广西某高层建筑场地位于岩溶区，设计楼层33层，高106m，地下室二层，开挖深度10m。基坑北、西侧为街道，基坑边缘距街道边线分别为32m和28m；基坑东、南侧为6层建筑，东侧建筑边线距基坑边缘35m，南侧建筑边线距基坑边缘10m。根据场地工程地质条件及场地周围环境状况，基坑护壁决定采用土钉墙方案。施工过程中遇到了岩溶区常见的土洞，并形成坍塌；以及基坑底部基岩面上存在软弱土层。经过处理，土钉墙施工取得成功。该工程体现了岩溶区土钉墙施工的一些特点。现叙述如下：

 

 

　　场地地基土层可分为杂填土、粘土，下付基岩为灰岩。分述如下：

 

　　(1)杂填土(Q4ml)：由混凝土块和粘性土组成，硬颗粒含量40%～50%；厚0.4～1.2m，分布于整个场地。

 

　　(2)粘土(Q3el)：分为硬塑状、可塑状、软塑状粘土。硬塑状粘土层厚4.2～4.8m，位于杂填土之下，分布于整个场地；可塑状粘土层厚3.8～5.4m，位于硬塑状粘土之下，分布于整个场地；软塑状粘土层厚1.3～1.8m，位于可塑状粘土之下，在场地大部分有分布，仅场地西南角缺失。下伏基岩为泥盆系中统中～微风化灰岩，岩溶较发育。场地地下水类型为覆盖层孔隙水和碳酸盐岩裂隙溶洞水。孔隙水水量小，对土钉墙施工影响不大；场地碳酸盐岩裂隙溶洞水水量丰富，但埋深较大，对土钉墙由上至下逐层施工影响也不大。

 

　　根据场地地质条件，制定施工工序如下：加固软弱地层→分层开挖基坑→土钉墙施工→隐蔽验收。

 

 

　　场地大部分地区分布有软塑状粘土，其抗剪强度较低，若直接施工土钉则土钉的抗拔强度很低，且该层土分布在基坑边坡下部，基坑开挖后会形成潜在的滑动层，故在基坑开挖前先对该层土进行加固处理，处理采用压力注浆方法，注浆材料采用425号普通硅酸盐水泥配制的纯水泥浆，水灰比为0.6：1；用50型或100型勘探钻机将注浆探头锤击至软塑状粘土层底部，然后用砂浆泵以1.0MP的压力将纯水泥浆泵入，并逐步上拔注浆探头，上拔高度应小于探头出浆段的长度，注浆时应采取堵塞措施，使得水泥浆尽可能沿水平向挤渗入软塑状土层中，注浆至水泥浆渗出地面为止。处理后对该层土用触探方法测试加固效果，合格标准为锤击数不小于在场地可塑状粘土层的锤击数。若锤击数达不到要求，则在该处再次注浆加固处理。

 

 

　　根据场地工程地质条件和开挖深度，进行边坡稳定性分析和土钉设计验算，土钉设计极限抗拔力不小于30kN/m，土钉杆体为φ20mm的螺纹钢筋，长6～9m，土钉倾角25°，钻孔直径10cm，横向孔距1.5m，纵向排距1.2m，上下土钉呈梅花状排布，土钉面层为配网喷射水泥砂浆，钢筋网为Φ6mm钢筋，网距15×15cm，喷射水泥砂浆层厚度10cm，设计强度等级为C20。支护剖面如下图：基坑分层开挖深度为1.5m。

 

 

　　土钉施工前，先分层开挖基坑，每层开挖深度1.5m左右，开挖至土钉设计标高的0.5m以下，按设计将土钉位置做好标记，然后按锚杆机造孔→放入土钉杆体→灌注水泥砂浆的工序进行。造孔钻机采用气动冲击式锚杆钻机，造孔直径10cm，按设计施工孔深达到要求后，用空压机清孔，将孔内残留钻渣吹出孔口，插入土钉杆体，杆体上每隔2m焊接支架，以保证杆体在孔内能保持居中；灌注水泥砂浆时，注浆管应伸入孔内离孔底10～20cm处，注浆过程中应适时活动注浆管，令孔内水泥砂浆充实，避免产生气泡，影响土钉体与周围土体胶结的质量；水灰比为0.45～0.5∶1，砂要选用过筛后的粉、细砂，以免大颗粒堵塞注浆泵，造成灌浆中断时间过长，从而影响土钉体质量，砂含泥量不得大于5%，避免因含泥量过高而降低包裹土钉钢筋的水泥砂浆体的强度。灌浆第一次结束的要求是水泥砂浆溢流出孔口；待水泥砂浆初凝后再进行二次补浆。一般施工2层土钉后进行一次挂网喷射水泥砂浆面层，如此往复进行，直到完成。

 

　　在造孔过程中，遇到一处土洞，该土洞因为其下伏灰岩岩溶较发育而形成，亦为岩溶地区较常见的地质现象。由于造孔时机械扰动，引起洞周土体坍塌，并将造孔钻具埋住。考虑到基坑开挖深度已较大，土洞上方已施工了多层土钉，若冒然将钻具取出，极可能使坍塌加剧，从而破坏周围已完成的土钉柱体，故将钻具留在基坑壁中，作为支撑体。在短时间内用编织袋装入粘土并压实，投入土洞中，将土洞填满，然后用钢板将洞口遮住，以支撑物顶紧钢板。接着在基坑壁洞顶处造孔，孔向下倾斜约30°，孔连通洞体，然后注入水灰比为0.5∶1的水泥浆，使水泥浆尽可能地流入填充物的缝隙中，令填充物固结在一起，注浆管应伸到距孔底20cm处，水泥浆灌注结束的要求是浆液从孔口溢出。土洞部位的土钉先暂停施工，先施工其两侧的土钉，3天以后将洞口盖板取开，进行土洞部位的土钉施工，土钉数增加为原设计的2倍，施工方法与前述正常情况一样。

 

　　在施工过程中，随时观测已完成部分土钉墙的变形情况，在保证已完成工程的质量的前提下进行后续施工。根据对土钉的抗拔力试验，以及喷射水泥砂浆层的厚度和强度的检测，施工质量均符合设计和规范的要求。

 

　　基坑开挖至基底设计标高，并完成整个土钉墙施工，直到建筑物主体结构修建完工，基坑边坡都保持安全稳定，表明土钉墙支护是成功的。

 

 

　　在岩溶地区进行深基坑开挖，往往会遇到土洞及软弱土层，这些不良地质条件对基坑边坡稳定造成较大影响，采用回填、压力注浆加固等方法先进行处理，然后采用土钉墙护壁，效果良好。