淺談復合土釘墻在深基坑支護中的應用

韓同輝

（北京市地質工程公司，北京 100143）

0 序言

近年來，隨著城市建設的不斷發展，建筑物越來越密集，基坑深度也隨地下空間高效開發利用而不斷加深，因此對于基坑支護的要求也更加嚴格。面對復雜多變的地質條件、錯綜布置的地下管網、緊張有限的施工場地和不可避免的臨近荷載，土釘墻支護結構在應用范圍上受到了大幅限制。對于一般土釘墻無法適用的深基坑，在工期要求緊、造價要求低、附加荷載大和地下水位高等條件限制時，即可采用復合土釘墻支護方式。

1 復合土釘墻應用形式

復合土釘墻支護適用于深度不大于15.0m的非軟土基坑，具有輕型，機動靈活，適用范圍廣，支護能力強，可作超前支護，并兼備支護、截水等效果[1]。在實際工程中，組成復合土釘墻的各項技術可根據工程需要進行靈活的有機結合，形式多樣，有土釘墻+止水帷幕形式、土釘墻+微型樁形式、土釘墻+預應力錨桿（錨索）形式[2]。本文將重點闡述土釘墻+預應力錨桿支護形式，在工程案例中的成功應用。

2 望京體育館項目中復合土釘墻工藝設計方案

2.1 工程概況

望京綜合體育館A座基坑開挖、支護工程位于廣順北大街望京新城D5區，基坑深度14.36m，±0.00=38.00m，室內外高差-0.30m。基坑西側緊鄰在施地鐵14號線望京站及區間，部分隧道疊穿于西側基坑下0.9～2.0m。擬建場館與在施地鐵平面、立面位置關系如下圖1、圖2所示。另外，基坑西側緊鄰廣順北大街，管線復雜密布，成為該側支護的又一難點。

圖1 地鐵走向與基坑位置平面關系圖

圖2 地鐵走向與基坑位置立面關系圖

2.2 地層及地下水情況

（1）地層

地層情況見表1。

（2）地下水

根據勘察資料表明，本場區地下水情況如下：

第1層靜止水位埋深為2.50～4.60m，靜止水位標高為32.79～35.48m，地下水類型為上層滯水，含水層為：②層粘質粉土～砂質粉土、②2層粉砂，地下水補給主要為大氣降水及地下徑流以及管道漏水，水量較豐富，局部缺失，以地下水側向徑流及越流為主要排泄方式。

第2層靜止水位埋深為7.10～8.40m，靜止水位標高為29.47～30.60m，地下水類型為層間潛水，含水層為：③1層粘質粉土～砂質粉土。

第3層靜止水位埋深為12.10～13.50m，靜止水位標高為24.39～25.72m，地下水類型為潛水，含水層為：.④層粉細砂、④1層粘質粉土、⑤1層粘質粉土、⑤2層粉細砂、⑦圓礫、⑦1層粉細砂。

表1 地層情況

表2 支護設計輸入參數

表3 土釘墻技術參數

表4 預應力錨桿技術參數

圖3 支護設計剖面圖

圖4 復合土釘墻施工流程圖

2.3 支護設計分析

（1）綜合地鐵資料、管線資料及巖土勘察報告，總結該項目支護難點如下：

地鐵隧道貫穿于基坑之下，二次襯砌頂部距離結構底板僅1.0m左右，使得該區域因嵌固深度不足而不能施工排樁及止水帷幕，對于實際挖深14.06m的高水位深基坑，支護難度極大。

根據勘察報告可知，3層地下水均位于槽底以上，且地下水位高、水量豐富，地層稀軟，土層滲透性差，降水效果較差，對于基坑開挖支護非常不利，影響基坑安全。

基坑西側鄰近廣順北大街，地下管線錯綜復雜，對基坑開挖造成限制，基坑周邊環境條件決定支護設計不能放大坡，使得支護難度進一步上升。

（2）針對工程的特點和難點，采取土釘墻+預應力錨桿的復合土釘墻方式，進行基坑邊坡支護，原因如下：①土釘墻支護方式無需占用基坑下部空間，避免對地鐵隧道造成影響，但因基坑挖深超過12m，故為保證基坑穩定，控制位移，須加設錨桿。②根據以往施工經驗，因望京地區地層較軟，水量豐富，降水效果不理想，且根據《北京市建設工程施工降水管理辦法》限制進行施工降水，故在基坑其它區域采用樁間旋噴樁止水帷幕方式處理地下水，樁徑500@350mm，槽內布置疏干井以保證干槽作業。但在地鐵隧道上部基坑無法施工旋噴樁，因此在此坡段局部采用降水方式，降水井兼用作水位觀測井，以便準確掌握地下水位，井徑600mm，井深14.3m/23.0m。③為保證基坑放坡穩定性，擬在坡面留置土臺，分兩級放坡，采取了1:0.5放坡比例做兩級放坡，與錨桿支護組成聯合支護體系，保證基坑安全。在復合土釘墻施工期間應加強位移觀測，如有必要則根據現場情況調整錨桿參數，限制位移量。

2.4 支護設計參數

根據上述分析，綜合場地情況及相關經驗，基坑支護設計見表2、表3、表4：

邊坡面層掛φ6.5.@200×200鋼筋網，每排土釘橫向設置一根φ20通筋，通筋與土釘主筋端部以“L”型焊接牢固，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，強度達到c20。

支護設計剖面如圖3。

3 施工工藝流程

復合土釘墻施工流程見圖4。

3.1 錨桿干作業施工流程

鉆機就位→校正位置及角度→鉆至設計深度→插送錨桿桿體→灌注水泥漿→做腰梁→裝錨具→張拉→鎖定

3.2錨桿濕作業施工流程

鉆機就位→校正位置及角度→沖水成孔下鋼套管→鉆至設計深度→插送錨桿桿體→灌注水泥漿→拔鋼套管→做腰梁→裝錨具→張拉→鎖定

4 復合土釘墻工藝應用效果

望京體育館項目在與地鐵施工存在立面疊交的情況下，基坑支護采用土釘墻+錨桿復合土釘墻施工工藝，較好的解決了深基坑支護且無嵌固空間的問題，同時土釘施工角度靈活，可根據周邊管線圖的管線位置進行躲避，坡面加設錨桿增強了支護體系的穩定性。另外，復合土釘墻支護方式在一定程度上降低了工程造價，節省了工期。

5 結語

復合土釘墻在施工中得到廣泛應用，但仍有很多不完善的地方需要研究。比如目前的規范對復合土釘墻的設計是以土釘墻為基礎，難以量化超前支護的作用[3]。對于微型樁、止水帷幕的強度和加固土壤的能力還未能詳細揭露，這就為今后我們完善復合土釘墻的技術研究提供了方向。

[1]王麗英.淺析復合土釘墻支護技術[J].黑龍江科技信息，2012，14(25)：271.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.《復合土釘墻基坑支護技術規范》(GB.50739-2011)[S].2011.

[3]周錫彬.淺談復合土釘墻在基坑支護中的應用[J].西部探礦工程，2003，15(9)：54～55.