錨管式土釘墻支護技術在卵石層基坑中的應用

陳于川

（福建七建集團有限公司，福建 漳州 363000）

0 引言

土釘墻支護具有施工速度快、 造價低和工藝成熟等優點，被廣泛應用于基坑支護工程中。 常規的土釘墻需向支護土體打入一定長度的鋼筋形成土釘， 在基坑側壁上綁扎鋼筋網并與打入土體的鋼筋進行連接，噴射混凝土形成混凝土面板，可有效保護土釘和土體不受外界環境影響， 土釘與混凝土面板共同受力， 形成柔性變形能力較強的支護結構。 但土釘墻支護受土體性質影響較大，當巖土層較為軟弱時， 土體無法提供抵抗滑移和傾覆的能力，土釘就無法發揮原有的功能，在這種情況下，錨管式土釘墻應運而生，在土體中打入帶有倒掛角鋼的鋼花管， 通過注入水泥漿后形成類似普通錨桿的錨管，其具有一定的抗拔力，注漿過程使水泥漿與周邊土層滲透充分并錨固形成一個整體，倒掛角鋼能增加粘結摩阻力，將基坑變形產生的應力傳遞到土體深處，取得良好支護效果。

1 工程概況

華安縣第二實驗幼兒園遷建工程位于華安縣華豐鎮平湖南路西側，總建筑面積為5 511 m2，其中教學綜合樓為地上3 層，地下1 層。 基坑北面為空地，南面為平湖西路，東面為華安縣委員會宣傳部，西面為田王市場，周邊環境復雜，該工程基坑支護方式采用錨管式土釘墻支護技術。

2 錨管式土釘墻支護工作機理

錨管通過專用設備植入土層中， 將水泥漿高壓注入錨管使周邊土體的縫隙充滿水泥漿，從而使錨管與周圍土體形成共同受力的復合型結構，當基坑邊坡受到外力作用時產生的應力由土釘和錨管傳遞給土體，復合型結構在應力作用下產生一定的塑性變形，變形產生的應力值低于復合型結構的破壞極限值，確?；舆吰碌陌踩?。 錨管的作用主要為類似加筋，在土體中插入注滿水泥漿的鋼管，周邊土體通過水泥漿的作用與錨管緊密連接，使土體的強度得到加強，抵御外力的能力得到提升。

3 錨管式土釘墻支護施工技術

3.1 構建質量控制體系

為做好基坑支護施工質量控制工作，該工程構建以項目經理為主，以總工和管理人員為輔的矩陣質量控制體系， 根據各自崗位職責簽署責任狀，根據公司規章制度建立相應的質量優劣獎罰機制，將基坑支護質量目標細分到每個人身上，從而對個人的職責進行明確。根據施工圖紙和工程特點編制基坑支護質量控制手冊，針對基坑支護常見的質量缺陷制定相應的質量控制應對措施。要求施工人員應全程動態對基坑支護施工質量進行巡視與檢查，加強原材料的質量管控。 采取全面質量管理方法，對關鍵工序進行重點檢查，做好隱蔽工程驗收，并以圖像或錄像形式進行保存，以便后續溯源。 嚴格按照施工方案組織施工，原材料質量檢查和分項工程質量驗收等均按照規定進行報驗，保證施工程序符合相關規范規定，確?；又ёo施工質量符合設計及施工規范要求。

3.2 基坑排水

在基坑頂面四周約0.5 m 位置設置寬度為0.3 m的截水溝，將降雨和地表水攔截在截水溝處，從而防止地表水流入基坑內。在基坑內沿著邊坡底四周設置排水溝，將坑內的明水引流到集水坑內，再集中采用泥漿泵將明水抽出基坑外， 防止基坑泡水。由于該工程地下水位埋深相對較淺，基坑土方開挖時會遇到地下水滲出等現象，因此，應采取妥當的降水措施。 根據類似項目的經驗和工程實際情況，采用管井降水技術，共布置6 口降水井，鉆孔直徑為450 mm，鉆至全風化粉砂巖層，深度為16 m，管井鉆孔后應投入1.5 m 高的碎石濾層，濾水管選用直徑為219 mm 的無縫鋼管，鋼管上按照設計要求鉆孔，采用2 層40 目的尼龍濾網將鉆孔包裹住，防止泥沙堵住孔眼。

3.3 土方開挖

按照基坑的軸線布置情況，測放出基坑支護邊線，為了更好地保證基坑土方開挖過程的軸線準確性，將坐標控制點引測到基坑邊上牢固的構筑物上或者可靠的控制點布置位置，控制點引測后應及時復核精度。邊坡放坡坡度為1∶1，土方開挖分層厚度為2 m，采取分段分層開挖的施工方法，分段長度為6 m，跳槽開挖，應挖至錨管作業面以下0.5 m，挖出的土方應立即裝車外運，為保證基坑安全，基坑頂面2 m 范圍內不得堆放土方。 邊坡的修整采用機械結合人工的方法，邊坡精平后即可進行錨管植入施工。 待錨管土釘墻施工完成后，錨管的抗拔強度滿足80%的設計值時方能開始下一層土方的開挖，防止發生基坑坍塌事故。

3.4 錨管土釘墻施工

鑒于錨管所處的卵石層的硬度較大， 錨管植入設備選用沖擊錨桿機，設備的型號為QC-150 型，該設備沖擊力較大， 能有效穿透卵石。 錨管的規格為Φ48 mm×3.5 mm， 錨頭的規格為Φ108 mm×4.5 mm，錨管的布置間距為2 m， 錨頭為圓錐形擴大頭，錨頭與錨管之間采用鋼筋進行焊接加固。 在錨管上梅花形間距0.5 m 設置1 個孔徑為8 mm 的出漿孔，以便水泥漿能滲透入周邊的土體。 在錨管上焊接長度為40 mm，規格為L25 mm×3 mm 的倒掛角鋼，如圖1 所示，使錨管與周圍土體的摩擦力增大，從而提高抗拔力。 錨管植入到設計深度后采用清水進行清孔，注漿采用水泥漿，注漿量和注漿壓力應符合設計要求，注漿方法為孔口密封注漿，待孔口溢出新鮮的水泥漿排氣管無氣體排出且注漿壓力達到0.4 MPa 時應保持住壓力繼續注漿3～5 min 后即可停止注漿作業。 錨管注漿驗收合格后即可在基坑邊坡上鋪設鋼筋網， 按照間距為200 mm 雙向安裝直徑為8 mm 的鋼筋， 鋼筋網的重疊長度≥300 mm，鋼筋網加強筋采用2 根直徑為16 mm 的鋼筋通長設置，鋼筋網應鋪設至基坑頂面截水溝邊上。

圖1 錨管大樣

3.5 噴射混凝土

基坑邊坡鋼筋網上應按照設計要求噴射強度為C30 的細石混凝土，專用噴頭距離噴射面為0.6～1.0 m，噴頭應與噴射面相互垂直，噴射順序由下而上，噴射壓力≥0.15 MPa,分層噴射厚度≤40 mm，細石混凝土噴射應均勻。待細石混凝土凝固后應安排專人進行澆水養護，要求養護時間≥7 d。為了將邊坡支護面內的地下水排出，防止支護面壓力過大出現隆起現象，應在支護面上梅花形設置泄水管，泄水管的規格為Φ50 mm×1 100 mm，材質為塑料管，設置間距為3 000 mm。 泄水管上按照間距50 mm 設置1個孔徑為6 mm 的泄水孔， 采用2 層20 目尼龍濾網包裹住泄水管， 泄水管插入土體深度為1 m， 與支護面的傾角為10 °。

4 結語

該工程基坑支護方式為錨管式土釘墻支護，由于地下水位埋深較淺，根據實際情況選用管井降水方案，土方開挖選用分段分層開挖方法，采用沖擊錨桿機以解決錨管在卵石層難以植入的難題，錨管植入后按照規定進行清孔和注漿，接著掛設鋼筋網和噴射細石混凝土，嚴格按照設計及施工規范要求施工，基坑監測結果均未達到預警值，基坑安全可靠，施工效果顯著。