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摘要：預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)型式是復(fù)合土釘墻支護(hù)中常采用的一種型式，本文結(jié)合擬建場(chǎng)地特有的大厚度填土地質(zhì)條件，采用預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)型式，在滿足深基坑地下結(jié)構(gòu)施工的基礎(chǔ)上，極大程度的滿足了安全性、經(jīng)濟(jì)性兼?zhèn)涞奶攸c(diǎn)。...

錨索復(fù)合土釘墻在大厚度填土深基坑中的應(yīng)用

趙 鵬   董 陽(yáng)  任婷婷   陳仙東

（1.陜西省建筑科學(xué)研究院，西安  710082   2.中交隧道工程局有限公司，北京  100088）

    復(fù)合土釘墻是近年來(lái)在土釘墻基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型支護(hù)結(jié)構(gòu)型式，它是將土釘墻與深層攪拌樁、旋噴樁、各種微型樁、鋼管土釘及預(yù)應(yīng)力錨索（及錨桿）等結(jié)合起來(lái)，根據(jù)具體工程條件多種組合，形成復(fù)合基坑支護(hù)的一種技術(shù)，它彌補(bǔ)了一般土釘墻的許多缺陷和使用限制，極大地?cái)U(kuò)展了土釘墻技術(shù)的應(yīng)用范圍。復(fù)合土釘墻技術(shù)具有安全可靠、造價(jià)低、工期短、使用范圍廣等特點(diǎn)，得到了越來(lái)越廣泛的工程應(yīng)用。

    本文通過(guò)對(duì)南門(mén)望城項(xiàng)目深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)選型的過(guò)程，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻在大厚度填土深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果進(jìn)行一定程度的分析，以期能對(duì)類(lèi)似工程給予一定的參考。

1、復(fù)合土釘墻支護(hù)型式的概念

    復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)是將土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨索（及錨桿）、止水帷幕（水泥土樁）、超前錨桿（預(yù)支護(hù)微型樁）等結(jié)合起來(lái)形成的一種復(fù)合支護(hù)技術(shù)。該技術(shù)彌補(bǔ)了一般土釘墻的許多缺陷和使用限制，在保證支護(hù)體系安全穩(wěn)定的同時(shí)滿足某些特殊的工程需要，如限制基坑上部變形，阻止邊坡土體內(nèi)水的滲流作用，解決開(kāi)挖面的自立性以及阻止基坑底部隆起變形，具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和適用范圍。在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)具有傳統(tǒng)土釘墻無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于基坑較深、地質(zhì)情況復(fù)雜、周?chē)�建筑物距離基坑較近、附加荷載大、地下水位高、土釘墻單一支護(hù)型式無(wú)法滿足工程安全要求的復(fù)雜基坑工程。

    其主要有以下幾種形式：一是土釘+止水帷幕（水泥土樁）；二是土釘+預(yù)應(yīng)力錨索（及錨桿）；三是土釘+超前錨桿（預(yù)支護(hù)微型樁）；四是土釘+混凝土灌注樁、加筋水泥土、內(nèi)支撐等其他支護(hù)形式；五是土釘與以上多種形式的復(fù)合土釘支護(hù)。

2、復(fù)合土釘墻支護(hù)型式的作用機(jī)理

    由于本文工程實(shí)例采用的是預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)型式，在此主要介紹一下該種型式復(fù)合土釘墻支護(hù)的作用機(jī)理。對(duì)于預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)型式，不僅兼有土釘和預(yù)應(yīng)力錨索的作用機(jī)理，同時(shí)兩者聯(lián)合作用時(shí)，在土釘?shù)姆謸?dān)、箍束效應(yīng)以及坡面薄板墻等共同的約束作用下，被支護(hù)土體的整體性提高，其整體剛度相應(yīng)增加，進(jìn)而更能充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨索的深層錨固作用、懸吊和注漿約束作用，使得土體被加固的效果得到大幅提升。

    如果不考慮土釘?shù)淖饔茫瑑H就預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)被支護(hù)土體而言，由于被支護(hù)土體剛度相對(duì)較小且極易變形，則對(duì)其錨固和懸吊后，除錨索所處位置土體外，其他地方土體依然會(huì)產(chǎn)生較大的變形，且注漿約束的范圍及其作用效果也很小。

    因此，在預(yù)應(yīng)力錨索與土釘聯(lián)合支護(hù)作用下，土釘、錨索及深部穩(wěn)定土層被有效的聯(lián)系在一起，形成一個(gè)聯(lián)合支護(hù)體共同承擔(dān)被支護(hù)土體產(chǎn)生的土壓力，由此提高了被支護(hù)土體的整體抗變形能力。

3、工程實(shí)例

    3.1  工程概況、周?chē)�環(huán)境概況

    3.1.1  工程概況

    南門(mén)望城項(xiàng)目基坑支護(hù)工程基坑開(kāi)挖深度8.5米，基坑側(cè)壁安全等級(jí)按一級(jí)考慮，采用動(dòng)態(tài)法設(shè)計(jì)、信息化施工原則，重要性系數(shù)γ。取1.1，本文僅涉及其東邊坡大厚度填土部分支護(hù)段。

    3.1.2  周?chē)�環(huán)境概況

    基坑支護(hù)工程位于西安市大南門(mén)外長(zhǎng)安路西側(cè)、圍墻巷北側(cè)，東距長(zhǎng)安路約160m，北鄰碑林區(qū)教委家屬院6-7層磚混住宅樓（該分段基坑坑口距離家屬樓最近距離僅4.3米），西側(cè)緊鄰2層民房及市旅游服務(wù)公司家屬院住宅樓，東側(cè)緊鄰教委家屬院小區(qū)道路及市農(nóng)行家屬院住宅樓。

    本文涉及大厚度填土部分支護(hù)段為本基坑工程的東邊坡分段，坡口緊鄰教委家屬院小區(qū)道路，詳見(jiàn)圖1所示。

 

    圖 1 基坑平面布置圖及周?chē)�環(huán)境條件

    3.2  地質(zhì)、水文條件

    依據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，本場(chǎng)地支護(hù)影響范圍內(nèi)揭露土層主要為第四系松散堆積物，即由全新統(tǒng)人工雜填土、素填土、上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土、殘積古土壤、中更新統(tǒng)風(fēng)積黃土等組成。其中場(chǎng)地東北段（即本文涉及支護(hù)段）雜填土及素填土厚度較大，雜填土層厚0.5～1.6米，層底埋深0.5～1.6米，稍密、稍濕，主要成份為粘性土含較多碎磚、灰渣、砼塊等建筑垃圾，巖性不均；素填土層厚達(dá)6.5米，層底埋深7.6米，稍密、稍濕，主要成份為粘性土含零星碎磚、灰渣等，巖性不均。

    依據(jù)巖土工程勘察報(bào)告并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，雜填土粘聚力C取5kPa，內(nèi)摩擦角φ取5°；素填土C取12kPa，內(nèi)摩擦角φ取10°；下層黃土C取26kPa，內(nèi)摩擦角φ取21°。

    場(chǎng)地地下水在鉆孔中測(cè)得穩(wěn)定地下水水位埋深為11.0～12.5m，屬潛水類(lèi)型，觀測(cè)期間為年平水期較低水位。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，水位年變幅2.0m左右。

    3.3  支護(hù)方案參數(shù)

    根據(jù)工程所在地質(zhì)和周邊環(huán)境條件，本文涉及支護(hù)段采用四道6～9米土釘結(jié)合一道18米長(zhǎng)兩束φS15.2預(yù)應(yīng)力錨索組成的預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)型式，坡比1:0.3，具體設(shè)計(jì)參數(shù)詳見(jiàn)圖2。

 

    圖 2 支護(hù)體系設(shè)計(jì)方案

    3.4  基坑支護(hù)施工及變形監(jiān)測(cè)

    本基坑工程于2012年11～12月完成基坑開(kāi)挖和支護(hù)工作，目前地下車(chē)庫(kù)地下一層、二層均已施工完畢；施工期間對(duì)基坑周?chē)�土體及其周邊相鄰建筑、道路進(jìn)行了較全面的監(jiān)測(cè)工作，包括基坑周?chē)�土體水平、豎向位移，坡頂和緊鄰道路的沉降觀測(cè)。

    依據(jù)觀測(cè)結(jié)果顯示，支護(hù)期間基坑周?chē)�相鄰建筑物及道路最大沉降量�?/span>3mm，基坑周?chē)�土體水平、豎向位移量累計(jì)最大變形量為10mm，變形監(jiān)測(cè)結(jié)果均滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

4、結(jié)語(yǔ)

    近幾年隨著理論研究的深入和大量的工程實(shí)踐，復(fù)合土釘墻技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)它們的適用條件、設(shè)計(jì)計(jì)算方法，得到了大量的工程實(shí)踐的驗(yàn)證；在地質(zhì)條件較復(fù)雜的擬建場(chǎng)地，復(fù)合土釘墻具有傳統(tǒng)土釘墻無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而極大地?cái)U(kuò)展了土釘墻技術(shù)的應(yīng)用范圍，成為深基坑支護(hù)中一種很有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)手段。

    本文結(jié)合擬建場(chǎng)地特有的大厚度填土地質(zhì)條件，采用預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)型式，在滿足深基坑支護(hù)安全條件的基礎(chǔ)上，極大程度的降低了建設(shè)單位的支護(hù)費(fèi)用；經(jīng)本工程實(shí)踐驗(yàn)證，大厚度填土地層，基坑支護(hù)采用預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)型式，安全、經(jīng)濟(jì)、可行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《復(fù)合土釘墻技術(shù)的研究及應(yīng)用》，楊志銀等，巖土工程學(xué)報(bào)，2005.2

[2] 《復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用》，都智剛，科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009，19(15)

[3]  《預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)內(nèi)力及變形分析》，湯連生等，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008.2

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)   文徑網(wǎng)絡(luò)：呂琳琳  尹維維 編輯  文徑 審核) 

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