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1、土钉与锚杆联合支护的设计和施工1、工程概况该工程位于#大学校园内，拟建建筑为24层框架构造 塔楼，附设4层构造裙楼，24层塔楼基坑深度为地面以下 11. 3m,裙楼基坑深度为地面以下7. 88m.场地地层主要有人 工填土、第四纪冲洪积成因的粘性土、粉土等组成，依上而 下为：(1)人工堆积层(厚约2.0m)(2)砂质粉土、粘质粉土层(厚约2.0m)(3)粉质粘土、重粉质粘土层(厚约1.0m)(4)粉质粘土、粘质粉土层(厚约5.0m)(5)砂质粉土、粉砂层(厚约2.0m)(6)粘质粉土、砂质粉土层(厚约5.0m)2、工程设计本工程由主楼和裙楼组成，并要求在基坑四周保存一个 循环车道。基坑支护设计采
2、用了土钉墙和桩锚相结合的方案。 裙楼全部采用常规土钉墙施工方案；在主楼的西南角设置16 根护坡桩，其余地方采用土钉与预应力锚杆相结合的设计方 案。(1)降水方案：采用大口径管井和砂井相结合的降水 方案。主楼井深26. 0m,井距为9. 00m.自渗砂井孔深24. 0m,孔距为3. 00mo裙楼井深16.0m,井距为9. 00m.自渗砂井深14.0m,井 距为3. 00mo（2）基坑支护设计方案a）桩锚设计方案桩顶位于地表处，桩径：6600,桩长：16.00m,桩中 心间距:1. 2m；主筋：725+622,采用H级热轧钢筋，通长不均匀 配筋；加强箍筋：0142000；螺旋箍筋：6200；桩身使
3、用C25硅，钢筋保护层厚度50mm；锚杆位置：地面下4. 50m；锚杆布置按“两桩一锚”，即锚杆间距2. 4叫锚杆体自由段长度为：5. 0m；锚杆锚固段长度为：17.0m；锚杆总长度为：22. 00m；锚杆体选用dl5普通松弛钢绞线，配置3dl5钢绞线； 钢绞线抗拉强度标准值：fptkl570N/mm2；桩顶设置圈梁，圈梁为600X400,配主筋为6622,在 距西南角西侧和南侧各3m处设置600X400斜梁，斜梁配筋 为124）22o校强度为C25Ob）主楼土钉墙设计方案基坑按1： 0. 1放坡。第一排土钉在地面以下1. 50的位置。第一排土钉水平间距为1.2%其余各排土钉水平间距为 1.5
4、m, 土钉垂直间距为1.5m, 土钉倾角15 , 土钉主筋为 22。第二、三排采用预应力锚杆，第二排预应力锚杆的锁定 荷载为60KN.第三排预应力锚杆的锁定荷载为100KNo面层加强钢筋为中14, 土钉成孔直径不小于100mm,面 层混凝土厚度不小于100mm, 土钉（锚杆）的具体长度如下：第1排土钉长9. 00m第2排锚杆长12. 00m第3排锚杆长12. 00m第4排土钉长9. 00m第5排土钉长7. 00m第6排土钉长6. 00m第7排土钉长6. 00mc）裙楼土钉墙设计方案基坑按1： 0. 1放坡。第一排土钉在地面以下1. 50的位置。第一、二排土钉水平间距为1.2m,其余各排土钉水平
5、间 距为1.5m, 土钉垂直间距为1.5m, 土钉倾角15 , 土钉主 筋为中22. 土钉的具体长度如下：第1排土钉长8. 00m第2排土钉长8. 00m第3排土钉长7. 00m第4排土钉长6. 00m第5排土钉长5. 00m.3、工程施工(1)降水a)主楼的降水井较深，已经进入了卵石层，而裙楼的 降水较浅，没有进入卵石层。降水井点施工完成以后，经过 抽降，发现主楼降水井的自渗效果较好，即使在不抽水的情 况下，其水位也稳定在地面以下16m左右。而裙楼的降水井 几乎没有自渗作用，接电抽水以后，经过几分种水泵即断流, 说明降水井的补给供不上水泵的流量；但停泵以后，经过一 段时间降水井的水位又上升上
6、来了。b)经过开挖检验，发现基槽底部没有滞水，说明降水 效果良好。但在土钉锚杆施工过程中，主要是第三排锚杆和 第四排土钉施工时，随着土钉深度的增加，土钉施工过程中 所带出的土体由潮至湿、到最后成为稀泥，有的孔在土钉锚 杆施工以后，有水从孔中流出，有的孔出水太大甚至无法注 入水泥浆。在土钉墙施工完成以后，仍有5-6个锚杆孔流水， 有的孔中的水流还带有压力，一会儿水量大，一会儿水量小, 怎样会出现这种情况，经分析认为主要是由于土体的不均匀 性、土体中存在裂隙所引起的，土钉锚杆施工时遇到了地下 渗水途径很可能引起这种情况。（2）支护施工a）由于锚杆较长（22m）,其长度超过了降水的有效范 围，在锚杆
7、施工过程中，当锚杆长度超过9m以后即有稀泥 流出。为了保证施工质量，确保锚杆的锁定荷载，为此采取 了一定措施：对设计方案作了适当修改，由原来的两桩一锚 改为一桩一锚，把锚杆的锁定荷载相应降低；确保从孔底注 浆，注浆时用清水把泥浆从孔底顶出，并把孔壁泥浆破坏, 然后从孔底注入素水泥浆；在素水泥浆中参加适量膨胀剂, 以充分破坏孔壁泥浆，确保施工锚杆能满足张拉锁定荷载的 要求。b）在土钉墙施工时，一定要把钢筋网片位于喷射混凝 土的中间，特别对于第二、第三锚杆来说更为重要，因为锚 杆需要施加预应力，如果不把钢筋网片居中，锚杆张拉锁定 时，喷射混凝土面层会被压裂。c）在土钉和锚杆的施工时应做好保护架的绑
8、接、焊接 工作。在降水后的土钉墙支护施工中，由于降水效果及降水 有效范围的影响，土钉（锚杆）孔中往往有水及泥浆，如果 土钉（锚杆）的保护架间距太大或制作不合理，往往会造成 土钉（锚杆）的保护层不够，甚至根本没有保护层，土钉直 接放在泥浆中，对土钉墙施工质量造成严重不良影响。4、出现问题的解决（1）施工过程中出现的问题在主楼西南角的护坡桩施工完成以后，即开挖土方，开 始土钉墙支护施工。按设计方案及施工要求，一切均顺利开 展，至5月31日裙楼的第四排土钉已经完成，主楼的第五 排土钉也已施工完成，经过变形观测没有发现明显的变形。 在主楼第五排土钉墙施工时，由于土体的裂隙很发育，清土 锚喷时出现了一定
9、的坍塌，对此采取了一定的措施，通过减 少开挖工作面，加快锚喷施工速度，使坍塌的地方及时得到 了处理，并保证喷射面层的后面没有空洞存在。这时候的变 形观测结果说明西侧边坡只有51111n的变形，南侧的变形较大, 约有13mm。1998年6月1日下了一场大雨，雨量太大，工地四周的 雨水管道都满了。由于现场雨水较多，土方无法开挖，到6 月3日才开挖西侧下一步土方，施工主楼第6步土钉墙。为 了防止土方开挖以后土体坍塌，连夜开展喷射施工，到凌晨 2时才完毕。6月4日早晨6时，基坑西侧边坡外1.5m处出 现裂缝，和西侧边坡平行，从护坡桩附近一直到裙楼处，而 且开展速度较快，到8时裂缝已很明显，经过经纬仪器
10、测量 发现，这时候西侧变形已有30mm左右，但沉降量更大，最 大处约有100mm左右，距离护坡桩约1.5m的部位沉降和变 形最大，向裙楼方向逐渐减少，且以4mm/h的速度开展。经 过8个小时左右的观测，发现变形速度减少了，但变形并没 有稳定，最后于6月4日下午3时用挖掘机把这局部回填至 地面以下6m的位置。(2)处理措施事情发生后有关单位的专家对工程开展了分析讨论，认 为应采取以下措施：用挖掘机把这局部开展回填，确保不出 现恶性平安事故；对西侧两排锚杆重新开展锁定，以检验在 如此大的变形情况下锚杆是否破坏。经过重新张拉锁定，发现西侧两排锚杆完好如初，没有发生破坏。根据现场破坏情况及锚杆的检验情
11、况，认为破坏是由于 某种原因造成土钉墙局部下座、土钉墙体刚度缺陷以抵抗下 挫力造成的。故采取了如下加固措施：a）在第二排锚杆与第三排锚杆之间及第三排锚杆下 40cm,增加两排9nl的土钉，土钉间距为1.2m.在护坡桩附近 沉降变形最大的部位，在第二排锚杆上部40cm处增加15根 土钉，并用加强筋将其连接。土钉钢筋用中32,加强钢筋用 22。b）上述两排土钉施工完毕后，在原第五排每两个土钉 孔的中间加一个长6m、直径2英寸的钢管型土钉。c）在施工完上述钢管型土钉后，用加强筋将其连接。 然后分段向下开挖，剪开先前所挂钢筋网，去除浮土，并填 实，重新挂网喷射混凝土。d）在原第六排土钉与第七排土钉之间加打一排6nl长的 土钉,土钉水平间距为1.2m。土钉钢筋用木22。加固方案施工完毕以后，6月14日开挖最后一步土钉, 经过变形观测发现，土方开挖完毕以后又有10mm左右的变 形。但支护施工完成以后，观测没有发现明显的变形，这和 预先分析的结果比拟一致。