土钉墙在深基坑边坡支护中的设计与应用

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1、土钉墙在深基坑边坡支护中的设计与应用摘要：随着城市建设的快速发展,土地的紧缺日益显现出来,尤其在建筑集中地段,可以说是寸土寸金,这就要求建筑向高处和地下发展,在安全、经济和工期的要求下,各种基坑支护形式集中的体现出来。根据工程实际情况,通过合理选择边坡支护形式,并密切监视施工动态,及时解决施工中出现的问题,最后达到了预期的施工效果。关键词：土钉墙边坡支护深基坑中图分类号：TV551文献标识码：A文章编号：1工程概况某写字楼基坑南北走向,基坑埋深约10.8m,紧靠基坑西北侧有一栋既有13号住宅楼,其基础埋深约6.7m,靠近东侧基坑边建有一排3层的临时活动办公

2、用房,并计划在基坑边坡东侧紧靠基坑边立一重约1000kN的塔吊。在拟建基坑东侧的台湾街路面下为一长年流水的污水河。场地平面形式见图1。图1场地平面形式2基坑支护设计2.1工程地质及水文地质情况根据岩土工程勘察报告表明,各层土自上而下分布情况如下所述。(1)人工填土素填土:层厚0.60~2.70m。褐黄色,湿,稍密,以砂质粉土为主,含有少量灰渣、砖渣等建筑垃圾。(2)新近沉积层砂质粉土:顶板相对高程为38.84~40.50m。褐黄色,湿,可塑。粉质黏土、粘质粉土:顶板相对高程为37.94~39.15m。湿,硬塑(3)第四纪沉积层粘质粉土、粉质黏土:顶板相对高

3、程为37.01~38.00m,湿,可塑。有压缩性。细砂、粉砂:顶板相对高程为31.40~33.67m,湿,密实,褐黄色。粉质黏土、粘质粉土:顶板相对高程为28.92m~30.21m,湿,可塑,中压缩性。(4)以下地层为卵石层土。拟建场地地下水位埋深较深,近3~5年最高地下水位相对埋深大于15m考虑。受大气降水和周围环水补给,该区历年最高水位接近地表。2.2设计原则(1)技术安全可靠性:必须确保基坑边坡加固后不产生过大的位移、坍塌,西侧楼房不会因基坑开挖出现基础底土体滑移,使楼房基础不稳并产生开裂或倾斜;(2)施工工期:业主希望工程项目早日完工,早日投入使用

4、,所以要求工程设计与施工工期应控制在15d之内;(3)工程投资:在确保安全的基础上尽量节省投资;(4)环境保护:工程处于闹市区,确保施工过程中不扰民、不污染环境。2.3方案选择和设计因为本工程属于临时性的支护措施,等基础土体回填完后,也相对的失去了作用。如果采用护坡桩加锚杆对其支护,基坑应该比较稳固,安全系数也很高,但相对投资比较大、工期很长。本基坑虽然开挖深度为10.8m,属于深基坑,但现场的地下水位埋藏比较深,地层土质密实性和均匀性都比较好,为基坑支护减少了不少的难度。可以考虑比较经济快捷的土钉墙支护。土钉墙可以一边开挖基坑一边喷锚支护,等基坑土方开挖

5、完毕后,基坑也支护完成,这样工期可大大提前,投资也相对桩锚支护节约30%~40%。但考虑到本工程局部的特殊性,可以分段采取以下支护措施。(1)在一般边坡地段,因场地相对比较宽松,可采用1：0.25的边坡坡率,然后施工普通土钉墙进行坡面支护,土钉为注浆土钉,孔径100mm,与水平面间的夹角为10℃主筋为‖级螺纹钢,第一、二排为￠18,第三、四、五、六、七排为￠20,土钉上每隔2~3m焊一支架,使钢筋居中,尾部设置弯钩与面层连接。土钉水平间距1.5m,垂直间距1.5m,呈梅花形布置,共7排,第一排长7.8m,第二排长8.8m,第三排长10m,第四排长10m,第

6、五排长8.8m,第六排长7.5m,第七排长7.0m,(土钉设计长度不包括20cm弯钩长度)。土钉采用常压多次灌筑水泥浆,水泥为P.032.5水泥,水灰比0.45~0.5。地面设置5m长拉锚。一般部位土钉支护剖面见图2。图2一般部位土钉支护剖面(2)在西北侧既有13号住宅楼地段,13号楼基础底和基坑底存在一定的高差,并且13号楼基础没有进行地基处理措施,所以此段的支护结构要慎重,确保13号楼基础稳固。此段基坑边坡可采用加深、加密土钉墙支护,边坡坡率再适当放缓到1：0.3。土钉水平间距1.3m,垂直间距1.3m,呈梅花形布置,共8排,第一排长8.0m,第二排长

7、8.3m,第三排长8.5m,第四排长8.8m,第五排长12m,第六排长9.8m,第七排长8.8m,第八排长7.8m。第一、二、三、四排土钉实际长度要以施工至既有楼房的外墙面为准。距楼处土钉支护剖面见图3。本部分的支护范围要求超出既有建筑边缘2~3排土钉,超出部分土钉长度自上而下依次调整为9.8m,9.8m,11.8m,12.8m,10.8m,9.8m,9.8m,以增加边坡的稳定性,地面设置7m长拉锚。图3距楼处土钉支护剖面(3)在东侧基坑边立塔吊地段,塔吊最大附加荷载约为1000kN。由于土钉墙的作用机理是土钉和土共同作用,在基坑边坡土体产生一定位移的情况

8、下,土钉的受力才充分的体现了出来,单纯的用土钉墙边坡支护方式,将会