超前支护钢管桩复合土钉墙在广州某深基坑中应用

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1、超前支护钢管桩复合土钉墙在广州某深基坑中应用　　[摘要]超前支护钢管桩复合土钉墙是近年来在土钉墙基础上发展起来的新型支护结构，它极大的扩展了土钉墙技术的应用范围。本文结合广州某深基坑工程案例，对超前钢管桩复合土钉墙支护技术进行了分析探讨，希望为该复合土钉墙支护型式的设计和理论研究提供一定的参考。[关键词]超前支护钢管桩；复合土钉墙支护；深基坑中图分类号:TU511.3+7文献标识码：A引言近年来，随着城市地下空间的开发利用，高层建筑及地下工程的大量兴建，基坑工程越来越多，而土钉墙作为一种施工进度快，所需材料省

2、，机械设备少，造价低廉的基坑支护型式，得到越来越广泛的利用[1]。但该支护型式一般现场实际位移过大且不易控制，在地质较差的场地应用也受到限制[2]，同时规范也要求土钉墙基坑深度宜小于12m[3]。但对于土质较好，基坑深度超过9m的深基坑，一般可采用土钉墙+预应力锚杆、土钉墙+隔水帷幕、土钉墙+微型桩等复合土钉墙支护型式达到深基坑经济性设计效果，以节省工期和造价。7本文以广东省白云区龙归镇某超深基坑为例，重点介绍超前支护管桩复合土钉墙支护结构型式在基坑工程中的应用，为超前支护管桩复合土钉墙支护结构提供一定的设计

3、参考。1工程概况拟建白云龙归项目位于广州市白云区龙归镇，拟建四栋33层高层建筑(拟设两层地下室)、一栋5层综合楼、一栋3层幼儿园和多栋3-4层别墅。本次设计的基坑为综合楼地下室基坑，基坑开挖深度约为12.98m～15.31m。本基坑周边环境如图1所示。基坑场地属于广花平原东侧，场地东侧和东北侧为村庄建筑物，其余周边空旷；场地内原为菜地和水田，现已人工基本推平。场地较为平坦，场地北侧距基坑边线约22m处有两个浅水塘，面积约100m×30m，场地西侧距基坑边线约20m处有一个面积约为85m×50m的浅水塘，水塘均

4、为附近村民养鸭场；场地南侧场为空地，距基坑边线60m为在建高程建筑。图1基坑周边环境图工程场地地质条件如表1所示。场地地下水主要赋存在第四系冲积层砂层和基岩裂隙中，属孔隙和裂隙潜水，受大气降水及地表水的补给。勘察期间测得地下水混合水位埋深0.68～1.60米。勘察期间雨水较多，测得的地下水位可能比常年水位稍高。表1工程场地地质条件7土层名称土层平均厚度（m）重度（kN/m3）粘聚力（kPa）摩擦角（°）素填土0.818.01515砾砂2.1418.5031粉质粘土-14.6719.033.514.5粗砂1.9

5、918.5031粉质粘土-22.2018.902018中砂2.1619.0032粉质粘土-31.3519.031.418.80全风化泥质粉砂岩3.0721.57027强风化泥质粉岩4.0422300252支护结构方案概述7根据勘察报告，拟建的白云龙归项目综合楼，基坑开挖深度约为13.37～15.31米。为充分利用有利条件、摒除或抑制不利因素，保证基坑支护结构在确保基坑及周边环境安全的前提下，尽可能节省投资，达到安全、经济、便于施工的目的，根据工程地质勘察报告提供的土层物理力学性质指标和地质剖面，针对本基坑的特

6、点，结合基坑周边环境、现有施工条件和施工工期等因素，基坑支护方式主要采用超前支护钢管桩复合土钉墙支护和放坡支护型式。由于基坑北面和西面局部有较厚砂层，采用双排搅拌桩止水，且用地紧张，采用超前支护钢管桩复合土钉支护型式，垂直开挖；基坑南面局部有较薄砂层，采用单排搅拌桩止水，且有60米宽空地，用地宽松，采用放坡支护型式；基坑东面土质较好，无砂层，未采用搅拌桩止水，仅采用80°放坡+土钉墙支护型式。其基坑支护平面图如图2所示：图2基坑支护平面布置图3超前支护钢管桩复合土钉墙支护结构分析由于此基坑西面与北面用地紧张，

7、基坑深度超过基坑所允许土钉墙支护深度，且在广州地区，采用土钉墙支护型式也频频出现相关的事故，故在该两侧基坑支护设计中，考虑在土钉墙前侧增设超前支护钢管桩。而根据超前支护钢管桩目前的应用机理，其主要分两种应用型式：一种是将超前支护钢管桩作为主要受力构件，起抗弯作用；另一种是将超前支护钢管桩与土钉支护相结合，将超前支护钢管桩作为柔性构件，主要改善土体应力场，限制基坑变形，增加基坑的整体稳定性[4-6]。而在相应较好土质的基坑支护设计时，一般不考虑超前支护钢管桩的有利影响，而仅将其作为一种安全储备。事实上，无论设计

8、中是否考虑超前支护钢管桩的影响，微型钢管桩在基坑开挖过程中都会产生一定的积极作用[5]。7故此处运用超前支护钢管桩目前应用的机理，将超前支护钢管桩作为一种安全储备，利用理正深基坑软件仅采用土钉墙支护结构型式对该两侧进行基坑设计。具体支护剖面设计情况如下图3、图4所示：图3基坑西面支护剖面图图4基坑北面支护剖面图4超前支护钢管桩施工技术要求超前支护钢管桩施工要求在基坑开挖前，在基坑西面与北面设置单排