东、南两侧取30KN/m2，北侧25KN/m2，面侧取10KN/m2。土压力计算采用土体固块指标，各土层物理力学性质指标根据某工程勘察院提供《岩土工程勘察报告》取值。

 

　　 2）支护结构具体做法

 

　　深基坑因场地周围无条件放坡，因此采用(喷锚网)土钉墙支护。在土钉墙位置沿周边设置超前垂直锚管桩，超前垂直锚管桩用φ114mm钢管加工而成，管内灌M15砂浆，每隔1米间距进行定位布孔，四周均布，基坑深12米，超前垂直锚管桩长15米，打入强风化岩，垂直误差值必须保证在1％以内。土钉墙面层采用C20喷射砼，墙厚150mm，内配钢筋网φ8@200×200，锚杆按1300×1300方格布孔。从上往下共设置9排锚杆，其中7排是普通锚杆（长度12~15米）和2排是预应力锚杆普通锚杆（长度22米和20米），钢筋采用Yφ32和φ28，倾角15°。预应力锚杆设置在第3排和第6排，在预应力锚杆位置设置预应力腰梁，把锚杆位置钢筋网的水平钢筋设置设为加强钢筋2φ20，此部份墙加厚。坑底距离土钉墙2米处设排水沟一道

 

 

　　 4.1边坡支护施工

 

　　 1).基坑开挖前，先将基坑四周的超前锚管桩施工，超前锚管桩均布四周，每根锚管桩长度15米，间距1米布孔，管内灌M15砂浆。

 

　　 2).喷锚作业的施工顺序；修坡→编网→喷首层砼→布孔成孔→锚杆安装→清孔注浆→焊接锚头→喷面层砼的顺序进行。预应力锚杆张拉在最后进行。3）边坡开挖：复合土钉墙支护是随着基坑开挖的进行而逐步实施的，土钉墙施工与挖土作业交叉进行，配合的是否合理，直接关系到基坑的安全和施工工期。支护要求按分层分区跳格开挖、分层支护、平行流水衔接作业；首层开挖深度1.6米，以后各层开挖深度不得超过1.3米，每层分段开挖长度不得超过15米。严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一属。在基坑西部有砂性土层，开挖此部边坡土方时，减少开挖高度和长度。

 

　　 4）.修理边坡：在机械开挖后出支护坡面后，需要人工及时修整边坡平整度，尽可能缩短边坡暴露时间。如果作业面渗水较大时，设置临时排水孔；如软弱土层引起的局部小坍塌，要及时采取摩擦锚杆等加固措施。

 

　　 4.2挂网初喷：钢筋网的直径、间距应符合设计图纸要求，绑扎和接头的焊接应符合规范要求。要求修坡挂网后及时快速施喷，控制好喷射砼水灰比和砼厚度。

 

　　 4.3布孔成孔：按照设计图纸的锚杆标高和间距，在作业面上定出孔位，并按照角度和长度进行成孔作业。在局部含水量较大的淤泥质土和砂性土层中难以成孔时，改用花管直接击入注浆。

 

　　 4.4锚杆安装：锚杆加工，杆径、长度应符合图纸要求，按2米间距设置对中架；安装前，彻底洗净锚杆上的杂物，将锚杆推送到锚孔底部，在推送过程要保证底部注浆管不脱落；

 

　　 4.5锚杆注浆：锚杆砂浆强度M15，注浆时在孔口绑好注浆袋，先利用注浆管从底及外进行注浆，当孔口有水泥浆溢出时停止注浆，拆卸底部注浆管后，直接用压浆管和注浆袋在孔口实行加压注浆，加压时间4~5分钟，注浆压力0.05~0.5MPa。

 

　　 4.6焊接锚头：注浆12小时后方可焊接锚头；预应力锚座，钢板要与锚杆的张拉方向正交。

 

　　 4.7喷面层砼：喷射砼强度为C20，喷射前，打湿和清理干净喷射面，喷射的工作压力为0.4~0.6MPa，喷射时由上而下进行喷射，喷射枪头尽量与施喷面垂直，枪头与作业面距离小于2米，喷射时要保证砼厚度和平整度。

 

　　5.方案实施

       效果由于施工前对施工方案进行了充分论证，对一些关键技术做到有效控制，同时在施工中组织严密，方法得当，措施到位，并严格按施工工艺和顺序进行操作，取得了较好效果。1）节省了施工工期，比计划提前了20d。2）经连续监测，坑壁土体的水平位移、坡顶沉降量、周边道路地面垂直位移以及坑壁顶部硬壳层和土钉极限抗拔力等，均满足了规范和设计要求。3）采用土钉支护技术，确保了基坑土体的整体稳定，避免了基坑开挖对周边环境的不利影响，达到了预期的目的。6、结束语：综上所述，在现代高层建筑基坑工程中，土钉墙及其复合支护以其经济实用安全可靠的特点优势正逐渐得到越来越广泛的运用；为了减少基坑变形，可通过施加预应力的办法使其变形有效得到控制，而在软土地区，则可附加深层搅拌和注浆技术对基坑底部进行加固处理。