淺談微型樁復合土釘墻支護技術在基坑支護工程中的應用

■佟業增，張永生 ■山東正元建設工程有限責任公司，山東 泰安 271000

微型樁復合土釘墻支護技術是指在基坑支護工程中，通過首先施工微型樁(微型樁采用成孔后插入微型鋼管樁、型鋼樁的工藝時，成孔直徑宜取130mm～300mm，對鋼管，其直徑宜取48mm～250mm，對工字鋼，其型號宜取Ⅰ10～Ⅰ22;孔內應灌注水泥漿或水泥砂漿并充填密實)，以達到控制土釘墻開挖過程中的土體變形的目的，然后通過對微型樁及土釘墻面層施加預應力作用，達到限制土釘墻支護體系總體變形較大的目的。隨著城市建筑的不斷發展，施工空間越來越緊張，而采用樁錨支護成本較高，且受成樁工藝及環境條件限制較多，故微型樁復合土釘墻支護技術在對環境及變形控制要求不太高的條件下被廣泛使用。

1 工程概況及地質條件

1．1 工程概況

該工程位于泰安市財源街西首，基坑底邊線距離西側3層建筑約4．60m，該建筑采用條形基礎，基礎埋深約2．00m。基坑深度8．90m。

1．2 場地工程地質與水文地質條件

1．2．1 場地工程地質條件

跟基坑支護有關的主要地層概述如下:

(1)層雜填土

雜色，稍密，稍濕。土質不均，主要為磚塊、砼塊等建筑垃圾，局部含少量生活垃圾及粘性土。據訪問，該層堆積年限一般在10年以上，局部為近期堆積的建筑垃圾。該層分布普遍，揭露厚度0．60～2．10m，層底標高141．58～143．27m。基坑施工前該層已經基本清除。

(2)層含砂粉質粘土

黃褐色，可塑～硬塑。土質不均勻，含少量鐵質氧化物及砂粒，稍有光澤反應，搖震無反應，干強度中等，韌性中等。該層分布普遍，揭露厚度1．30 ～2．90m，層底標高138．82 ～141．59m。

(3)層風化卵石

黃褐色，稍密～中密，濕～飽和。卵石成分主要為強～中風化花崗片麻巖，呈次棱角狀～亞圓狀，粒徑一般2～10cm，最大20cm，由中粗砂和粘性土充填。該層分布普遍，揭露厚度2．30～6．20m，層底標高134．68 ～137．59m。

(4)層風化卵石

黃褐色，可塑，局部硬塑。土質不均，為花崗片麻巖質卵石風化而成，卵石的原始輪廓清晰可見，呈全風化狀、多數手捻呈粉末狀。局部含少量中風化卵石及砂礫，粘粒含量不均，自上而下漸多。該層分布普遍，揭露厚度11．00 ～24．30m，層底標高112．03 ～125．44m。

1．2．2 水文地質條件

擬建場地內，地下水有兩種類型，上部第四系孔隙潛水和下部奧陶系灰巖巖溶裂隙水。

第四系孔隙潛水，補給來源以大氣降水為主，排泄途徑主要為地下徑流，勘察期間測得地下水位一般2．40～3．80m，相應的標高為140．55～141．28m，水位年變幅1．00 ～2．00m。

奧陶系灰巖巖溶裂隙水埋藏較深，據場地附近基巖水井資料，水位埋深55．00～60．00m。基巖水主要補給來源為第四系孔隙潛水及側向徑流補給，排泄途徑為地下徑流及人工開采。

擬建場地的第(3)層風化卵石層是主要含水層，風化卵石為弱透水層，粘土為相對隔水層，這種地層結構特點使得上下兩層地下水之間的水力聯系很弱。

1．2．3 支護設計參數

層號 土層名稱重度γ(kN/m3) 粘聚力C(kPa) 內摩擦角φ(°)報告值 采用值 報告值 采用值 報告值采用值與錨固體摩擦阻力(kPa)與土釘摩阻力(kPa)2 含砂粉19．5 19．5 35．0 35．0 17．4 17．4 70．0質粘土3 風化卵石 19．1 19．1 23．0 23．0 20．5 20．5 80．0 4 風化卵石 19．2 19．2 36．0 36．0 17．9 17．9 100．0 55．0 60．0 65．0

2 基坑支護方案設計

2．1 支護形式選擇

根據基坑深度、場地周圍環境條件、地層條件等因素，結合類似工程施工經驗，該段支護長度約為24．00m，工程量較小;基坑西側3層建筑后期需拆除，對變形控制要求不高;基坑底邊線距離西側3層建筑間距為4．60m，基坑深度為8．90m，不具備足夠放坡空間。綜合考慮變形控制、經濟及施工環境條件，該區域基坑支護采用微型樁復合土釘墻結合天然放坡掛網噴護方案。

2．2 支護設計

上部1．50m采用天然放坡掛網噴護方案，放坡角度為63°;1．50～8．90m采用微型樁復合土釘墻支護方案。微型樁頂設300*300mm冠梁，中配4Φ22鋼筋。

微型樁樁徑130mm，內置φ108*4．5mm無縫鋼管，微型樁樁間距為550mm，有效樁長10．00m，微型樁內注漿材料采用純水泥漿，并設置4道預應力錨桿，采用16b槽鋼鎖定，預加力均為50kN。

3 基坑支護成果檢驗

本工程支護體系使用期橫跨整個雨季，在基坑使用期內地表沉降、支護體變形量及西側3層建筑變形量均控制在安全范圍內，保證了周邊建筑的正常使用及基坑內基礎施工的順利進行。通過變形監測數據統計，約80%位移變形量發生在施加預應力之前。

4 微型樁復合土釘墻支護設計中存在問題探討

雖然實際施工中，微型樁復合土釘墻技術已被廣泛采用，并且取得了顯著成果。但是在微型樁復合土釘墻支護設計時，沒有明確的規范依據，設計時采用土釘墻設計模式進行設計計算，對微型樁和預應力錨桿的復合作用缺乏統一計算模式。尚需加強對本技術的理論研究，以便加強對該技術的進一步推廣。

5 微型樁復合土釘墻技術施工對中變環境的適應性

采用微型樁復合土釘墻技術進行邊坡支護時，周邊道路、建筑及管線的變形量明顯較樁錨支護及內支撐要大，但是其施工工藝較為簡單，工程造價較為低廉，因此采用微型樁復合土釘墻技術進行邊坡支護時，應加強對周邊建筑對變形適應性的研究。本工程該部位論證方案實施的條件為，已有3層建筑后期需要拆除，在保證其能正常使用的前提下允許出現一定量的變形。

6 結束語

(1)采用微型樁復合土釘墻技術能過解決基坑周邊缺乏樁錨支護施工條件的問題，并降低工程造價，且達到了支護目的;(2)微型樁復合土釘墻技術科根據不同的適應性，采用更廣泛的適宜方法;(3)應加強微型樁復合土釘墻技術的設計及施工經驗的積累，提供更可靠的施工依據;(4)應加強微型樁復合土釘墻技術的理論研究為該技術提供更可靠的理論依據。

［1］《建筑基坑支護技術規程》(JGJ20-2012)．

［2］《基坑土釘支護技術規程》(CECS96∶97)．

［3］《復合土釘墻基坑支護技術規范》(GB50739-2011)．

［4］《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497-2009)．

［5］《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2002)．