土钉墙在基坑支护的应用.docx

土钉墙在基坑支护的应用从马房隧道淤泥段地基加固处理、基坑降排水和基坑支护形式的选择三个方面进行了讨论，并详细分析了支挡式结构，选取最不利断面对其整体稳定性、抗倾覆稳定性和抗隆起稳定性分别进行了验算，为淤泥段基坑支护设计提供了宝贵的经验。1淤泥段地质条件马房隧道出口段K48+808K49+038里程开挖范围内土质，除地表为素填土外，下部依次为粉质粘土、细砂、淤泥质粉质粘土。基坑开挖高度范围内淤泥质粉质粘土的厚度为15m42m，基坑底部的厚度为0m71m。淤泥质粉质粘土具有高空隙比、天然含水量大、压缩性较高、强度低、易压缩变形和失稳，下沉隧道基坑开挖排水易产生地面沉降和引起地面建筑物变形，隧道基坑开挖施工中，应防止排水导致软土压缩变形，引起地面沉降，同时基坑侧岩土层易沿软土层处滑移，引起侧壁垮塌。2淤泥段地基加固处理根据马房隧道主体结构的尺寸和建筑材料，隧道封闭段要求地基承载力容许值不小于160kPa，敞开段要求地基承载力容许值不小于100kPa。为解决基坑底部的淤泥质粉质粘土地基发生不均匀沉降和承载力不足的问题，须对基坑以下地基进行加固处理。设计采用深层水泥土搅拌桩2，3处理，隧道里程K48+808K48+898主体结构为封闭段，地基承载力要求较高，所以采用裙边满堂+中部格栅型布置的形式，加固深度进入基底淤泥质粉质粘土以下不小于1m，以满足承载力和施工后沉降的要求。隧道里程K48+898K49+038主体结构为敞开段，地基承载力要求较低，故采用裙边满堂+中部梅花形布置的形式，加固深度进入基底5m，以满足基坑被动区强度的要求。地层加固采用单轴水泥土搅拌咬合桩，具体布置见图1，图2，水泥土搅拌加固体无侧限抗压强度qu28达到08MPa;抗渗系数小于107cm/s。基坑底部地基加固之后，粘聚力、内摩擦角均增大，其被动土压力的抗剪强度也增大，满足地基承载力所需值。3淤泥段降排水基坑在开挖期间，地下水的降排非常重要，尤其是处于淤泥段的基坑，因为一旦降排水没有做好，不仅会造成基坑的位移和变形，甚至会造成基坑结构性的破坏，直接坍塌。所以一般开挖情况下，要求地下水位至少比坑底低1m。基坑的降排水还包括基坑外的截水措施，设计过程中，通常会沿着基坑外侧至坡顶大约100cm处布置条形水沟，以达到减少水流进入基坑的目的。在基坑底部，离基坑侧壁边线大约30cm处再布置水沟，并且每隔40m设置一个集水井。基坑挡土侧还需要设置止水帷幕进行止水，一般止水帷幕可根据地质条件和地下水分布情况选取水泥土搅拌桩或高压旋喷桩。高压旋喷桩具有单价高、机械操作高度小、止水效果好等特点。任一止水帷幕形式皆应符合规范要求，并且达到基坑止水的效果。所有的降排水措施实施后，仍需对基坑内外的水位进行监测，防止水位变化导致地面的沉降。4淤泥段基坑支护分析41基坑设计原则1)基坑设计使用年限:1年;2)基坑设计必须与相应的节点交通疏散方案相协调，尽量减少对节点交通的影响;3)根据本基坑的规模和周边构筑物的情况，侧壁安全等级为一级二级，除基坑泵房处的安全等级为一级外，其余区段侧壁安全等级均为二级，相应基坑侧壁重要性系数0=10;4)边坡整体稳定安全系数要求不小于13;5)基坑顶地面超载计算取值为20kPa;6)侧壁安全等级为一级时，施工阶段基坑最大变形控制在30mm以内;安全等级为二级时，基坑最大变形控制在50mm以内。42不同基坑支护类型比选关于淤泥段的基坑支护，根据规范并结合工程经验初定两个支护方案，重力式水泥土墙支护方案和排桩+支撑式支护方案。经过计算，重力式水泥土墙若要满足基坑变形和抗倾覆要求，嵌入深度须达到10m并且宽度要达到4m以上，无论从造价上还是支护稳定上比较都不能作为一个合适的方案，故采取排桩+支撑式支护方案。43支挡式结构分析淤泥段基坑采用钻孔灌注桩+内支撑支护，钻孔桩桩径10m，桩间距12m，基坑顶部3m范围内严禁堆载，此范围外地面荷载取20kPa进行计算。挡土侧使用直径为60cm间距为120cm的双管旋喷桩作为止水帷幕，并且进入坑底不小于15m。结构计算中选取淤泥段基坑最不利断面K48+998作为分析对象。地基加固之后的粘聚力取值为80kPa，内摩擦角取15°，抗剪强度取值160kPa。基坑在遇到淤泥质粉质粘土地基时，要保证基坑在整个施工完成过程中满足规范要求，设计时必须重点考虑软土地基的加固，基坑开挖降排水和基坑的支护形式选择。从马房隧道上述淤泥段基坑支护分析中可知:1)下沉式隧道基坑底部为淤泥质粉质粘土，采用深层水泥土搅拌桩处理，其布置形式可根据地基承载力的要求选择裙边满堂+中部格栅型和裙边满堂+中部梅花型的布置形式。2)若淤泥段基坑附近有建筑物时，不宜选择重力式水泥土墙作为支护结构，而选择灌注桩+内支撑的方式可较好的控制基坑变形，且灌注桩的长度主要由坑底抗隆起稳定性控制。