土钉支护结构在深圳地铁竹子林站的应用

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1、土钉支护结构在深圳地铁竹子林站的应用【摘要】本文通过土钉支护结构在深圳地铁竹子林站的实际应用，介绍了素土钉、复合土钉支护的原理、使用方法及一些应用要点。【关键词】地铁基坑土钉微型钢管桩1工程概况与地质条件深圳地铁一期工程竹子林站位于深南大道南侧的绿地外缘，距深南大道道路边约10～20m，车站东端靠近上下广深高速公路的匝道，车站南侧有福田汽车站大楼和规划中的客运中心。基坑长214．3m，宽约30m，深约8m(南侧放坡后)，11～13(北侧)m。站区地处海积平原及台地，地形开阔。站区范围内上覆第四系全

2、新统人工堆积层、海相沉积层及第四系残积层，下伏燕山期花岗岩。车站结构主要穿越地质条件较好的砾质粘性土、砂质粘性土地层，其主要物理参数见表1：表1主要地层物理参数表2土钉墙设计土钉墙支护的作用机理是通过土钉对土体的加固作用，使土钉与土体共同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，提高土坡的整体稳定性，以达到支护目的，土钉与土体作用机理并不是十分明晰，因此设计时以主要参数以工程类比为主。2.1支护方案经过反复比选，未采用降水措施，土钉墙支护典型剖面如图1、2所示。土钉竖向间距在1．2m左右，

3、水平间距为1～1．2m，土钉钻孔孔径110mm，溜注水泥砂浆全长粘接，注浆压力0．8MPa；土钉面层采用C20网喷混凝土，厚120mm；在北侧基坑没置了微型桩，桩位于面层背部，间距1m，采用ф108注浆钢管做成，钴孔孔径130mm，灌注水泥砂浆，注浆压力o．8MPa。采用泄水管浅层排除面层后渗水，泄水管长1m，每2～3m：设置一个。2．2计算分析土钉墙的支护参数的确定主要根据工程类比确定，其L(土钉长度)／H(基坑深度)不小于1．0，初拟土钉长度后，再进行检算。检算采用总安全系数法进行，设计时考虑

4、其局部抗拉安全系数不小于1．5，整体稳定的安全系数不小于1．3，整体稳定性分析根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法进行，计算时不考虑微型桩的支护作用。经验算本断面的稳定性安全系数及局部抗拉安全系数在不同开挖状态下均满足要求。3施工概况及监测结果土钉墙支护强调动态设计，信息化施工，由于地质条件的复杂性，根据有限个地质钻孔得到的地质资料做的设计不会是最优，所以必须在实践过程中根据现场反馈的地质及土体变形数据对设计进行必要的调整，从而保证支护安全。3．1土钉抗拔试验土钉

5、抗拔试验，用于验证设计选用的注浆材料、锚固体与土体的粘结强度、施工工艺是否合适。试验分别选用了注浆材料为纯水泥浆、水泥砂浆的试验土钉各三组，通过抗拔试验，注浆材料为纯水泥浆的土钉锚固体界面粘结强度均能满足要求，而水泥砂浆土钉除一组可以满足要求外，其余两组均在加载过程中失效。根据试验结果，我们确定采用现有施工工艺，使用纯水泥浆作为注浆材料。3．2施工过程在土钉前期施工过程出现过一次异常情况：(1)在南侧素土钉施工至下三层土钉时，由于开挖面潮湿及初喷不及时，开挖面出现了两次大规模的剥离坍塌，引起坡体位

6、移较大，最大一天坡顶水平变形达到11mm。根据现场情况，要求在坍塌地段采用砂袋堆压坡面，停止开挖，加强监测，待边坡位移稳定后方可继续向下施工；根据监测，边坡变形在三天内恢复稳定，在其后的开挖中缩短开挖段长度，及时初喷，防止了类似情况的发生。(2)北侧边坡(G123断面处)在开挖到直坡段下7、8m时，监测结果表明支护变形速率较大，达到2．55mm／d，而正常速率为应为1mm／d。经调查，是施工速度过快引发的，在上层土钉锚固体还未达到设计要求强度时就进行下一步开挖，上层土钉发挥不了作用，边坡变形速率必

7、然增大。我们要求承包商严格按设计要求必须在上层土钉锚固体强度达到75％后方可施工下层土钉。其后的监测表明，变形速率回归正常。在后期的土钉施工中则比较顺利。3．3施工监测3．3．1监测内容土钉监测内容如表2表2土钉监测内容3．3．2结果分析(1)坡体水平位移及沉降。根据监测结果，典型断面的坡体的变形如图3、4。从总的结果来说，沉降值小于坡顶水平位移值，坡体水平位移及沉降值郎较大。复合土钉处的水平位移虽然远小于素土钉，但与相邻区间的挖孔桩+锚索相比(水平位移最大值<5mm)，还是高出不少。从形成

8、因素看来，主要是随着基坑开挖累积而成。(2)土钉应力。从测试结果看，如图5(括号内为理论计算数值)，土钉内力普遍较小，除G排土钉(中下部)受力较大，与理论计算近似外，其它具体数值与理论计算均无可比性。土钉应力一般在开挖下二排土钉(7d内)时变化较为剧烈(见土钉应力曲线)，其后变化较为平缓。从监测结果看来，土钉直径采用+25足够了，设计时下部采用的φ28土钉偏大偏长。其应力变化如下图6。4设计中的一些问题的处理与探讨4．1设计对地下水的考虑根据深圳市的规定，土钉墙适用于地下水位以上或