三门峡市某商业广场，4幢17－31层高层建筑物，两层地下室位于整个拟建场区，框支剪结构，地基基础方案干作业成孔（扩底）灌注桩。基坑深度为12m，支护边长约14m。基坑安全等级为一级，基坑范围内未见地下水。依据场地工程地质、水文地质条件及周边环境条件，并对基坑边坡的稳定性进行分析后，基坑开挖采用土钉墙及素喷方案。

 

 

　　拟建场区位于黄河南岸Ⅲ级阶地前缘，场区地表高程变化较大，勘探深度内场区地层主要为第四系全新统及上、中更新统冲-洪积成因类型的黄土状粉土、黄土状粉质粘土和第四系下更新统冲-洪积成因类型的细砂，地层自上而下依次分布为：①素填土层：厚度差异较大，在0.00～2.00m之间。②黄土状粉土层（黄土状粉质粘土）：厚度31.00～36.00。③卵石层：揭露最大厚度13.31米（未揭穿）；场区内未发现不良地质作用，但存在较多地下埋藏物、明沟、暗沟；场区为自重Ⅲ级（严重）湿陷性黄土场地，按规范要求部分消除湿陷性后，适宜工程建设。

 

　　3、设计方案

 

　　根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质条件，基坑侧壁安全等级为一级，该工程基坑工程的重点为：1.预防并控制因基坑开挖引起南侧道路的不均匀沉降；2.确保被支护基坑边坡的安全稳定，为后续的主体施工创造良好的施工条件。基坑开挖深度深为地面下12.00m，基坑底位于黄土状粉土（黄土状粉质粘土）层上，该基地土承载力特征值为120-140kPa，该土层承载力满足基坑抗隆起的要求。

 

　　依据本工程《岩土工程勘察报告》提供的场地工程地质、水文地质条件及周边环境条件，对基坑边坡的稳定性进行分析，采用土钉墙及素喷方案。采用土钉墙及素喷支护方案的优点：1土钉墙可显著提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力；2土钉墙及复合土钉墙工程造价低，工期较短；3施工时噪声低及污染小。

 

　　3.1基坑支护方案设计参数计算：

 

　　1-1剖面土钉墙设计

 

　　2-2剖面土钉墙设计

 

　　3-3剖面1：0.5自然放坡，素喷砼厚60mm，坡顶翻边1.0m。

 

　　3.2土钉墙施工参数设计

 

　　3.2.1土钉注浆设计

 

　　土钉成孔直径为100毫米，倾角10°-15°，孔内高压注入325#普通硅酸盐水泥浆，水灰比为：0.45-0.5。

 

　　3.2.2面板设计

 

　　材料：325#普通硅酸盐水泥，中砂，粒径5-10毫米石子。

 

　　混凝土面板设计强度C20，面板厚度80毫米；设计坡面压顶外翻至南侧围墙。

 

　　3.2.3面板布筋设计

 

　　布筋网使用Ф6.0热扎圆盘条，设计间距为@250×300毫米；

 

　　加强筋网：1-1剖面3~4排土钉Ф12@140×1500毫米，5~8排土钉Ф12@1500×1500；

 

　　2-2剖面Ф12@2000×1500.

 

　　4、施工工艺和方法

 

　　4.1土钉墙施工工艺和方法

 

　　修理边坡―――→造孔―――→土钉安设―――→注浆―――→挂网――→固定加强筋――→喷射砼――→养护

 

　　修理边坡：采用人工清坡，坡度按设计要求，坡面平整度的允许偏差值为±20毫米。

 

　　造孔：按设计土钉间距标出准确孔位，用洛阳铲成孔，成孔角度为下倾10-15度，孔径100毫米。

 

　　土钉安设：

 

　　土钉按设计要求的长度进行制作，为保证其在孔内居中，土钉应设置居中支架，支架间距为1.5-2.0米。

 

　　注浆：在安设好土钉的孔内注入1：0.4-0.5纯水泥浆，注浆压力不低于0.4MPa，以确保土钉与孔壁之间注满水泥浆，注浆采用有里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5米处。

 

　　挂网：在修好的边坡坡面上，按设计间距要求，铺上一层钢筋网，钢筋之间用扎丝扎牢，网片之间搭接长度约为300毫米。

 

　　固定加强筋：用Ф12钢筋将各土钉头部连接起来，各焊接点必须牢固。

 

　　喷射砼：在上述工序完成后，即可喷射砼，在工作面情况不好时可进行初喷。在喷射混凝土过程中喷枪应与受喷面垂直，与受喷面的距离为0.8-1.0米，喷射机处的工作风压为0.12-0.14MPa；喷嘴处的水压为0.15MPa。

 

　　养护：喷射混凝土终凝后2小时应浇水养护（冬季覆盖草衫养护），保持混凝土表面湿润，养护期不少于7天。

 

　　4.2喷锚支护施工中应注意的问题：

 

　　4.2.1保证按设计规定的水泥渗入量配制水泥浆液并压入孔中，不允许降低水泥渗入量或因注浆压力不足使锚孔内形成空洞。

 

　　4.2.2基坑土方开挖必须服从于支护，土钉强度达设计要求后，土方应分层（土层分层开挖间隔时间大于5天）、分段开挖，严禁超挖或形成反坡。开挖设备应挖出光滑规则的坡面，最大限度地减少对支护土层的扰动。基坑土方开挖应结合土钉墙施工，分层分段进行，每层开挖深度不得超过1.5米，每层分段开挖不得超过20米，严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。

 

　　4.2.3支护进行期间，各施工单位应确保无明水排入基坑内。

 

　　4.2.4基坑边坡6.0米内堆载小于15kPa。

 

　　4.2.5支护期间对基坑土壁进行位移监测。

 

　　4.3位移监测

 

　　本基坑周边顶共布置20个点进行边坡土体顶部的水平位移和垂直位移的监测，监测点间距15～25m，其中东西陡峭地段各布置4个点，南面布置7个点，北面布置5个点。在施工期间要求每天观察一次，若发现异常情况如地面突然开裂、裂缝持续增大或位移日增量超过3mm等，则加密观察。

 

　　因土钉墙地面高，支护深，土钉墙的水平位移和垂直位移的监测应予取予以特别重视，在施工期间要求每天观察一次，施工结束后要求一周观察一次，若发现有水平位移和垂直位移应立即采取相应的措施。施工表明，各测点在设计要求的范围内，均不超过50mm，有部分测点的水平位移在施工期间增长较快，施工结束后趋于稳定。

 

 

　　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；在黄土状粉粘土地区，可附加深层搅拌和注浆技术对基坑底部进行加固处理，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。