土钉墙在软土基坑支护中的应用

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1、土钉墙在软土基坑支护中的应用摘要春天湖船闸场地内地质条件差，属岩溶峰林上沉积的软土地层，又逢雨季施工，基坑北侧又有重要的建筑物。船闸基坑开挖中的支护形式，特别是基坑北侧的支护形式，可以采取３种方案，即灌注柱与旋喷桩结合支护、松木桩支护、土钉墙支护。对３种方案进行比较后决定采用土钉墙支护方案，施工过程中的监测数据与稳定性分析表明，采用该支护方案施工能满足稳定的要求。关键词软土基坑土钉墙支护春天湖船闸工程位于广西壮族自治区桂林市春天湖出口处与桃花江连接的通道上，是连通桃花江与四湖、实现桂林市内湖与外江环城通航的重要控制性建筑物，其主要功能是为旅游服务。春天

2、湖船闸施工场地内地层主要由第四系覆盖层及基岩组成。据勘察，第四系覆盖层主要由第四系湖积成因淤泥、第四系全新统冲积成因黏土、粉质黏土、粉细砂和圆砾层及第四系中上更新统冲积成因黏土组成，覆盖厚度一般为３～１０ｍ，局部溶沟溶槽部位大于２０ｍ。其中淤泥分布范围较广，基坑稳定性差。场地内基岩基面较低，岩溶地质现象发育，溶沟、溶槽普遍，岩面起伏变化大。船闸建基面高程１４１．５５ｍ，基坑深度５．１５～５．５１ｍ。受场地限制，船闸东、西、南三侧最大开挖边坡１∶１，北侧１∶０．２，经验算均不能满足稳定性要求。场地地质条件差，又逢雨季施工，因而进行安全有效的支护至关重要。

3、特别是北侧紧靠交通要道九岗岭路，路北面即是高层宿舍楼，必须确保其在施工期的安全。为此，工程建设者一致认为：春天湖船闸施工中基坑支护的成败决定着工程建设的成败。一、支护方案的选择场地内地下水位标高一般为１４６～１４７ｍ，２０年一遇洪水位为１５０．６ｍ，水头高达９．１ｍ。围绕船闸基坑开挖的支护形式，特别是北侧基坑的支护形式，工程建设者提出３种方案。１．灌注桩与旋喷桩结合支护先在基坑北侧设置直径１．０ｍ的混凝土灌注桩，间距１．５ｍ，桩长１１ｍ，共３０根，然后在混凝土灌注桩的外侧设置直径０．８ｍ的旋喷桩，以旋喷水泥浆的方式形成水泥土桩与混凝土灌注桩结合组成一道

4、兼有防渗作用的围护墙。该方案以旋喷桩改善土体，以混凝土灌注桩作为支撑体进行挡土。其优点是旋喷桩与混凝土灌注桩结合组成一道防渗帷幕，能有效地阻止地下水的入渗，避免边坡的滑塌。但是工期长、投资大。２．松木桩支护分批分层打松木桩支护基坑北侧，松木桩采用４ｍ长的１５圆松木，松木桩间距５０ｃｍ，梅花形布置，基坑开挖前先沿岸边布打２排，开挖至１４４．０ｍ高程后打３排，基坑开挖至１４１．０ｍ高程后再打２排，并随时观察边坡及松木桩的位移情况，必要时补打松木桩。该方案的优点是投资小、进度快。其缺点是松木桩无法嵌入基岩，因而其稳定性差，同时无法防渗，在排水过程中，松木桩

5、容易位移，从而引起边坡滑塌。３．土钉墙支护船闸基坑为软土，为改善锚固条件，首先采用花管注浆改善基坑周边土体，然后分层进行基坑开挖，每开挖一层，对该层基坑周边进行挂网喷锚支护，基坑共分４层开挖。该方案是一个综合处理的方案，首先改善土体结构，然后以锚杆固定土体，防止滑塌，以挂网喷混凝土进行开挖土体表面固化及防止地下水入渗，从而达到边坡稳定的目的。该方案的优点是综合治理，投资相对较小、进度快；但该方法在软土基坑支护中运用的实例还不多，特别在桂林地区的软土基坑支护中还没有用到过。经过对三种方案的技术经济比较，认为第三方案能够有效地控制工程投资，加快工程进度。但

6、在开挖过程中要随时对周边土体进行沉降、位移观测，密切注意边坡的变化情况，做好应对措施。二、土钉墙支护的应用从地层岩性看，基坑开挖深度范围内存在一层软塑红黏土第四系全新统冲积成因黏土、粉质黏土，厚约３ｍ左右，此软塑黏土特性是天然含水量高（３０％～５０％）、空隙比大（一般为１）、压缩性高、强度低（抗压强度４０～６０ｋＰａ，标贯击数小于１）和渗透性小（小于１×１０－５ｃｍ／ｓ），Ｃ和Φ值均小（Φ值小于７°）。基坑开挖的时间处于洪水期，土体极易发生塑性流动变形。经验算，基坑按１∶１及１∶０．２边坡不能满足稳定性要求。为此，开挖前首先进行花管注浆改善土体性质

7、、提高土体强度。在距坡顶１ｍ处按１ｍ间距梅花形布置２排花管，注入水泥浆。花管注浆可以改善土质加固边坡，提高锚杆锚固力。完成坡顶花管注浆后先在基坑周边挖排水沟排除地表水，然后进行基坑开挖。基坑分４层开挖，每开挖完一层后进行坡面挂网喷锚支护，完成支护后再进行下一层开挖。前３层开挖深度１．５ｍ，第四层开挖深度０．６５～１．０１ｍ。基坑锚喷支护是维持基坑稳定的关键。锚杆采用５０钢管注浆锚杆及２５钢筋锚杆，间距１～２ｍ，成正方形布置，锚杆倾角１５°。锚杆共分４层。经试验在土体中花管注浆锚杆的效果优于钢筋锚杆，而在岩层钢筋锚杆的效果优于花管注浆锚杆。上面２层锚

8、杆锚入土体中，采用钢管注浆锚杆，下面２层锚杆端部锚入基岩中，故采用钢筋锚杆。钢管注浆锚杆采用全