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【摘要】近年来，我国深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护的推广和运用发展极为迅速，深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术的效果得到了大幅度提升。本文主要研究深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术，并以具体的工程作为案例，针对深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术的方案、工艺流程进行阐述，期待能推动我国的深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术应用的健康发展。
【关键词】土钉墙；深基坑；钻孔灌注桩；复合支护；策略
中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护在上个世纪70年代在我国各项工程中得到应用并日益普遍，且取得较好的支护效果。本文以重庆市的某地下工程作为案例，详细研究深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支技术。
一、地下工程情况简析
某地下工程位于重庆市的某区的东南方，该工程地势较为平坦。这个工程的地下室工程的平面面积为5600平方米，原始地面、基础底板、承台底的标高是分别为负1.5米、负6.7米和负6.8米，开挖基坑的深度是5.3米，工程的北边和西边均是空地，南边开挖上边线和拟建的教学楼的距离是16.82米，东侧距中学教学楼开挖边线最近约23.4米。
本工程的地质情况是开挖场地基坑会影响基坑的深度，基坑内的土层是由素填土、淤泥质粉质粘土和淤泥质粉质粘土夹薄层粉砂等共同组成。主要影响本工程的水文地质是浅部对应的孔隙潜水和深部对应的弱承压水，浅部孔隙潜水多是存在于层素填土和淤泥质粉质粘土的土层中，补给多是大气降水和地表的径流，并且以自然蒸发方式进行排泄。地下降水呈现季节性的变化。
工程围护体系方案选择
基坑特点
按照该区岩土工程所对应的勘察报告和施工图纸等相关的文献和资料显示，明挖其管线段的基坑具有下面几点特征：一是基坑的开挖深度是11．20米，基坑底对应的开挖层是饱和粉土；二是基坑开挖和相应范围内受到影响的杂填土及饱和粉质黏土的透水性较强，所以基坑的周围渗水问题必须引起重视；三是因为施工场地比较狭窄，备放坡条件不够。
2、围护方案选择
综合本项工程如上特征，其基坑的围护文案可以选择如下：一是钻孔灌注桩墙的内撑围护，并与井点降水相结合；二是土钉喷锚支护，同样与井点降水相结合。针对这个基坑的土质不好及地下水丰富的性质，比较以上两个方案，从技术和经济两个方面而言，第二种围护方案更适合，其优势是既可以有效避免土体位移和塌坡，又方便下管安装，就是深坑和自然地面的相近处可以选取土钉喷锚和钻孔灌注桩的复合支护。
三、土钉喷锚与钻孔灌注桩复合支护的技术设计方案
考虑深基坑底部多是饱和粉土，其本质是属于软弱的下卧层，所以深基坑的围护选取深管井降水结合五排土钉喷锚，加上坡角处600与@800钻孔灌注桩支护，钻孔灌注桩的顶部是由压顶梁一起联结成整体，并由第五排土钉拉锚支护和承受，如图1所示。
这个深基坑的复合围护体系所对应的受力、变形和稳定等方面的分析计算，主要按照《建筑基坑支护技术规范》要求，采用软件辅助设计，设计如下：基坑选取土钉墙的围护结构自然地面±0．00开挖到-7．60 米，然后选取拉锚式排挡墙围护结构开挖以设计标高-11．20米，计算如下。一是开挖深度是7．60 米，坡度为1：0.25，海域是15kPa，锚杆的参考取值如下表：
表1：锚杆的参考取值表
安全系数则如表2：
表2：安全系数表
上述土钉强度、长度设计中局部安全度比常规设计原则较大，系考虑了安全储备与经济效益相结合，并针对该地段土质及地下水情况以保证基坑整体稳定的需要。
拉锚式排桩墙的分析结果如下：设计荷载值为：q = rh+P =19.44x 7.6+15 =162 kPa。其中，r为土层加权重度；h为自然地面至围护桩顶的土体厚度；P为活荷载值。围护桩顶按铰接支撑计算，支撑力由桩头的土钉锚杆承担，每根桩头设置一根长为1248的土钉锚杆。每根围护桩承受的最大正弯矩为184.9千牛顿·米，承受的最大负弯矩为77.2千牛顿·米，围护桩顶每根锚杆承受的拉力为119.5千牛顿，围护结构最大水平位移为23 毫米。围护桩顶标高-7.6米，有效长度12.8米，樁底标高-20.4米，基坑整体稳定系数为1.32，抗隆起稳定安全系数为3.47。
四、土钉喷锚与钻孔灌注桩复合支护的工艺流程
1、土钉喷锚施工
土钉喷锚施工要点：1)土钉在护壁上呈梅花形布置，钻孔要保证位置正确，钻进后要反复提插孔内钻杆。2)钢筋使用前要验收。导向架、定位器间距要均匀，安装牢固。3)洛阳铲钻孔拔出钻杆插人土钉后要立即注浆，以防塌孔。4)控制灌浆压力不低于0．6 MPa(第一道为0．5 MPa)，采用封闭式压力注浆，水泥砂浆中根据土质情况和气候季节情况考虑掺入约2％～5％早强剂。5)注浆前检查输浆管道，注浆量不得小于计算量的1．1倍。
2、基坑管井降水
（1）管井施工的工艺流程
本工程的管井计13口，用地降水的管井选取回转钻机进行成孔操作，其在实际工作中的工艺流程如图所示：
（2）放线定位
按照工程的降水井的设计图纸，测量出准确相应的管井位置，采取钻机根据井点位置进行定位。
（3）钻孔
确定井的成孔，选取适当的钻机做好成孔和护壁。护壁时要准确控制泥浆浓度，即要保证在成孔时起到护壁作用，又能在降水时冲洗干净。
（4）沉放井管
在下设滤管必须清孔，下设井管时必须保护井管的滤网和骨架联结牢固，防止松扣现象的发生。井管要选取波纹管，井管定位必须保证垂直且居中。
（5）填砾料
井管下设井中后，要马上在井管和孔壁之间用绿豆砂滤料进行填充。绿豆砂滤料一定要满足级配的相关要求，即杂质含量必须小于3%，工人使用铁锹沿着井口四周均匀下填砾料，要分层进行砾料的填充，避免产生偏压以造成冲击井管。填砾料要一次完成，填至井口下面1米左右，选取粘土回填并夯实封口。
（6）洗井
洗井作为成井的重要工序，一口井能否投入使用均由洗井质量决定。选取泥浆泵进行清水冲井和拉活塞一起使用。洗井要洗两次，并保证两个的抽水涌水量产生的差异不大于15%，洗井后要保证井内的沉渣基本不变化。
（7）安装井管水泵并进行试抽
安装井管水泵之前必须测量井的深度和沉淀物的厚度，并确保洗井符合安装水泵的要求。用绳把潜水泵放入井底进行安装，安装完毕后要开展单井试抽，以确定单井的出水量和降水设备是否满足要求。
3、土方工程
本工程的挖土施工必须注意如下方面：一是土方开挖时，一定要分层且分段开展，即用机挖也要人修，基坑每一层对应的开挖深度小于等于1.40米，不同的施工队段的开挖长度要小于等20米，禁止多挖或者是在上一层挖掘完成后，还没有加固完毕就开始挖下一层；二是深基坑的第一层要求挖除表面土方至标高-2米，在分段开始挖掘后，马上着手进行第一层土钉喷锚的施工；三是接着开挖第二、第三、第四、第五及第六层的土方，一直挖到深基坑的底部，即标高-3.40米，一4.80 米，-6.20米，-7.60米和-11.20米，最后一层必须采用人工修土。
不同层土方在进行分段开挖以后，要马上开展土钉喷锚的和施工。挖土机作业时，一定要分层挖土，每一层禁止超挖，以挖土可以满足土钉喷锚的施工作业面为准，以达到缩短施工工期及维护基坑稳定的目的。
结语
此项工程的深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术的顺利完成，对于本工程下一步的正常施工提供了重要的支撑作用。经本工程实践可以得出，利用深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术，具备施工迅速且节约成本的优点，有效缩短工程的施工工期，产生了显著的经济效益。
参考文献：
[1] 方舟、张俊芝、王哲.土钉墙与排桩内支撑复合支护技术在基坑工程中的应用[J]. 浙江建筑. 2011(02)
[2] 龙志煌.桩-锚支护技术在深基坑工程中的分析应用[J]. 中外建筑. 2011(03)
[3] 朱侠.浅谈深基坑支护方案选择[J]. 知识经济. 2011(11)
[4] 晏俊.搅拌桩止水帷幕+灌注桩及内支撑复合支护技术在深基坑施工中的应用[J]. 中外建筑. 2011(07)
[5] 于军.土钉锚杆与灌注桩复合支护在深基坑中的应用[J]. 山西建筑. 2010(22)
【关键词】土钉墙；深基坑；钻孔灌注桩；复合支护；策略
中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护在上个世纪70年代在我国各项工程中得到应用并日益普遍，且取得较好的支护效果。本文以重庆市的某地下工程作为案例，详细研究深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支技术。
一、地下工程情况简析
某地下工程位于重庆市的某区的东南方，该工程地势较为平坦。这个工程的地下室工程的平面面积为5600平方米，原始地面、基础底板、承台底的标高是分别为负1.5米、负6.7米和负6.8米，开挖基坑的深度是5.3米，工程的北边和西边均是空地，南边开挖上边线和拟建的教学楼的距离是16.82米，东侧距中学教学楼开挖边线最近约23.4米。
本工程的地质情况是开挖场地基坑会影响基坑的深度，基坑内的土层是由素填土、淤泥质粉质粘土和淤泥质粉质粘土夹薄层粉砂等共同组成。主要影响本工程的水文地质是浅部对应的孔隙潜水和深部对应的弱承压水，浅部孔隙潜水多是存在于层素填土和淤泥质粉质粘土的土层中，补给多是大气降水和地表的径流，并且以自然蒸发方式进行排泄。地下降水呈现季节性的变化。
工程围护体系方案选择
基坑特点
按照该区岩土工程所对应的勘察报告和施工图纸等相关的文献和资料显示，明挖其管线段的基坑具有下面几点特征：一是基坑的开挖深度是11．20米，基坑底对应的开挖层是饱和粉土；二是基坑开挖和相应范围内受到影响的杂填土及饱和粉质黏土的透水性较强，所以基坑的周围渗水问题必须引起重视；三是因为施工场地比较狭窄，备放坡条件不够。
2、围护方案选择
综合本项工程如上特征，其基坑的围护文案可以选择如下：一是钻孔灌注桩墙的内撑围护，并与井点降水相结合；二是土钉喷锚支护，同样与井点降水相结合。针对这个基坑的土质不好及地下水丰富的性质，比较以上两个方案，从技术和经济两个方面而言，第二种围护方案更适合，其优势是既可以有效避免土体位移和塌坡，又方便下管安装，就是深坑和自然地面的相近处可以选取土钉喷锚和钻孔灌注桩的复合支护。
三、土钉喷锚与钻孔灌注桩复合支护的技术设计方案
考虑深基坑底部多是饱和粉土，其本质是属于软弱的下卧层，所以深基坑的围护选取深管井降水结合五排土钉喷锚，加上坡角处600与@800钻孔灌注桩支护，钻孔灌注桩的顶部是由压顶梁一起联结成整体，并由第五排土钉拉锚支护和承受，如图1所示。
这个深基坑的复合围护体系所对应的受力、变形和稳定等方面的分析计算，主要按照《建筑基坑支护技术规范》要求，采用软件辅助设计，设计如下：基坑选取土钉墙的围护结构自然地面±0．00开挖到-7．60 米，然后选取拉锚式排挡墙围护结构开挖以设计标高-11．20米，计算如下。一是开挖深度是7．60 米，坡度为1：0.25，海域是15kPa，锚杆的参考取值如下表：
表1：锚杆的参考取值表
安全系数则如表2：
表2：安全系数表
上述土钉强度、长度设计中局部安全度比常规设计原则较大，系考虑了安全储备与经济效益相结合，并针对该地段土质及地下水情况以保证基坑整体稳定的需要。
拉锚式排桩墙的分析结果如下：设计荷载值为：q = rh+P =19.44x 7.6+15 =162 kPa。其中，r为土层加权重度；h为自然地面至围护桩顶的土体厚度；P为活荷载值。围护桩顶按铰接支撑计算，支撑力由桩头的土钉锚杆承担，每根桩头设置一根长为1248的土钉锚杆。每根围护桩承受的最大正弯矩为184.9千牛顿·米，承受的最大负弯矩为77.2千牛顿·米，围护桩顶每根锚杆承受的拉力为119.5千牛顿，围护结构最大水平位移为23 毫米。围护桩顶标高-7.6米，有效长度12.8米，樁底标高-20.4米，基坑整体稳定系数为1.32，抗隆起稳定安全系数为3.47。
四、土钉喷锚与钻孔灌注桩复合支护的工艺流程
1、土钉喷锚施工
土钉喷锚施工要点：1)土钉在护壁上呈梅花形布置，钻孔要保证位置正确，钻进后要反复提插孔内钻杆。2)钢筋使用前要验收。导向架、定位器间距要均匀，安装牢固。3)洛阳铲钻孔拔出钻杆插人土钉后要立即注浆，以防塌孔。4)控制灌浆压力不低于0．6 MPa(第一道为0．5 MPa)，采用封闭式压力注浆，水泥砂浆中根据土质情况和气候季节情况考虑掺入约2％～5％早强剂。5)注浆前检查输浆管道，注浆量不得小于计算量的1．1倍。
2、基坑管井降水
（1）管井施工的工艺流程
本工程的管井计13口，用地降水的管井选取回转钻机进行成孔操作，其在实际工作中的工艺流程如图所示：
（2）放线定位
按照工程的降水井的设计图纸，测量出准确相应的管井位置，采取钻机根据井点位置进行定位。
（3）钻孔
确定井的成孔，选取适当的钻机做好成孔和护壁。护壁时要准确控制泥浆浓度，即要保证在成孔时起到护壁作用，又能在降水时冲洗干净。
（4）沉放井管
在下设滤管必须清孔，下设井管时必须保护井管的滤网和骨架联结牢固，防止松扣现象的发生。井管要选取波纹管，井管定位必须保证垂直且居中。
（5）填砾料
井管下设井中后，要马上在井管和孔壁之间用绿豆砂滤料进行填充。绿豆砂滤料一定要满足级配的相关要求，即杂质含量必须小于3%，工人使用铁锹沿着井口四周均匀下填砾料，要分层进行砾料的填充，避免产生偏压以造成冲击井管。填砾料要一次完成，填至井口下面1米左右，选取粘土回填并夯实封口。
（6）洗井
洗井作为成井的重要工序，一口井能否投入使用均由洗井质量决定。选取泥浆泵进行清水冲井和拉活塞一起使用。洗井要洗两次，并保证两个的抽水涌水量产生的差异不大于15%，洗井后要保证井内的沉渣基本不变化。
（7）安装井管水泵并进行试抽
安装井管水泵之前必须测量井的深度和沉淀物的厚度，并确保洗井符合安装水泵的要求。用绳把潜水泵放入井底进行安装，安装完毕后要开展单井试抽，以确定单井的出水量和降水设备是否满足要求。
3、土方工程
本工程的挖土施工必须注意如下方面：一是土方开挖时，一定要分层且分段开展，即用机挖也要人修，基坑每一层对应的开挖深度小于等于1.40米，不同的施工队段的开挖长度要小于等20米，禁止多挖或者是在上一层挖掘完成后，还没有加固完毕就开始挖下一层；二是深基坑的第一层要求挖除表面土方至标高-2米，在分段开始挖掘后，马上着手进行第一层土钉喷锚的施工；三是接着开挖第二、第三、第四、第五及第六层的土方，一直挖到深基坑的底部，即标高-3.40米，一4.80 米，-6.20米，-7.60米和-11.20米，最后一层必须采用人工修土。
不同层土方在进行分段开挖以后，要马上开展土钉喷锚的和施工。挖土机作业时，一定要分层挖土，每一层禁止超挖，以挖土可以满足土钉喷锚的施工作业面为准，以达到缩短施工工期及维护基坑稳定的目的。
结语
此项工程的深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术的顺利完成，对于本工程下一步的正常施工提供了重要的支撑作用。经本工程实践可以得出，利用深基坑土钉喷锚与钻孔灌注桩的复合支护技术，具备施工迅速且节约成本的优点，有效缩短工程的施工工期，产生了显著的经济效益。
参考文献：
[1] 方舟、张俊芝、王哲.土钉墙与排桩内支撑复合支护技术在基坑工程中的应用[J]. 浙江建筑. 2011(02)
[2] 龙志煌.桩-锚支护技术在深基坑工程中的分析应用[J]. 中外建筑. 2011(03)
[3] 朱侠.浅谈深基坑支护方案选择[J]. 知识经济. 2011(11)
[4] 晏俊.搅拌桩止水帷幕+灌注桩及内支撑复合支护技术在深基坑施工中的应用[J]. 中外建筑. 2011(07)
[5] 于军.土钉锚杆与灌注桩复合支护在深基坑中的应用[J]. 山西建筑. 2010(22)