大膽嘗試 合理突破

摘要：本文以天津愛家－星河國際工程為例，分析探討了土釘墻支護原理，總結了工程的一些經驗和體會。

關鍵詞：地基基礎；基坑支護；土釘墻；應用

深基坑支護工程是近二十年來隨著城市高層建筑發展而發展的一門新的實踐工程學，選取一種合理的支護類型需充分考慮現場環境、工程地質條件以及工程要求。土釘墻支護就是其中的一種，本文介紹了土釘墻支護技術在天津地區基坑支護中的首次應用情況，總結了其成功經驗，為天津地區基坑支護找到了一項更為經濟、合理的施工技術

1 土釘墻支護原理

深基坑逐層開挖，逐層在邊坡打入土釘，強化受力土體，并在土釘坡面設置鋼筋網，分層噴射混凝土。土釘墻是一種利用經加固后的原位土體來維護基坑邊坡土體穩定的支護方法。它是由土釘、鋼筋網噴射混凝土面板和加固后的原位土體三部份結合起來。基坑坡面可以豎直9O。，土釘的長度按計算確定。

土釘墻支護技術的特點。土釘與土體形成復合體，提高了邊坡的整體穩定和承受坡頂承載能力，增強土體破壞延性，安全性基本滿足基坑穩定性及變形要求，有利于安全施工；土釘墻體位移小，對相臨建筑物影響小；施工設備簡單、施工工藝不復雜，操作難度不大；能與土方開挖配合好，實行平行流水作業，可縮短工期，同時施工噪音小；造價較其他基坑圍護體系低；該支護結構輕型，是一種較有前途的深基坑邊坡支護方法，開挖深度一般不大于18m。在邊坡工程、基坑工程中得到廣泛的應用[2]。

土釘墻支護的基本原理。土體的抗剪強度較低，幾乎沒有抗拉強度，但土體具有一定的結構整體性。但土體內放置一定長度和分布密集的土釘，與土共同作用，形成復合體，可彌補土體強度不足并發揮土釘作用。在基坑開挖的邊坡中應用土釘，形成復合墻體，有效的提高了土體的整體剛度，彌補了土體的抗拉、抗剪的不足，通過相互作用，土體自身結構強度潛力得到充分發揮，改變了邊坡的變形和破壞狀態，顯著提高了整體穩定性。實驗證明：土釘復合墻體比素土承載力提高2-3倍，更重要的是，素土坡面出現網狀裂紋，沉降急劇加大，邊坡突然坍塌。而土釘復合墻體，延遲了塑性變形階段，為漸進性變形和開裂，不會發生整體性坍塌。土釘對復合體起骨架約束作用，約束土體變形。在坡面上設置與土釘連在一起的鋼筋網噴射混凝土面板，是發揮土釘有效作用的重要組成部分，起到約束坡面變形的作用。

現基坑工程中采用較多的是復合型土釘墻支護。主要是水泥土攪拌樁與土釘墻的結合應用。其原理主要是：通過水泥土攪拌樁對邊坡土體進行土體加固，解決土體自立性、隔水性以及噴射面層與土體的粘結問題；以水平向壓密注漿及二次壓力灌注解決土體加固及土釘抗拔問題；以相對較深的攪拌樁插入深度解決坑底的抗隆起、管涌和滲流問題，形成防滲帷幕、超前支護及土釘等組成的復合型土釘墻支護。因此，復合型土釘墻適用于砂性土、粉土、粘性土、淤泥土及淤泥質土，分層壓密注漿與土釘墻的結合應用，形成為一種新型的復合型土釘墻支護。

2工程及地質概況

2.1工程概況

愛家-星河國際工程位于天津市河北區金鐘河大街與潤園路交界，為集合了高檔住宅、酒店式公寓、大型商業廣場與姊妹雙塔建筑于一體的河北區地標性高檔精品住宅小區。其中包括15棟18-24層住宅樓和4棟商業裙房及一大型地下車庫，總建筑面積16萬m2，由天津愛家投資有限公司投資興建，中鐵建設集團有限公司施工總承包。

本工程地下車庫和12#、13#、14#住宅樓地下室總建筑面積14398m2，基底標高-6.95m，在天津地區按深基坑支護需進行專家方案論證；其余住宅樓基底標高-4.680m.

2.2地層情況

根據工程勘察報告，影響邊坡支護的地基土自上而下分述見表1：

2.3水文地質條件

根據巖土工程勘察報告提供的資料表明，初見水位埋深0.60m～1.90m，相當于標高0.95-1.47m，表層地下水屬潛水類型，主要由大氣降水補給，以蒸發形式排泄，水位隨季節有所變化，一般年變幅在0.5-1.0m左右。

3支護設計

根據現場實際施工條件及基底埋深，本工程邊坡支護如下：

3.2土釘墻設計

土釘墻設計剖面如圖1、2所示。

支護中面層技術參數邊坡面層掛φ6.5 @200×200鋼筋網，每排土釘橫豎向設置一根Ф14通筋，通筋與土釘主筋端部焊接牢固，然后噴射素混凝土(厚約80～100mm)，混凝土配合比為水泥：砂：石=1：2：2。

根據穩定性計算結果，采用土釘墻支護方式能很好的滿足施工要求，穩定系數可以達到1.3以上。

4 結論

深基坑支護工程是近二十年來隨著城市高層建筑發展而發展的一門新的實踐工程學，它還有待于理論上的完善，選取一種合理的支護類型需充分考慮現場環境、工程地質條件以及工程要求。

在愛家—星河國際基坑圍護施工，采用土釘墻施工技術，不會整個邊坡坍塌現象，且安全穩定，可以保證周圍的民居不出現異常以及道路無損，能較好的滿足地下建筑施工的需要。而且較原雙排鋼筋混凝土灌注樁結合止水帷幕的支護方法，降低成本40%~60%。有以下兩點體會：

（1）土釘墻施工技術在中淺基坑圍護工程中，能加強邊坡強度，起到很好的支護作用，尤其在由于場地限制不能放坡的情況下應當是一項很好的支護方法。

（2）土釘墻施工技術對于深基坑支護來說也是一種施工簡便且十分經濟的支護方案，尤其在天津地區地質條件下值得推廣使用。

參考文獻

[1] 秦四清 王建黨 等 土釘支護機理與優化設計[M]. 北京:地質出版社，1999。

[2] 楊永超 蔡燕群 土釘墻支護技術[J]. 基建優化，2005；26（5）：120-121.

[3] 秦四清 等 深基坑工程優化設計[M]. 北京:地質出版社，1998.9。

[4] 陳曉文 楊光華 張君祿 廣州凱華城基坑采用土釘墻支護設計實踐[J]. 巖石力學與工程學報，2004；23（17）：3021-3029。

[5] 龔曉南 土釘和復合土釘支護若干問題[J]. 土木工程學報， 2003；36（10）：80-83。