浅谈复合土钉墙在深基坑支护中的应用

2015-12-02韩同辉

城市地质 2015年2期

韩同辉

（北京市地质工程公司，北京 100143）

0 序言

近年来，随着城市建设的不断发展，建筑物越来越密集，基坑深度也随地下空间高效开发利用而不断加深，因此对于基坑支护的要求也更加严格。面对复杂多变的地质条件、错综布置的地下管网、紧张有限的施工场地和不可避免的临近荷载，土钉墙支护结构在应用范围上受到了大幅限制。对于一般土钉墙无法适用的深基坑，在工期要求紧、造价要求低、附加荷载大和地下水位高等条件限制时，即可采用复合土钉墙支护方式。

1 复合土钉墙应用形式

复合土钉墙支护适用于深度不大于15.0m的非软土基坑，具有轻型，机动灵活，适用范围广，支护能力强，可作超前支护，并兼备支护、截水等效果[1]。在实际工程中，组成复合土钉墙的各项技术可根据工程需要进行灵活的有机结合，形式多样，有土钉墙+止水帷幕形式、土钉墙+微型桩形式、土钉墙+预应力锚杆（锚索）形式[2]。本文将重点阐述土钉墙+预应力锚杆支护形式，在工程案例中的成功应用。

2 望京体育馆项目中复合土钉墙工艺设计方案

2.1 工程概况

望京综合体育馆A座基坑开挖、支护工程位于广顺北大街望京新城D5区，基坑深度14.36m，±0.00=38.00m，室内外高差-0.30m。基坑西侧紧邻在施地铁14号线望京站及区间，部分隧道叠穿于西侧基坑下0.9～2.0m。拟建场馆与在施地铁平面、立面位置关系如下图1、图2所示。另外，基坑西侧紧邻广顺北大街，管线复杂密布，成为该侧支护的又一难点。

图1 地铁走向与基坑位置平面关系图

图2 地铁走向与基坑位置立面关系图

2.2 地层及地下水情况

（1）地层

地层情况见表1。

（2）地下水

根据勘察资料表明，本场区地下水情况如下：

第1层静止水位埋深为2.50～4.60m，静止水位标高为32.79～35.48m，地下水类型为上层滞水，含水层为：②层粘质粉土～砂质粉土、②2层粉砂，地下水补给主要为大气降水及地下径流以及管道漏水，水量较丰富，局部缺失，以地下水侧向径流及越流为主要排泄方式。

第2层静止水位埋深为7.10～8.40m，静止水位标高为29.47～30.60m，地下水类型为层间潜水，含水层为：③1层粘质粉土～砂质粉土。

第3层静止水位埋深为12.10～13.50m，静止水位标高为24.39～25.72m，地下水类型为潜水，含水层为：.④层粉细砂、④1层粘质粉土、⑤1层粘质粉土、⑤2层粉细砂、⑦圆砾、⑦1层粉细砂。

表1 地层情况

表2 支护设计输入参数

表3 土钉墙技术参数

表4 预应力锚杆技术参数

图3 支护设计剖面图

图4 复合土钉墙施工流程图

2.3 支护设计分析

（1）综合地铁资料、管线资料及岩土勘察报告，总结该项目支护难点如下：

地铁隧道贯穿于基坑之下，二次衬砌顶部距离结构底板仅1.0m左右，使得该区域因嵌固深度不足而不能施工排桩及止水帷幕，对于实际挖深14.06m的高水位深基坑，支护难度极大。

根据勘察报告可知，3层地下水均位于槽底以上，且地下水位高、水量丰富，地层稀软，土层渗透性差，降水效果较差，对于基坑开挖支护非常不利，影响基坑安全。

基坑西侧邻近广顺北大街，地下管线错综复杂，对基坑开挖造成限制，基坑周边环境条件决定支护设计不能放大坡，使得支护难度进一步上升。

（2）针对工程的特点和难点，采取土钉墙+预应力锚杆的复合土钉墙方式，进行基坑边坡支护，原因如下：①土钉墙支护方式无需占用基坑下部空间，避免对地铁隧道造成影响，但因基坑挖深超过12m，故为保证基坑稳定，控制位移，须加设锚杆。②根据以往施工经验，因望京地区地层较软，水量丰富，降水效果不理想，且根据《北京市建设工程施工降水管理办法》限制进行施工降水，故在基坑其它区域采用桩间旋喷桩止水帷幕方式处理地下水，桩径500@350mm，槽内布置疏干井以保证干槽作业。但在地铁隧道上部基坑无法施工旋喷桩，因此在此坡段局部采用降水方式，降水井兼用作水位观测井，以便准确掌握地下水位，井径600mm，井深14.3m/23.0m。③为保证基坑放坡稳定性，拟在坡面留置土台，分两级放坡，采取了1:0.5放坡比例做两级放坡，与锚杆支护组成联合支护体系，保证基坑安全。在复合土钉墙施工期间应加强位移观测，如有必要则根据现场情况调整锚杆参数，限制位移量。