双排毛竹桩复合土钉墙在软土基坑围护中的应用[优良建筑]

1、双排毛竹桩复合土钉墙在软土基坑围护中的应用陈旭伟 缪曙光（杭州市拱墅区农转居多层公寓建设管理中心）（浙江利兹房地产开发有限公司）严平 王君鹏（浙江大学土木工程学系 杭州310027）摘要毛竹桩与土钉墙相结合的复合土钉墙支护技术, 通过与工程实例相结合来介绍其在基坑围护中的应用, 作为一种新型的复合土钉围护方案会因其经济性、可靠性和实用性在深度适中的软土深基坑围护中有着较好的应用前景。关键字复合土钉墙, 基坑围护, 毛竹桩建筑c类1 引言土钉墙主要用在土性较好的粉土和粘土地基中，取得了良好的效果。但传统的土钉墙在软土地基中由于缺乏整体稳定性，只在基坑深度较小时才能成功，否则极易造成基坑围护失败。

2、近几年来，复合土钉墙基坑围护已被广泛开发应用，产生了水泥土搅拌桩、钢管桩以及预应力锚杆与土钉墙相结合的复合土钉支护技术。采用双排毛竹桩和土钉墙相结合的复合土钉墙支护技术相对其它的复合形式具有造价更低的优越性。2 双排毛竹桩复合土钉墙的应用机理概述 双排毛竹桩复合土钉墙围护利用毛竹桩作为竖向增强体和土钉作为水平增强体对基坑边土体进行加固，形成复合挡土体系，同时利用上部放坡，共同承担基坑边土压力，控制基坑四周的土体位移。在某种意义上就是通过打入双排桩体，结合顶部压顶板形成门架和重力式挡墙概念，同时又增设水平向土钉墙对此重力式门架提供侧向支撑力，从而达到较为安全可靠又经济实用的效果，使基坑围护的施工

3、更为便捷。采用双排毛竹桩与土钉墙技术的复合，在基坑边坡预先打上有一定数量的毛竹桩，使毛竹桩作为超前加固，利用毛竹桩较好地处理了软土地基刚度低的问题，从而起到维持土体临时稳定性、限制边坡上部变形、增加基坑支护体整体刚度和抗滑移能力的作用；再利用土钉解决土体开挖后的滑移问题，并且利用注浆增强了土钉与土体的摩擦，增大了土钉的抗拔力。从受力来看毛竹桩和土钉联合作用将部分的力传递到基坑开挖面下的土体。可以说边坡经复合土钉墙加固后形成了由边坡土体、土钉、注浆和超前加固组成的人工改良边坡。3 双排毛竹桩复合土钉墙技术在杭州市庆隆苑小区二期工程基坑支护工程中的应用3.1 工程概况及地质资料杭州市拱墅区庆隆苑小

4、区二期工程位于杭州市拱墅区庆隆村，场地北临隐秀路，南侧为余杭塘路，庆隆苑小区由11幢918层住宅楼组成，总建筑面积77000,俞家圩路从小区中部通过，将其分为东西两区。所有建筑物均为框剪结构，地下一层, 挖土深度一般超过5m。 根据地质勘察资料，区域内与基坑设计有关的浅部土层参数如表一所示。3.2 支护方案支护方案: 2排大头直径110mm的毛竹桩相互搭接(桩长5m，排距1800mm，间距500mm)。形成一道厚2000mm的挡土墙。 土钉采用打入锚管注浆做法。锚管采用452.5钢管，沿管长方向从离坑壁2.50m起每隔500mm钻8出浆孔，自上而下共设置5排，长度为9m、12m和15m三种，压

5、力注浆量及注浆压力由现场试验决定，土钉墙面喷射100mm厚混凝土并配6200双向钢筋网片。 土方开挖分层分阶段进行:首先放坡开挖2m，打设第一道土钉并注浆，然后进行压毛竹桩施工。沿基坑各边，每完成20m的土方开挖，立即进行相应范围的土钉墙施工，等土钉墙强度达到设计强度后进行下一阶段土方开挖至土钉标高下500，根据前述要求施工相应范围土钉墙。以此类推直至挖至坑底。具体支护结构剖面如图1所示。3.3 施工流程开挖第一层土方整修边坡毛竹桩施工喷射第一层混凝土制作、安装土钉高压注浆挂面层钢筋网喷射第二层混凝土养护开挖第二层土方重复上述流程，直到坑底。图1 双排毛竹桩复合土钉墙基坑围护的主要形式示意图4

6、 监测结果与分析庆隆苑二期工程基坑监测从2004年4月7日开始，2004年9月3日结束，历时146天。监测内容包括基坑周边水平位移，坡顶及邻近道路沉降，地下水位变化等。利用测斜仪通过事先预埋的测斜管，量测开挖过程中土体内部不同深度的水平位移分布，得到基坑周边水平位移发展趋势的典型曲线如图2所示。图2 5号孔水平位移监测图图2为5号测斜孔在基坑开挖中各主要时刻的总水平位移曲线，其发展的趋势是：随着基坑的开挖，刚开始墙体内土体的水平位移数值变化不大，呈负方向变化，变化相对比较缓慢；在工程进行的中期，随着开挖、土钉施工，水平位移发展快，呈正方向变化。但是位移的变化仍在控制范围之内，当土钉墙施工、喷锚

7、完毕，坡顶水平位移发展趋于稳定，该测点的最大水平位移发生在地表附近，为22；土钉墙施工完毕后，在后期施工过程中水平位移基本不再发展。由此可以清楚看出:双排毛竹桩复合土钉墙对地层的加固作用和对水平位移的控制能力是比较有效的;在支护阶段，双排毛竹桩复合土钉墙变形的发展速率比较稳定。5 结束语(1)经济性：与其它类型的复合土钉墙形式如: 水泥土搅拌桩、钢管桩以及预应力锚杆与土钉墙相结合的复合土钉墙支护相比较，双排毛竹桩复合土钉墙造价更为便宜，施工更为简单。(2)可靠性：双排毛竹桩与土钉墙相结合的复合土钉墙支护技术采用主动支护的思想，是被支护体与结构体相统一的复合体。土钉支护起到骨架、应力传递扩散、坡

8、面变形制约作用，以及一定的锚固作用；双排毛竹桩起到超前支护和约束基坑底部变形的作用。双排毛竹桩、土钉、被加固土体相互作用比单纯土钉支护具有更好的系统性和整体性。(3)实用性：杭州市庆隆苑小区二期工程基坑支护工程经过开挖、支护，周边位移及沉降均在规范允许范围之内，基坑及周边道路、管线也无损害。该双排毛竹桩复合土钉墙技术在此工程中的成功应用验证了该项新技术的实用性。层号土层名称土层状态层厚(m)含水量(%)压缩模量(Mpa)凝聚力(kPa)内摩擦角(度)1杂填土松散0.3-1.32粉质粘土软塑0.9-2.530.41012243淤泥质粘土流塑2.1-16.043.62.508(18)3.6(7.5)表1地质资料( 括弧内为固结快剪条件, 括弧外为不排水快剪条件 )参考文献1 何颐华，杨斌，金宝森等.双排护坡桩试验与计算的研究.建筑结构学报，1996，17（2）：58662 陈肇元，崔京浩土钉支护在基坑工程中的应用M北京：中国建筑工业出版社，1997.3 蔡袁强，王立忠，陈云敏等.软土地基深基坑开挖中双排桩式围护结构应用实录.建筑结构学报，1997，18