深基坑钢花管复合土钉墙支护的工程应用

卢士华

(广州番禺职业技术学院，广东广州 511483)

1 工程概况

本工程位于宝安区松岗东方大道北侧，松岗中学西侧，场地呈长方形展布，周长约291．11 m。拟建场地用地面积约54 069．32 m2的体育场馆，主要建筑有综合馆:3层高度26．20 m，层底标高-4．80 m;停车库:1 层高度5．10 m，底层标高 -0．60 m，游泳池:1层高度3．00 m，层底标高-3．10 m;均采用钢筋混凝土结构。

本基坑为综合馆基坑，±0．00相当于绝对标高9．12 m，施工前将地面平至±0．000 m，基坑底板垫层底标高为-5．6 m，基坑支护深度为5．6 m。本基坑设计考虑至地下室底板垫层底，不再单独考虑局部加深，基坑坡底线为承台外边线退1 500 mm作为工作面。

2 水文地质条件

1)地形、地貌特征。建筑场地位于宝安区松岗中学西侧，原始地形为岗坡地与冲洪积盆地，原为农田，现场地部分为临时货运停车场，部分为临时建筑活动板房，场地东北边堆积大量建筑垃圾，部分为绿化苗圃。场地较平坦，野外钻探期间场地内钻孔孔口标高为 10．41 m ～7．87 m，高差2．54 m。

2)水文地质情况。本场地内的地下水主要为第四系冲洪积层砾砂层中的孔隙水、第四系残层砾质粘性土层的孔隙水及风化岩裂隙水，水量贫乏。大致以3剖面为界，以南以冲洪积砾砂孔隙水为主，为强含水层，水量丰富;以北以第四系残层砾质粘性土的孔隙水为主，为弱含水层，水量较贫乏。地下水补给源主要为大气降水，本次野外钻探期间为雨季，地下水稳定水位受降水影响大。勘察期间测得的地下水水位埋深0．10 m～1．10 m，水位标高为 9．14 m ～8．14 m。

3)建筑物及地下管线情况。基坑周围无建(构)筑物、道路及地下管线。

3 基坑支护方案

本工程采用搅拌桩结合钢花管土钉复合支护体系。具体剖面结构如图1所示。采用上部放坡、下部垂直开挖，基坑边缘为深层搅拌桩施工，在易于成孔地段采用人工成孔钢筋土钉结构形式。坡顶约3．5 m范围内采用喷射混凝土进行地面硬化，并与面板联结成一整体，地面硬化混凝土强度等级为C20，地面硬化厚度为10 cm。放坡处采用土钉φ16(L1 500@2 000)锚固。垂直开挖处搅拌桩一排φ550@400mm，钢花管土钉φ48@1 300mm，土钉挂网喷C20混凝土支护。

4 施工技术

1)搅拌桩。

搅拌桩采用一排φ550@400 mm，见图2，搅拌桩用32．5R普通硅酸盐早强水泥，水灰比为0．45～0．55，水泥掺入量为5．5 kg/m，泥粉10 kg/m。

图1 土钉挂网支护剖面示意图（基坑北面）

图2 搅拌桩平面布置图

水泥搅拌桩施工采用四喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低挡操作，复搅时可提高一个挡位。每根桩的正常成桩时间应不少于40 min，喷浆压力不小于0．4 MPa。

为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30 s，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30 s。

施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加55 kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

2)钢花管土钉。

钢花管式土钉，钢管管头部封闭，管身设置注浆孔。土钉下倾角10°。土钉长度、设置详见图3，图4。注浆采用PC32．5R复合硅酸盐纯水泥浆，高压注浆，水泥浆水灰比为0．45～0．55。

土钉施工前，应先了解地下管线的分布情况，以便在土钉施打过程中避开管线。如在施工中钢花管端部一旦碰到临近建筑物的桩基时，应相应调整土钉位置和角度。

钢花管按设计长度下料后，锚入端应做成锥形(锐角)，并将缝隙焊死，防止锚进土层时泥水进入锚管。钢花管注浆孔按双向每隔0．5 m设置，钢花管离基坑边壁2．5 m内不设注浆孔，注浆孔直径为5mm～10mm。所有注浆孔面积总和不宜超过钢花管口径面积的30%。在注浆孔处宜用钢板焊上倒刺，规格10 mm×20 mm，防止钢管锚入时泥土堵住注浆孔。

使用手持式冲击锤将钢花管锚入土体，施工时应控制其定位和倾角，误差在设计要求和规范规定的允许范围内。钢花管置入后应立即注浆并及时封闭，防止水土流失妨碍土体稳定。

钢花管土钉设置后，应将钢花管头部、衬垫、联系钢筋、钢筋网片用电焊相互焊牢，并及时喷射混凝土面层。

3)挂网喷射混凝土护面。

钢筋网为φ6@200双向，采用C20喷射混凝土，混凝土面层厚80 mm，配合比为水泥∶石子∶砂 =1∶2∶2．5(重量比)，石子粒径小于15 mm。混凝土面层使用PC32．5R复合硅酸盐水泥。砂料:使用中粗砂(见图5)。

图4 钢筋网片及土钉平面示意图

图5 土钉立剖面示意图

喷射混凝土采用干喷法并应分片按自下而上的顺序进行，喷头与受喷面的距离宜控制在0．8 m～1．0 m范围内，射流应垂直指向喷射面。

5 基坑安全监测

5．1 基坑及周边检测准备工作

为确保基坑顺利施工，做到发现情况及时处理，在基坑开挖施工过程中，对本基坑安装不同监测点，对基坑施工过程中的各项指标进行监测:

1)对周围原有的建筑物进行仔细调查、检测和技术鉴定，并做好记录、拍照、录像等工作，为施工过程中检测抢险及可能产生的纠纷提供必要的依据。

2)详细了解周围地下管线的情况，并做好记录。

3)在周边建筑物、路面设置变形观测点。

5．2 检测项目、检测方法、精度要求及测点布置

基坑监测项目是一项技术上复杂，不确定因素较多，风险性较大的系统工程，根据本基坑支护结构及周围环境的特点，应进行如表1所示项目的监测。

表1 基坑监测内容

另外，在基坑3H范围内应埋设3个钻孔基准点，作为沉降、位移观测的基准点，所有监测安排均应以确保基坑支护及周边环境安全为宗旨，若开挖过程中出现位移速率，支撑轴力较大等异常情况时，应适当加密监测次数，并且每次监测完毕后及时整理分析测试数据，向甲方和监理单位提供监测简报。

6 结语

本工程采用深层水泥搅拌桩与钢花管土钉复合支护技术，充分发挥两者的优点，经过现场开挖监控、位移观测，最大位移量为12 mm。实践证明，本工程采用深层水泥搅拌桩与钢花管喷锚支护在基坑支护工程中的应用是成功的，不仅效果好，而且造价低，有针对性，值得推广使用。

［1］王立祥．钢花管土钉在基坑事故处理中的应用［J］．四川建材，2009(8):32-33．

［2］中国土木工程学会土力学及岩土工程分会．深基坑支护技术指南［M］．北京:中国建筑工业出版社，2012．

［3］徐至钧．深基坑支护新技术精选集［M］．北京:中国建筑工业出版社，2012．