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赵勇刚(201100000548)
【摘要要】:介绍了复复合土钉墙墙的4种主要要模式,对对它们的适适用条件、设设计计算方方法及构造造型式进行行了论述,并并结合工程程实例,对对复合土钉钉墙在复杂杂地质条件件下的使用用状况进行行了阐述。
【关键词】:复合土钉钉墙;基坑坑支护;土土钉;锚杆杆;止水帷帷幕;微型型桩
Abstrract::Inthepapeer,
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土钉墙是由由天然土体体通过土钉钉墙就地加加固并与喷喷射砼面板板相结合,形形成一个类类似重力挡挡墙以此来来抵抗墙后后的土压力力;从而保保持开挖面面的稳定,这这个土挡墙墙称为土钉钉墙。复合合土钉墙是是近年来在在土钉墙基基础上发展展起来的新新型支护结结构,它是是将土钉墙墙与深层搅搅拌桩、旋旋喷桩、各各种微型桩桩、钢管土土钉及预应应力锚杆等等结合起来来,根据具具体工程条条件多种组组合,形成成复合基坑坑支护的一一种技术,它它弥补了一一般土钉墙墙的许多缺缺陷和使用用限制,极极大地扩展展了土钉墙墙技术的应应用范围。
复复合土钉墙墙技术具有有安全可靠靠、造价低低、工期短短、使用范范围广等特特点,获得得了越来越越广泛的工工程应用。
土钉墙不仅仅应用于临临时支护结结构,而且且也应用于于永久性构构筑物,当当应用于永永久性构筑筑物时,宜宜增加喷射射砼面层的的厚度并适适当考虑其其美观,目目前土钉墙墙的应用领领域主要有有:
(1)托换基础础
(2)基坑支挡挡或竖井
(3)斜坡面的的挡土墙
(4)斜坡面的的稳定
(5)与锚杆挡挡墙结合作作斜面的防防护
钻孔注注浆型土钉钉墙系逐层层向下开挖挖方式,每每一台阶高高度为1~~2米,在在施工土钉钉杆、面层层喷射砼期期间,坡段段处无支撑撑状态下需需能保持自自立稳定,因因此主要适适用于:
(1)有一定粘粘结性的杂杂填土、粘粘性土、粉粉土、黄土土与弱胶结结的砂土边边坡。
(2)适用于地地下水位低低于开挖层层或经过降降水使地下下水位低于于开挖标高高的情况。
(3)对于标准准贯入击数数(N)低低于10击击的砂土边边坡采用土土钉法一般般不经济。
(4)对于朔性性指数Ipp>20的的土,必须须注意仔细细评价其蠕蠕变特性后后方可采用用。
(5)对于含水水丰富的粉粉细砂层,砂砂卵石层土土钉法是不不行的。
(6)不适用于于没有临时时自稳能力力的淤泥土土层,流朔朔状态的软软粘土保持持成孔时的的孔壁的稳稳定比较困困难且界面面摩阻力很很低,技术术经济效益益不理想,因因此也不宜宜采用。
(7)土土钉不适宜宜在腐蚀性性土如煤渣渣、煤灰、炉炉渣、酸性性矿物废料料等土质作作永久性支支挡结构。
根据理论研研究和工程程实践,复复合土钉墙墙主要有下下列几种类类型,见图图。
+止水帷幕幕+预应力锚锚杆
土钉墙+止止水帷幕++预应力锚锚杆(图11(a))是应应用最为广广泛的一种种复合土钉钉墙形式。由由于降水经经常引起基基坑周围建建筑、道路路的沉降,造造成环境破破坏,引起起纠纷。所所以,一般般情况下,基基坑支护均均设置止水水帷幕。止止水帷幕起起止水和加加固支护面面的双重作作用。止水水帷幕可采采用搅拌桩桩、旋喷桩桩及注浆等等方法形成成。由于搅搅拌桩止水水帷幕效果果好,造价价便宜,所所以在可能能条件下均均采用搅拌拌桩作为止止水帷幕,只只有在搅拌拌桩难以施施工的地层层使用旋喷喷桩。止水水后土钉墙墙的变形一一般较大,在在基坑较深深,变形要要求严格的的情况下,需需要采用预预应力锚杆杆限制土钉钉墙的位移移,这样就就形成了最最为常用的的复合土钉钉墙形式,即即,土钉墙墙+止水帷幕幕+预应力锚锚杆。这种种形式之所所以应用广广泛,是因因为它满足足了大多数数实际工程程的需要。在在设计中,根根据基坑深深度、工程程地质及周周边环境条条件,计算算选择这种种复合土钉钉墙的各种种参数。
+预应力锚锚杆
当地层条件件为粘性土土层和周边边环境允许许降水时,可可不设置止止水帷幕,但但基坑较深深及无放坡坡条件,采采用土钉墙墙+预应力锚锚杆(图11(b))这种种复合土钉钉墙形式,预预应力锚杆杆加强土钉钉墙,限制制土钉墙位位移。
+微型桩+预应力锚锚杆
当基坑开挖挖线离红线线和建筑物物距离很近近,且土质质条件较差差,开挖前前需对开挖挖面进行加加固,搅拌拌桩又无法法施工时,采采用土钉墙墙+微型桩+预应力锚锚杆(图11(c))这种种复合土钉钉墙支护形形式。微型型桩常采用用直径1000~3000mmm的钻孔孔灌注桩、型型钢桩、钢钢管桩以及及木桩等,预预应力锚杆杆加强土钉钉墙,限制制土钉墙位位移。
+止水帷幕幕+微型桩+预应力锚锚杆
当基坑深度度较大,变变形要求高高,地质条条件和环境境条件复杂杂时,采用用土钉墙++止水帷幕幕+微型桩+预应力锚锚杆(图11(d))这种种复合土钉钉墙形式。这这种支护形形式常可代代替桩锚支支护结构或或地下连续续墙支护。在在这种支护护形式中,预预应力锚杆杆一般2~~3排,止止水帷幕一一般为旋喷喷桩或搅拌拌桩,微型型桩直径较较大或采用用型钢桩。
复合土钉墙墙中经常用用到止水帷帷幕,止水水帷幕一般般采用相互互搭接的深深层搅拌桩桩或高压旋旋喷桩,伸伸入基坑底底部2~33m,并并需要穿过过强透水层层,进入到到不透水层层1~2m。深层层搅拌桩造造价比较便便宜,它适适合于人工工填土、一一般粘性土土和中粗砂砂以下的砂砂土地层。单单头搅拌桩桩直径常采采用5000~6000mm,间间距4000~4500mm。当当土质较差差及水量较较大时,可可采用两排排或三排搅搅拌桩形成成止水帷幕幕并加固土土体。新开开发的多头头大功率深深层搅拌机机,一般地地层均可适适用,扩大大了搅拌桩桩帷幕的应应用范围。高高压旋喷
桩桩造价较高高,但它适适用范围广广,施工空空间要求小小,作止水水帷幕时,一一般地层均均可适用。旋旋喷桩直径径一般为6600~11000mm,搭搭接1000~2000mm,也也可做成相相互搭接的的定喷或摆摆喷止水帷帷幕,这样样可降低工工程造价,一一般可满足足实际工程程的需要。复复合土钉墙墙中的止水水帷幕,除除作止水功功能外,常常有加固地地层和稳定定开挖面的的作用,所所以对搅拌拌桩或旋喷喷桩的强度度有一定要要求,其水水泥掺量也也较常规的的搅拌桩或或者旋喷桩桩为高,并并常选用早早强型水泥泥品种,桩桩身强度一一般可达到到1~3MPa。
在复合土钉钉墙的中部部设置1~~3排预预应力锚杆杆,对土钉钉墙施加初初始背拉力力,可大大大减少土钉钉墙的位移移,提高工工程的安全全度,满足足不同实际际工程的需需要。预应应力锚杆可可采用钢绞绞线预应力力锚索和钢钢筋预应力力锚杆,也也可采用钢钢管预应力力锚杆。锚锚杆锚头必必须与喷射射混凝土面面层连接可可靠,可设设置承压板板和喷射混混凝土连梁梁,锚头承承压板或连连梁通过计计算确定,保保证足够的的强度和刚刚度,将锚锚固力有效效地传递到到面层或土土层中。复复合土钉墙墙中预应力力锚杆与桩桩锚体系中中的预应力力锚杆有所所不同,设设计荷载不不宜过大,一一般宜小于于300kN。
在复合土钉钉墙中除使使用传统的的钻孔注浆浆型土钉外外,常常采采用新型的的打入注浆浆型钢管土土钉,以解解决在砂层层或软土中中土钉成孔孔问题和成成孔穿透止止水帷幕时时的漏水问问题。土钉钉长度一般般6~122m,间间距1~22m,其其它的土钉钉构造及连连接与普通通土钉墙相相同。
在实际工程程中,常根根据需要对对土钉墙采采取各种各各样的加固固措施,以以增加结构构安全性,微微型桩是应应用较多的的加固方式式,满足了了不同工程程的需要。微微型桩常采采用直径1100~3300mmm的钻钻孔灌注桩桩,桩插入入基坑底面面以下2~~3m。微微型桩配置置钢筋笼或或型钢,配配置型钢时时,以166~22号工字钢钢应用最多多。微型桩桩上常设置置小型冠梁梁或连梁,将将桩连接在在一起,连连梁上常设设置预应力力锚杆或土土钉。
 复复合土钉支支护作用机机理:体系系的设计思思路是通过过土钉来调调动土体浅浅部滑裂面面外的潜能能,通过预预应力锚杆杆的预应力力来渊动土土体深部潜潜能,通过过密排微型型桩的被动动挡土作用用控制上层层开挖过程程中的侧向向位移,将将主动支护护与被动支支护有机地地结合,大大大提高边边坡的稳定定性,有效效地控制开开挖过程中中的坡顶变变形量;当当边壁士体体含水量较较大时,网网喷混凝土土面层不易易与土体粘粘结在一起起,若喷层层直接喷在在水泥土搅搅拌桩或旋旋喷桩上,则则很容易粘粘结在一起起,水平土土钉的压密密注浆及二二次压力灌灌浆,增
强强了土钉的的抗拔力,由由于浆液的的渗透,同同时对土体体有加固作作用,对抵抵抗基底隆隆起、管涌涌等起重要要作用;预预应力锚杆杆设置在较较好的土层层中或设置置在估算的的滑移面以以外,通过过预加应力力限制基坑坑的位移,把把土压力荷荷载传递到到深部的稳稳定地层中中,调动深深部稳定地地层的潜能能,使土钉钉支护体系系、锚杆、深深部稳定土土层紧密联联系在一起起,共同承承受荷载,使使边壁稳定定并减小位位移;在土土钉与止水水帷幕复合合支护中,搅搅拌桩的水水泥掺量较较常规搅拌拌桩或旋喷喷桩高,并并常选用早早强型水泥泥品种,桩桩身强度一一般可达ll~3MPPa,除止止水功能外外,常有加加固地层和和稳定开挖挖面的作用用;在土钉钉与桩锚复复合支护体体系中,桩桩间土钉的的作用之一一就是承受受一部分土土压力荷载载,稳定桩桩问的局部部土体;超超前加固大大大提高了了边坡开挖挖过程中的的稳定性,有有效控制了了开挖过程程中的坡顶顶变形量。
畔山花园位位于深圳市市福田区彩彩田路[33],地下下3层,地地上34层,总建建筑面积9960000m2,其其中地下室室建筑面积积为180000mm2。基坑坑开挖轮廓廓(长×宽)为922m×73m,。
该基坑开挖挖范围内自自上而下主主要地层有有:人工回回填土,埋埋藏植物层层,淤泥质质粘土,粉粉质粘土,粗粗砾砂,残残积粘土层层等。基坑坑东侧和南南侧有较密密的管网和和重要交通通道路,特特别是南侧侧,道路下下有煤气管管,排洪沟沟,上,下下水管等77种管线线,离基坑坑最近处只只有2mm。北侧相相邻建筑为为沉管灌注注桩基础,西西侧为待建建小区道路路。
根据地质和和周边工程程条件,基基坑支护南南、北、东东3面采用用复合土钉钉墙第一种种模式,即即单排深层层搅拌桩止止水帷幕++土钉墙+预应力锚锚杆,其中中南侧为保保护坑边煤煤气管,在在长约366m的的地下车道道处(坑壁壁距煤气管管约3mm)增加了了一排型钢钢微型桩,即即采用复合合土钉墙第第4种模式式。支护参参数为,深深层搅拌桩桩φ500@***@400,桩桩长14m;土钉钉设置7排,长度度10~112m,,采用打入入式高
压注浆钢管管土钉(φφ48、);;预应力锚锚索设置两两排,长116~188m,由由3根φj15钢绞绞线组成;;微型桩直直径φ250,配配置型钢为为18a工字钢;;基坑西侧侧为普通土土钉墙,并并设有5口降水井井。基坑东东侧支护典典型剖面如如图4所示。
该基坑于11999年6~8月完成基基坑开挖和和支护工作作。施工期期间进行了了较全面的的工程监测测,包括基基坑周边水水平位移,坡坡顶和邻近近道路的沉沉降观测,地地下水位观观测,坡体体位移观测测(用测斜斜管测斜)。根根据监测结结果,至11999年8月底,基基坑周边位位移多数点点在40mm以以下,少数数点达到550~600mm;;沉降值多多数点在330mmm范围内,特特别是在管管线密集的的东侧和南南侧沉降值值基本在220mmm以下。~~,位移移值27~~28mmm;~~,位移移值在411~43mm之之间。总之之,基坑稳稳定情况良良好。监测测也发现,在在台风和暴暴雨以及西西侧修路、挖挖沟、积水水对边坡部部分测点位位移有明显显影响。
经过几年的的理论研究究和工程实实践,发展展了多种组组合形式的的复合土钉钉墙技术,对对它们的适适用条件、设设计计算方方法和构造造型式进行行了深入研研究。大量量的工程应应用表明,在在地质条件件较复杂的的地方,复复合土钉墙墙具有传统统土钉墙无无法比拟的的优点。复复合土钉墙墙极大地扩扩展了土钉钉墙技术的的应用范围围,成为基基坑开挖支支护中一种种很有竞争争力的技术术手段,必必将获得更更加广泛的的应用。
参考文献::
[1]程程良奎,[M]].北京:中国建筑筑工业出版版社,19998.
[2]SSJG055—96,深圳圳地区建筑筑深基坑支支护技术规规范[S]].
[3][R]].北京:冶金部建建筑研究总总院,11999..