巖溶地區某深基坑土釘墻施工

摘 要:本文介紹了巖溶地區某深基坑運用土釘墻施工技術支護的過程中，遇到土洞及軟弱土層的處理方法，為巖溶地區施工深基坑支護提供了一個成功案例。

關鍵詞:巖溶地區深基坑土釘墻

中圖分類號:TU753文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0038-01

廣西某高層建筑場地位于巖溶區，設計樓層33層，高106m，地下室二層，開挖深度10m。基坑北、西側為街道，基坑邊緣距街道邊線分別為32m和28m;基坑東、南側為6層建筑，東側建筑邊線距基坑邊緣35m，南側建筑邊線距基坑邊緣10m。根據場地工程地質條件及場地周圍環境狀況，基坑護壁決定采用土釘墻方案。施工過程中遇到了巖溶區常見的土洞，并形成坍塌;以及基坑底部基巖面上存在軟弱土層。經過處理，土釘墻施工取得成功。該工程體現了巖溶區土釘墻施工的一些特點。現敘述如下:

1 場地工程地質概況

場地地基土層可分為雜填土、粘土，下付基巖為灰巖。分述如下:

(1)雜填土(Q4ml):由混凝土塊和粘性土組成，硬顆粒含量40%～50%;厚0.4～1.2m，分布于整個場地。

(2)粘土(Q3el):分為硬塑狀、可塑狀、軟塑狀粘土。硬塑狀粘土層厚4.2～4.8m，位于雜填土之下，分布于整個場地;可塑狀粘土層厚3.8～5.4m，位于硬塑狀粘土之下，分布于整個場地;軟塑狀粘土層厚1.3～1.8m，位于可塑狀粘土之下，在場地大部分有分布，僅場地西南角缺失。下伏基巖為泥盆系中統中～微風化灰巖，巖溶較發育。場地地下水類型為覆蓋層孔隙水和碳酸鹽巖裂隙溶洞水。孔隙水水量小，對土釘墻施工影響不大;場地碳酸鹽巖裂隙溶洞水水量豐富，但埋深較大，對土釘墻由上至下逐層施工影響也不大。

2 施工工序

根據場地地質條件，制定施工工序如下:加固軟弱地層→分層開挖基坑→土釘墻施工→隱蔽驗收。

3 軟弱土層加固處理

場地大部分地區分布有軟塑狀粘土，其抗剪強度較低，若直接施工土釘則土釘的抗拔強度很低，且該層土分布在基坑邊坡下部，基坑開挖后會形成潛在的滑動層，故在基坑開挖前先對該層土進行加固處理，處理采用壓力注漿方法，注漿材料采用425號普通硅酸鹽水泥配制的純水泥漿，水灰比為0.6:1;用50型或100型勘探鉆機將注漿探頭錘擊至軟塑狀粘土層底部，然后用砂漿泵以1.0MP的壓力將純水泥漿泵入，并逐步上拔注漿探頭，上拔高度應小于探頭出漿段的長度，注漿時應采取堵塞措施，使得水泥漿盡可能沿水平向擠滲入軟塑狀土層中，注漿至水泥漿滲出地面為止。處理后對該層土用觸探方法測試加固效果，合格標準為錘擊數不小于在場地可塑狀粘土層的錘擊數。若錘擊數達不到要求，則在該處再次注漿加固處理。

4 土釘墻設計

根據場地工程地質條件和開挖深度，進行邊坡穩定性分析和土釘設計驗算，土釘設計極限抗拔力不小于30kN/m，土釘桿體為φ20mm的螺紋鋼筋，長6～9m，土釘傾角25°，鉆孔直徑10cm，橫向孔距1.5m，縱向排距1.2m，上下土釘呈梅花狀排布，土釘面層為配網噴射水泥砂漿，鋼筋網為Φ6mm鋼筋，網距15×15cm，噴射水泥砂漿層厚度10cm，設計強度等級為C20。支護剖面如下圖:基坑分層開挖深度為1.5m。

5 土釘墻施工

土釘施工前，先分層開挖基坑，每層開挖深度1.5m左右，開挖至土釘設計標高的0.5m以下，按設計將土釘位置做好標記，然后按錨桿機造孔→放入土釘桿體→灌注水泥砂漿的工序進行。造孔鉆機采用氣動沖擊式錨桿鉆機，造孔直徑10cm，按設計施工孔深達到要求后，用空壓機清孔，將孔內殘留鉆渣吹出孔口，插入土釘桿體，桿體上每隔2m焊接支架，以保證桿體在孔內能保持居中;灌注水泥砂漿時，注漿管應伸入孔內離孔底10～20cm處，注漿過程中應適時活動注漿管，令孔內水泥砂漿充實，避免產生氣泡，影響土釘體與周圍土體膠結的質量;水灰比為0.45～0.5∶1，砂要選用過篩后的粉、細砂，以免大顆粒堵塞注漿泵，造成灌漿中斷時間過長，從而影響土釘體質量，砂含泥量不得大于5%，避免因含泥量過高而降低包裹土釘鋼筋的水泥砂漿體的強度。灌漿第一次結束的要求是水泥砂漿溢流出孔口;待水泥砂漿初凝后再進行二次補漿。一般施工2層土釘后進行一次掛網噴射水泥砂漿面層，如此往復進行，直到完成。

在造孔過程中，遇到一處土洞，該土洞因為其下伏灰巖巖溶較發育而形成，亦為巖溶地區較常見的地質現象。由于造孔時機械擾動，引起洞周土體坍塌，并將造孔鉆具埋住。考慮到基坑開挖深度已較大，土洞上方已施工了多層土釘，若冒然將鉆具取出，極可能使坍塌加劇，從而破壞周圍已完成的土釘柱體，故將鉆具留在基坑壁中，作為支撐體。在短時間內用編織袋裝入粘土并壓實，投入土洞中，將土洞填滿，然后用鋼板將洞口遮住，以支撐物頂緊鋼板。接著在基坑壁洞頂處造孔，孔向下傾斜約30°，孔連通洞體，然后注入水灰比為0.5∶1的水泥漿，使水泥漿盡可能地流入填充物的縫隙中，令填充物固結在一起，注漿管應伸到距孔底20cm處，水泥漿灌注結束的要求是漿液從孔口溢出。土洞部位的土釘先暫停施工，先施工其兩側的土釘，3天以后將洞口蓋板取開，進行土洞部位的土釘施工，土釘數增加為原設計的2倍，施工方法與前述正常情況一樣。

在施工過程中，隨時觀測已完成部分土釘墻的變形情況，在保證已完成工程的質量的前提下進行后續施工。根據對土釘的抗拔力試驗，以及噴射水泥砂漿層的厚度和強度的檢測，施工質量均符合設計和規范的要求。

6 土釘墻支護效果

基坑開挖至基底設計標高，并完成整個土釘墻施工，直到建筑物主體結構修建完工，基坑邊坡都保持安全穩定，表明土釘墻支護是成功的。

7 結語

在巖溶地區進行深基坑開挖，往往會遇到土洞及軟弱土層，這些不良地質條件對基坑邊坡穩定造成較大影響，采用回填、壓力注漿加固等方法先進行處理，然后采用土釘墻護壁，效果良好。