复合土钉技术在深基坑支护工程中的应用

代小勤

【摘 要】随着我国经济的高速发展，人们对土地资源的需求量越来越大。虽然我国国土辽阔，但能够居住和使用的土地却十分有限。如今城市交通拥堵，房价不断上涨已经成为城市发展致命的瓶颈。为了提高土地利用率，缓解城市土地资源紧张问题，深基坑工程施工数量越来越多。但实际上深基坑工程施工具有一定危险性，易受地质条件影响，事故发生率高。为了避免事故的发生，保障施工安全，必须要做好深基坑支护，通过支护技术提高基坑结构施工及周边环境安全系数。复合土钉技术是近些年新兴的深基坑支护技术，能够有效弥补传统支护技术缺陷。本文将针对复合土钉技术在深基坑支护工程中的应用展开研究。

【关键词】深基坑；支护工程；复合土钉技术

引言：随着城市化建设经常的加快，深基坑工程越来越多。但深基坑施工工期长，施工工艺复杂，且穿越地层的地质条件复杂多变，遇到的意外情况比较多，容易发生安全事故。近些年，由于支护结构破坏引起的土体失稳、基坑周边变形，造成的工程事故屡屡发生。例如，二零一二年，四月二日，华亭县安口镇某基坑坍塌事故，造成重大材产损失，后来补做基坑支护才得以顺利进行。安全事故的发生，不仅带来了经济损失，影响了工期，更给社会带来了不良影响，给伤者家庭造成了创伤。因此深基坑工程中必须要做好支护工程，提高深基坑施工安全性。复合土钉技术不仅施工工艺简单，且周期短，成本低，可靠性强，深基坑支护工程中应积极应用复合土钉技术。

一、深基坑工程特征

根据中华人民共和国住房和城乡建设部于二零零九年五月十三日发布《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的附属文件中规定，开挖深度超过五米的基坑的土方开挖、支护、降水工程以及开挖深度没有超过五米，但周边情况、地质条件、地下管线复杂或影响建筑物安全的基坑的土方开挖、支护工程都属于深基坑工程。深基坑工程主要包括三大方面：第一方面是土方开挖工程；第二方面是支护体系工程；第三方面是施工工程[1]。深基坑工程是一项专业性、复杂性、综合性很强的系统工程。整个工程实施过程，要求结构工程技术人员要与岩土工程人员紧密配合，协调施工，才能保障工程质量和施工安全。深基坑工程中基坑底面积大多在二十七平米以内，且底边长小于三倍短边，基槽宽度在三米内，槽长大于三倍槽宽[2]。深基坑工程往往施工规模越大，危险性越高。如果危险性超过一定标准，需组织召开专家论证会。参会方涉及：勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位、建设单位、专家组。通过对工程的分析与论证，确定施工可行性，明确支护方案后才能正常施工。可见深基坑工程的危险性及做好加护的重要性。深基坑工程具有很大的不确定性和不可预估性，不仅与工程现场的地质条件、水文条件有关，更与基坑周边相邻建筑和地下管网有关，一旦发生安全事故后果不堪设想，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。并且由于工期长，时常会经历降雨、周边堆载、振动等不利情况，事故发生率高，且事故的发生具有一定偶尔性和突发性。例如，北京万亨大厦基坑事故、珠海祖国广场基坑事故、广州京光广场基坑事故等事故都造成了严重经济损失。但实际上，一些事故多可避免或预防，必须要做好支护工程，提高施工安全系数。

二、深基坑支护工程

通过前文对深基坑工程特征的分析不难看出，深基坑支护工程在深基坑工程中的重要性。为了提高深基坑工程安全系数，我国颁布了《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，其中对深基坑支护工程作出了明确规定。深基坑支护工程的目的是为了保证基坑结构施工及基坑周边环境安全，对基坑侧壁及周边环境采用支护、保护、加固[3]。常见支护技术有：排桩支护、排桩悬臂、连续墙支护、水泥挡土墙、钢板桩、土钉墙、基坑内支护、逆作拱墙、混凝土排桩等。不同支护技术有着不同适用范围，施工现场不具备放坡条件时无法保障施工安全，都需要进行支护。深基坑支护工程的特点是：工程造价高、开工数量多、技术复杂、变化因素多、作业面积大、深度广。支护工程施工前，必须要先进行事前勘探，了解周边情况和地下管网分布，根据基坑深度，现场地质条件、水文条件，确定支护方案，选择与现场实际情况相符的施工方式，进行支护结构设计，选择合适的支护技术。整个基坑支护工程包括：挡土、支护、防水、降水、挖土等几个环节。每一环节都紧密相连，任何一环出现失误，都会影响整个工程质量，导致工程失败。其中打桩、降水、挖土等环节影响因素较多，且与其他施工环节相互制约，相互影响，在这几个环节中易诱发工程事故。因此，施工中必须认真研究，合理安排，科学确定挖土方法，做好支护工程中的每一个环节，保障工程质量。

三、复合土钉技术在深基坑支护工程中的应用

复合土钉技术是二十世纪九十年代，成功开发的一项新型深基坑支护技术，现如今已经成为现代工程中不可或缺的重要支护技术[4]。若施工场地受限，无法放坡，便可选择复合土钉技术。这种支护技术不仅技术性可靠，且施工周期短、成本低、工艺简单，能够满足各种不同工程施工需求。复合土钉技术由普通土钉技术、轻型支护技术、截水技术有机结合组成。复合土钉技术支护能力强，适用范围广，可作超前支护，是一种经济性和实用性都很强的支护技术，能够根据现场实际情况，对各项技术进行灵活的有机组合，来获得最佳支护效果。因此，深基坑支护工程中应积极推广和应用复合土钉技术。复合土钉技术在深基坑支护工程中应用时，是利用土钉作为主要受力构件，通过浆体与土体外界面上的粘结力，沿土钉全长为基坑边壁土体提供连续支护抗力，这种支护方式不仅能够将欲滑移土体的侧向压力传递给稳定土体，同时还能够对滑移土体进行内加固，最大限度利用边壁土体的自承能力，保障土地稳定性，以达到支护目的。具体施工中将涉及到的基本要素有：旋喷桩、预应力锚杆、普通土钉墙、深层搅拌桩。虽然目前我国并没有相应复合土钉技术标准指标，但我国颁布的《建筑基坑支护技术规程》中却对复合土钉技术其他要素进行了规定，所以施工中其他技术标准必须符合国家行业要求。深基坑复合土钉技术应用中，支护桩桩径通常为Φ500～Φ700，端头伸入坑底以下2.0～4.0m。竖向钢管，壁厚3～5mm，管径Φ48～Φ60，直接用机械打入土中，并从管中高压注浆压入土体。具体可以应用土层包括：粉土、砂土、回填土、粘性土、与泥土等，是目前深基坑支护工程施工中的理想支护技术。施工工艺流程为：开挖作业面、修整坡面、放线定位、成孔、插筋、堵孔注浆、绑扎、压筋做锚头、喷射混凝土面层、初加预应力、混凝土面层养护、终加预应力[5]。为了保障施工质量，施工中必须严格遵守施工秩序，杜绝违规操作，避免影响支护效果，给后续施工带来安全隐患。

四、结束语

深基坑工程往往施工周期长，施工工艺复杂，事故率高，危险性大，极有可能发生安全事故，做好支护非常重要。支护工程质量直接影响深基坑施工安全系数。复合土钉技术不仅支护效果好，且成本低，施工周期短，十分适合深基坑工程。深基坑工程施工中应积极推广和应用复合土钉技术。

参考文献：

[1]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].湖南大學，2013，13（11）：119-124.

[2]夏华宗. 微型钢管桩超前支护复合土钉墙模型试验研究与力学分析[D].中国地质大学（北京），2011，11（14）：132-135.

[3]吴静. 深基坑超前钢管桩复合预应力锚杆支护数值模拟研究[D].中国地质大学，2015，10（09）：123-125.