高层建筑深基坑支护施工技术探讨
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摘要：结合某高层建筑基坑已开挖的特殊情况，同时结合基坑地质条件采取土钉墙基坑支护形式，详细提出该基坑支护形式的施工，为同类工程提供参考实例。
关键词：高层建筑；深基坑支护；土钉墙；基坑监测
1.工程概况
本工程由15层住宅楼含局部3层商铺（裙楼）组成，裙楼外侧边线范围内设1层连通式地下室。基坑长55.19m，宽36.10m，开挖深度约为4.9m。鉴于前期各种原因，前期土钉墙支护没有施工，基坑开挖已接近基坑坑底标高，现须重新进行基坑土钉墙支护施工工作。本文将重点探讨该基坑所采取的土钉墙支护施工技术。
2.土钉性能试验
本基坑支护采取土钉墙支护形式，为此土钉结构的性能将是保障本基坑支护安全的基础。在进行本基坑支护前，需对所采用的土钉进行性能试验。
试验所用的土钉结构、施工工艺及地质条件，应与工程实际情况一致。对土钉试验采用逐级一次循环加、卸荷载法。初始荷载为最大预估荷载的0.1倍。加载分级及观测时间间隔见表1。最大预估试验荷载，不宜大于土钉强度标准值的0.8倍。每级循环的峰值荷载观测时间内，锚头位移量小于1mm时，可施加下级荷载，否则应延长观测时间，直至锚头位移量在2h内小于2mm时，方可施加下一级荷载。试验达到下列条件之一时，可认为土钉已达到破坏标准：①某级荷载产生的锚头位移增量，达到超过前一级荷载位移增量的2倍；②在3h内，锚头位移不能达到稳定标准；③土钉拉断。
表1监测项目及监测内容表
注：雨天时应加强观测。
3.土钉墙基坑支护施工
结合本基坑工程实际情况，采取土钉墙进行本基坑支护，其支护施工顺序采取先支护基坑西侧，接着南侧，最后东侧。土钉墙支护施工过程中，各工序搭接进行，施工顺序为：清坡→脚手架搭设→测量放样（土钉孔定位）→施工平台搭设→土钉孔成孔→安装土钉→土钉孔注浆→钢筋网安装→喷射砼护面→养护。结合本基坑支护情况，笔者总结了本基坑每层土钉支护施工技术如下：
（1）成孔。基坑支护所采用的土钉成孔，采用洛阳钻机成孔方式，孔径为80mm，成孔深度比土钉长度大100mm，成孔倾角为15°。每钻进1m，测量倾角，防止偏向。
（2）土钉制作与安放。结合本基坑土钉墙支护设计要求制作土钉，其长度不小于设计长度。土钉对中架每1.5m 设置一组，土钉连接采用双面搭焊连接，焊缝长度为5d，焊缝高度为6mm。成孔后，将土钉放入孔中。
（3）注浆。注浆采用孔底注浆法，即将注浆管插入孔底（管口距孔底200mm），边注边向外拔注浆管，保证注浆管底深入浆面以下，注浆至浆液流出孔口时，孔口放置止浆阀，采用压力注浆，注浆压力为1∽2MPa。水泥浆强度为M20，水灰比为0.4∽0.45。
（4）钢筋网安装。土钉墙面所采用的钢筋网，直径为Ø8、间距为200mm，采取人工将钢筋绑扎在坡面上；坡面钢筋的搭接长度采用300mm，然后再在土钉端部两侧沿土钉长度方向焊上Ø20短段钢筋，并与面层内连接相邻土钉端部的Ø12通长加强筋互相焊接。
（5）设置泄水管。用Ø50PVC管制作泄水管，泄水管长不小于450mm，管周边钻Ø5～8孔，再外包尼龙网布一层。泄水孔纵横距离为2m，呈梅花型布置并安装牢固。
（6）喷射混凝土面层。土钉墙采取喷射砼设计强度C20，厚度80mm。首先采用干拌法，按水泥混凝土配合比进行搅拌，喷射砼中可添加水泥重量的5%喷射砼速凝剂。在土方开挖、修坡之后，土钉锚固完毕，钢筋网编焊完成后，进行混凝土喷射。混凝土喷射自下往上进行，采用分层喷射。第一层喷射厚度4～5cm，待其不掉浆，不脱落时再喷射第二层至设计要求厚度。石子粒径5～10mm，最大粒径<12mm，专用喷射混凝土速凝剂掺入掺量不小于5%，在边坡渗水的情况下，为保证喷射砼施工质量及止水效果，可以适当加大喷射混凝土速凝剂掺量。喷射砼在每一层、每一段之间的施工搭接之前，将搭接处泥土等杂质清除，在喷射前用水润湿，确保喷射砼搭接良好，保证喷射砼质量，不发生渗漏水现象。喷射混凝土2小时形成土钉墙后，采取连续喷水养护5～7 天。
（7）土钉支护施工完成后，为了检测土钉墙支护是否能达到设计要求，需对土钉进行验收试验。试验中选取的土钉进行非破坏性试验的数量不少于土钉总数的1％，且不能少于3根，土钉锚固性能试验不少于3根。试验荷载应级施加，分级加荷值分别为设计拉力值的0.3，0.5，0.75，1.00，1.20倍，但最大试验荷载，不应大于钢筋强度标准值的0.8倍。在每级荷载施加后应维持5min，在连续两次5min内，锚头位移量小1mm时，可施加下级荷载，否则应延长观测时间，直至锚头位移量在2h内，小于2mm时，方可施加下一级荷载。结合工程实践，笔者总结了土钉试验合格标准需满足下面2个条件：①非破坏性验收试验中，在最大试验荷载下，所测得的总位移量，应超过小于1/2锚固段长度之和的钢筋理论弹性伸长值；②最大试验荷载下的位移观测期内，锚头位移稳定或2h内，蠕变量不大于2mm。
4.基坑支护监测
鉴于现阶段深基坑支护工程的理论和技术与实际施工之间存在一定的差异，同时本基坑由于地质条件复杂多变，基坑支护施工适宜采取变形监测，以确保基坑支护的安全。
本基坑支护施工中采取的监测点的布置范围为基坑边坡开挖的影响区域，按略大于二倍的基坑深度考虑，同时考虑到监测对象的特定情况（重要性、距离远近、构造情况和基础形式等）。本基坑边坡周边每20～25m、基坑阳角应设立一个沉降、位移监测点，为利于工程施工完毕后分清路面破损形成的过程和责任，必须在工程正式开工前对路面现状进行详细调查，并对道路的现状（材质、平整度、表面特征、破损及开裂）情况进行拍照、描述归档，以便于今后的对比分析，并定期跟踪巡视视察，若出现较大变化时及时将情况上报有关各方。在上述的基础上应选择部分危害性较大和本工程的影响较大的点采取石膏膜设点，进行定期跟踪观察，并进行专门的描述和拍照等。分期分阶段将监测情况记录汇报有关各方。此类监测点的设置将在详细调查现状的基础综合确定，同时对在施工间出现的开裂，尤其注意监测，并及时将情况上报有关单位。
5.结论
通过对某高层建筑已挖基坑进行土钉墙支护，并对该基坑支护过程中基坑的变形进行监测，监测结果表明，本基坑所采取的土钉墙基坑形式可有效地确保基坑的安全，文章为类似情况基坑支护提供参考实例。
参考文献：
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[2] 张建．新型土钉墙技术在基坑支护工程中的应用[J]．江苏地质，2010，26（17）：101-103．
[3] 何连山，吴增伟．浅析土钉墙技术在基坑支护工程中的应用[J]．山西建筑，2009，29（11）：18-19．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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