复合土钉支护在复杂环境、软土地层深基坑支护中的运用探析

    王晓锋

    摘 要：随着城市化建设水平不断提高，高层建筑逐渐涌现，地下工程量增加，已经发展到了一定水平与规模。深基坑工程是一项非常复杂的工程，基坑的深度越大，支护难度也就越大，对基坑周围的环境要求也越高。虽然我国的深基坑支护技术已经发展到一定水平，但在实际应用中还存在一些问题，需要在实践中不断总结经验，提高支护技术。本文主要分析在复杂环境、软土地基的深基坑支护中复合土钉支护的应用，分析复合土钉支护的工作原理，并结合具体实例分析该结构的具体应用。

    关键词：复合土钉支护；复杂环境；软土地基；深基坑支护

    土钉支护结构主要是利用土钉与喷射混凝土作为工程基坑支护的护壁，从而提高基坑的稳定性，复合土钉支护是在土钉支护的基础上形成的，是对土钉支护技术的一种深化。复合土钉支护结构就是加强并提高基坑周围土体的强度，在地基开挖过程中，形成及时的支护结构，使基坑周围土体的强度得到最大的利用。

    1 复杂环境、软土地层深基坑支护特点

    复杂环境、软土地基深基坑由于基坑周围土体的稳定性与强度都比较大，所以提高基坑周围土体的强度与抗剪能力是十分重要的。深基坑支护是基坑开挖施工中的临时支护，能够保障地下主体结构的安全施工，具有以下几点特征：（1）风险较大。深基坑支护结构是地下主体结构施工中所需要的一种安全保障设施，使用的时间一般在两年之内，是一种临时工程。在复杂环境或软土地层深基坑施工中，由于特殊的地质条件以及岩土体的力学性质或外部环境的变化，施工危险系数较大，增加了支护结构的风险；（2）地域性较强。不同岩区的土体力学性质差异较大，在同一地区的岩土体性质也存在一定的差异，所以深基坑的支护工程地域性特征较强。在施工中，要进行科学的地质勘查，以便选择恰当的支护方案；（3）综合性较强。深基坑支护是一项复杂的工程，将岩土工程、结构工程与施工技术结合在一起，使深基坑的开挖、降水、支护与加固等工作紧密结合，所以要求设计人员与施工人员具有较强的综合技术；（4）作用因素具有不确定性，首先体现在外力的不确定性，也就是作用在支护结构上的外力通常随着施工环境、施工方法、施工流程等因素产生变化；其次是岩土性质具有不确定性，因为岩土性质具有很大的差异性，不同的基坑位置或施工阶段，支护作用都会随之产生变化；最后是偶然变化引起的不确定性，也就是说在施工场地中，土压分布的意外变化，并且地质勘查资料没有具体标明的地下障碍物或地下管线发生改变时，也会对深基坑的支护产生一定影响。

    2 实例分析

    2.1 工程概况

    泉府大第商住楼工程，主楼设计为15层，裙楼设计为3层，基坑周长为420米。开挖深度约为7.5米，基坑底为淤泥质土，属于典型的软土地层深基坑。

    2.2 深基坑周围环境与工程的地质条件

    2.2.1深基坑周围环境

    该深基坑周围的环境十分复杂，有一条宽为6米，河床深为3米的河道位于基坑东侧；基坑的南侧有两间一层的简易房、一栋两层的石砌房、一个化粪池，还有一栋三层的砖混结构建筑物，距离基坑边缘约有2～3米；在基坑的西侧还有一条美食街，和基坑边缘的距离不到3米；在基坑的北侧，还有两栋5层的浅基厂房，和地下室的外墙距离为2～4米。

    2.2.2工程的地质条件

    工程深基坑位于滨海冲淤积地貌单元，基坑土层自上而下为：（1）杂填土，呈灰、棕褐色，由粉土、粘土、砂、砾组成，土质松散，分布范围大；（2）粉质粘土，呈灰色或绿灰色，由粉土与粘土构成，土层分布均匀，可塑状含砂量较少；（3）淤泥质土，呈灰色或深灰色，土质均匀，含有有机物，如植物残核物，软塑状，饱水，厚度大，工程性能和淤泥相似；（4）粘土，呈深黄色或浅黄色，主要以粉土与粘土为主，土质均匀。

    2.3 深基坑支护结构的设计

    由于该工程的基坑较长，属于环境复杂的软土地层深基坑工程，施工难度较大，开挖基坑底部均为淤泥质土，土地强度低，灵敏性较高；地下水位高，基坑施工前要在雨季前回填；另外，基坑周围的建筑物距离基坑较近，所以综合考虑后，采用复合土钉支护结构效果最好，而且施工成本较低。

    基坑的东侧、南侧、西侧的边坡均采用无缝钢管，将横排间距设为1.0米，竖排间距设为0.6～1.1米，坡前设置两排1.0米间距的竖向注浆锚管，并将锚管之间呈网状进行连接。因原设计没有充分考虑地面是附加荷载，导致基坑东侧在开挖到5米深的时候，发生了变形现象，因此在东、南、西侧使用前置土桩和土钉结合的支护结构，在北侧使用土钉墙进行支护。

    2.4 稳定性检测

    为了提高深基坑支护结构在施工中的稳定性，保证基坑施工的安全，可以使用测斜仪、水准仪、经纬仪等仪器对施工进行实施监控，主要检测项目包括基坑周围的侧向位移、地面沉降和建筑物倾斜等内容。

    3 结语

    复杂环境、软土地层深基坑在施工中，由于土体的稳定性较差，基坑周围的土地强度较低，加大了施工难度，也影响了工程质量，所以在深基坑施工中要提高支护技术，根据实际的地质情况，选择恰当的深基坑支护结构。经实践证明，在复杂环境、软土地层深基坑施工中，采用符合土钉支护结构是有效的。

    参考文献：

    [1]邱修宾.复合土钉支护结构及作用原理[J].《科技与生活》，2010，（24）：47.

    [2]谭明辉.桩与土钉墙组合支护在软土地层深基坑支护中的应用[J].《广东建材》，2008，（12）：：66-70.

    [3]彭世明.复合土钉技术在深基坑支护工程中的理论与运用[D].湖南大学，2008（5）.