浅谈建筑工程深基坑支护技术与监测
关键词：深基坑；土钉支护技术；监测
1工程概况
某栋集商贸、写字楼为一体的商业大厦地下2层，地上22层，总高度83m，建筑物的跨度为65m，建筑面积约60000m2。该工程四层以下为商贸商场区，五层以上为写字楼工程，工程的外形为矩形，占地面积约3650m2。该工程的上部结构采用框架剪力墙结构，基础大部分采用筏板基础，同时配合框架基础和条形基础。基础拟建在天然地基上，根据工程设计，基础开挖至地面以下10.0m。该工程以粉质枯土为天然地基持力层，场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为1类，抗震设计类别为丙类，为建筑抗震一般地段。
土钉加固参数包括土钉的长度、钢筋网片的间距、喷射混凝土的厚度、注浆材料的配合比。其中土钉的长度和注浆配合比起关键作用，土钉的间距、长度决定了复合土体稳定性。而在基坑开挖前加双轴深层搅拌桩对防止淤泥的流变和隆起起到了非常大的作用，基坑两侧距道路人行道仅为2.3m，此决定了必须严格控制基坑的变形，为此在靠近道路的两侧第二排土钉更改设置了锚杆。基坑开挖深度为经现场测设为4.6m。
锚杆土钉墙水平及垂直间距均为1000×l000，上下排梅花形错开布置，土钉采用二次注浆工艺施工，成孔困难时，改用锚管。边坡共布置4排土钉，第二排土钉在施工完成后进行张拉，施加预应力。喷射混凝土设计强度C20，厚度为10cm。
3土钉支护主要施工工艺
3.2土钉施工工艺流程
按照本工程的特点和施工组织设计内容，制定了土钉施工工艺流程图如下：
3.3施工主要过程
（1）基坑开挖
土方挖运和喷混凝土护壁是一条流水线的不同工序，必须紧密结合，在不运土的情况下，安排挖机进行修边坡，配合好支护工作。
大面积基坑开挖，由于地表层的滞水和深层的渗水及降雨，会造成基坑大量积水。这些水如不及时排出势必影响施工，所以在坑的四周、坑内每隔30m挖一条积水沟和相应的积水坑。每一层开挖基本上做到积水沟与积水坑连成网络，并及时将积水抽出坑外。
（2）土钉制作、安装
土钉使用前须除锈，除油、焊牢(搭接焊长不少于10倍的钢筋直径)；为保证土钉插入孔后居孔中央位置，以便在注浆后增大钢筋与砂浆的握紧力，土钉应焊托架，托架为对中支架，相邻两托架间距2m；注浆管同土钉插入锚孔时，对注浆管下端口应采取保护措施，以免堵塞；注浆管必须随土钉下至孔底，若中途注浆管脱落，必须重新安装土钉；注浆的水泥浆液按设计配比进行，水灰比为0.45-0.55，速凝剂用量为水泥用量的3%，控制压力0.2-0.4Mpa；注浆时，要做到边注浆边往外拉动注浆管，不可拉动得太快，以免造成水泥浆脱节而使浆液不够饱满；注浆开始或中途停止超过30min时，就用水清洗注浆机及注浆管，重新注浆；砂浆严格按配合比计量并搅拌均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完，并严防石块，杂物混入；注浆过程中观察孔口返浆情况，如孔口返浆用粘土在孔口围僵，确保浆液的密实。
（3）挂网喷射混凝土施工
一般情况下，为了防止土体的滑落、松弛和避免水压力引起搅拌桩墙体过二声屯的变形，需尽快挂网喷射混凝土。挂网时，网片节点尽量采用点焊，钢筋网与土钉、联系筋和加强筋的节点必须焊接，为了保证网片与土钉连接牢固，在外侧加以焊接井形垫块。另外，网片应距坡面或搅拌桩面有一定的间隙，一般为40-50m，为此，在适当位置辅以垫块。喷射混凝土目前常用干法混凝土喷射。干料为砂石料与水泥、外加剂，其中砂料为中粗砂，细度模数大于2.5，石料粒径不得大于15mm，水泥标号在22.5#以上，水泥与砂石的配合比一般为1:4-1:5,砂率45-55%。将干料拌合均匀后，通过容量大于9m3/min的空气压缩机压送，在喷嘴处加水混合后喷射到工作面上，适当加入减水剂或早强剂，调节喷射混凝土的初凝时间为5min，终凝时间为15min,混凝土强度不宜小于C15。作业应分片依次进行，喷射顺序自上而下，喷头与作业面垂直，保持0.6-1.5m距离，喷射混凝土的回弹率不应大于20%°喷射混凝上厚度小于l00mm时，可一次完成，厚度较大时，可由几次完成，其间应留有一定的时间间隔。为了与下一道工序的搭接方便，一般每层的下部300mm暂不喷射，并做成45°的斜面形状。对于两次甩喷射混凝土的接缝，须事先清理浮浆、松屑，并用水浇洗。每层喷射混凝土结束后，一般要待混凝土终凝后并留有一定时间进行养护，方可进行下一层的开挖工作。第一层土钉施工完毕后，开挖第二层土方，按以上步骤循环直至设计土钉墙底的标高。
3基坑结构与支护监测
3.1围护结构的监测
(1)围护结构完整性及强度监测：以灌注桩为支挡结构时，可用低应变动测法对桩身缩颈、离析、夹泥、断裂等缺陷程度和缺陷部位以及桩身强度进行检测。以旋喷桩、水泥搅拌桩为支挡结构时，可用低应变法或轻便触探法检测桩身强度和均匀性。对于地下连续墙，可用超声检测仪分段对墙体混凝土缺陷分布、均匀性和墙体混凝土强度进行非破损检测。对于有缺陷的桩，根据检测结果确定它们对围护结构稳定性的影响程度以及采取必要处理措施.
(2)围护结构顶部水平位移监测：围护结构顶部水平位移是围护结构变形最直观的体现，是深基坑监测工作中最重要的一个监测项目。监测时布点和观测周期应遵循以下原则：一般间隔5-8m布设一个监测点，在基坑转折处、距周围建筑物较近处等重要部位应适当加密布点。基坑开挖初期，可每隔2-3天监测一次，随着开挖过程进行，可适当增加观测次数，以1天观测一次为宜。当位移较大时，每天观测1-2次。
3.2基坑支护监测内容
(1)主供水管：基坑北边距支护20m贯穿1m直径主供水管，根据该地区土质条件较差的特点，基坑挖土时，支护部位监测时该位置如变化较大，应停止挖土，回填支护边坡，稳定位移，坑外采用卸载及注浆加固处理，保证主供水管不变形位移，确保供水管正常使用。
(2)静压桩与支护交叉施工安排：因工期紧，需要静压桩与支护交叉施工，考虑静压桩土应力释放的影响，交叉施工安排为静压桩施工二分之一时，在已施工的静压桩区域施工深搅桩；施工顺序两边推进，根据静压桩施工进度，安排深搅桩的进度;已施工的深搅桩达到一定强度后，挖土施工土钉、锚杆;在静压桩结束后，深搅桩安排7日内施工结束，然后根据分段的强度进行正常支护施工。
结语
复合土钉支护技术己在我国许多地区建筑工程的深基坑支护中得到应用，但是在山体边坡加固和复杂地质条件下(如软土地区等)的深基坑支护工程中还有广泛的应用前景。随着复合土钉支护理论的进一步完善，施工工艺的改进，复合土钉支护技术将逐步取代传统的支护技术。
参考文献
1.孟凡海.深基坑土钉支护设计及施工方案.山西建筑.2008(18)
2.孙丽梅，张玉敏，高明涛.鞍山东方大厦深基坑土钉支护技术.探矿工程(岩土钻掘工程).2007(2)
3.聂淼，郑玉元.贵阳某深基坑土钉支护设计研究.山西建筑.2009(3)