钢管土钉在某深厚填土基坑中的应用

　　结合钢管土钉在某深厚填土基坑中应用的工程实例，介绍了填土深基坑采用钢管土钉支护的特点、设计计算过程及应注意的事项，重点讨论了在深厚填土基坑中设计计算时填土抗剪强度参数 、 值、钉～土摩阻力如何合理取值的问题及填土年限的判断方法，同时强调施工中钢管土钉的制作工艺和注浆质量的好坏是决定基坑支护成败的关键，其设计参数处理思路和施工工艺要求可供类似基坑工程设计施工时参考。
　　1 工程概况
　　图1 拟建场地周边关系图
　　场地内北侧为经营中停车场，东侧、西北侧以及西南侧为施工队临时工棚，西侧为花木场，东南侧为填土堆，高约4.0~5.0m。场地周边为6~28层已建或在建花园式住宅建筑物（详见图1）。场地大部分区段地势平坦，仅东南侧一填土堆地势较高。拟建地下室二层，基坑开挖深度约5.5~7.5m，基坑周长约720m，基坑面积约20000m2。
　　2 工程地质及水文地质
　　场地原始地貌属残丘及坡谷地貌，场地部分为人工填土所覆盖，其下为表土、坡洪积层（粉质粘土、含砾粉质粘土、粉细砂）、残积层粉质粘土，下伏基岩为测水组砂岩及大理岩。基坑开挖范围内分布为人工填土层，厚度2.50~19.00m，平均厚10.17m。灰黑色、棕红色、灰黄色，主要由粉质粘土堆填而成，不均匀含少量碎石，局部含块石，块径3~12cm不等，未完成自重固结，结构松散。标贯试验N值1.6~26.7击，平均7.6击。
　　场地地下水埋深3.10~9.70m，人工填土赋存有上层滞水，透水但不富水，其余各土层均属弱透水层。
　　3 支护设计
　　基坑开挖深度5.5~7.5m，开挖范围内均为人工填土层，地下水位不高，在基坑开挖范围内无强透水层，不需设置止水帷幕。本着安全经济的原则，采用坡率法＋钢管土钉进行支护（典型支护形式见图2、图3）。根据勘察报告提供的岩土层参数，结合当地工程经验，岩土层参数取值详见表1。
　　表1 岩土层参数表
　　设计验算采用北京理正软件设计研究院的＂深基坑支护设计软件Fspw5.1＂软件进行，计算结果见表2。
　　表2 计算结果表
　　图2 典型剖面
　　图3 典型剖面二
　　4 设计、施工中的几个关键问题
　　4.1 填土层的值如何取值
　　4.2 填土层中钉~土摩阻力取值
　　4.3 钢管土钉的制作
　　4.4 钢管土钉的注浆
　　注浆质量是保证土钉拉拔力的关键，也是基坑工程成败的关键因素之一。施工时采用低压慢注、间歇注浆、逐渐加压的注浆方式，取得了较好的效果。
　　（1）注浆前用压力水清洗钢管土钉，直至挤入钢管内部的泥沙和钢管外的虚土被冲洗干净，流出清水为止。
　　（2）设置止浆塞，注浆从管底开始，开始时采用低压慢注的方式，注浆压力为 0.3~0.4MPa，使钢管内、钢管与土体间的空隙全部由浆液充满。然后采用多管轮流、间隙注浆的方式，在间隙注浆中逐渐加大压力，直至将压力提高至0.6MPa 以上。
　　良好的注浆质量，可使浆液在填土层中得到扩散和充填，不仅改良了周围土体，提高了周围土体的抗剪强度，而且也提高了土钉的抗拔能力。
　　5 结 语
　　目前该基坑已回填，基坑运行过程中质量情况良好，未出现塌方、滑坡等险情，基坑坡顶沉降、水平位移和周边建筑物沉降监测情况也满足现行规范要求，说明原设计、施工是安全、可行的。
　　（1）由于填土层的岩土力学性质离散性较大，故一般勘察报告不提供填土层的抗剪强度指标，或者提供的相应指标较保守，这使得在基坑支护设计时稳定性计算难以通过或者需采用造价高昂的支护措施，带来不必要的成本浪费。尤其当填土时间较久时由于填土自身的自重固结、压密作用，其岩土力学性质已得到了较大改善，此时设计中仍采用较低的抗剪强度指标进行计算是不合理的，也不符合实际情况。本文中关于填土层抗剪强度值根据其标贯击数进行修正的近似试算法可供类似工程参考。
　　（2）填土年限的判断是初步确定填土抗剪强度参数的一个关键因素，通过走访调查、现场踏勘和将目前地形资料与往年地形资料逐年比对的方法来判断地块的填土年份在目前不失为一个行之有效、操作简便的方法。
　　（3）当填土时间较长时，由于其自重固结、压密作用，其相应的钉～土摩阻力取值可较现行规范适当提高。关于深厚填土层钉～土摩阻力的取值与填土时间的关系可进一步研究。
　　（4）土钉注浆质量是基坑工程成败的关键因素之一，而钢管土钉出浆孔的设置则是保证土钉注浆质量的前提要求，本文有关钢管土钉的制作及注浆细节的做法值得类似工程借鉴。
　　（5）本文关于填土抗剪强度参数的修正、钉～土摩阻力取值修正的做法带有一定的区域性，应待更多工程实践的检验，以便更符合各地区的实际情况。