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平姚某基坑土釘墻支護施工監(jiān)測分析

文檔作者：張國超侯智勇文檔來源：平煤建工集團有限公司土建處		點擊數：	更新時間： 2025年11月14日
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2011年7月上
第40卷第344期
施工技術
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 35
平姚某基坑土釘墻支護施工監(jiān)測分析
張國超，侯智勇
(平煤建．T-集團有限公司土建處，河南平頂山467000)
[摘要]對平姚某基坑土釘墻施工過程采取了有效的監(jiān)測手段，通過對監(jiān)測數據進行分析，及時發(fā)現了局部土體開
裂，對裂縫產生的原因進行了分析并及時采取了設置拉結筋、加大注漿壓力等有效的加固措施阻止了裂縫的發(fā)展，
使位移收斂點在預期時間內。監(jiān)測結果表明，基坑位移存在一定的滯后效應，監(jiān)測工作應持續(xù)到結構穩(wěn)定之后。
[關鍵詞】深基坑支護；土釘墻；施工監(jiān)測；水平位移；沉降位移
[中圖分類號】TU413．62 [文獻標識碼】A [文章編號】1002-8498(2011)13-0035-03
Construction Monitoring Analysis of Soil Nailing Wall
Support of Some Engineering in Pingyao
Zhang Guochao，Hou Zhiyong
(Construction D印aament of Pingmei Construction Engineering Group Co．，Ltd．，Pingdingshan，He'nan 467000，China)
Abstract：Effective monitoring measures are adopted in some soil nailing wall support engineering in
Pingyao．Based on analysis of monitoring data，local soil crack is found in time and the reason is
analyzed．Some measures as setting tie bars and increasing grouting pressure are taken to make
displacement convergence point in expected time and prevent crack development．The monitoring results
show that there is hysteresis effect in foundation excavation displacement and monitoring work should be
kept on until the structure stable．
Key words：deep foundation excavation support；soil nailing wall；construction monitoring；horizontal
displacement；subsidence displacement
1工程概況
本工程為平姚輸煤通道火車卸煤樓及1號轉運
站聯合建筑，基坑上口全長230m，兩端的1號轉運
站基坑和皮帶張緊上口尺寸35．5m X 35．5m，中間
長170m的通道上口寬26m，設計開挖深度12．21m，
基坑兩端的局部開挖深度19．50m，周圍無重要的建
(構)筑物，基坑北側有3條鐵路線，最近的l條距
離基坑8．5m。地質報告表明，在基坑范圍內從上到
下主要為：①雜填土(Q?1) 層厚0．20—6．40m，層
底埋深o．20一6．40m；②黏土(Q；I+一) 層厚0．50
—7．Om，層底埋深1．70～7．20m；③卵石層(QdJ+pi)
層厚lO．40～23．40m，層底埋深2．40—26．50m；
④強風化泥巖(P．)層底埋深13．00～26．50m。基
礎持力層在③卵石層上。
2施工方案
土釘墻設計時，在控制變形的條件下，以局部穩(wěn)
[收稿日期]2010-08-20
【作者簡介]張國超，平煤建工集團有限公司土建處副總工程師，河
南省平頂山市程平路中段47號院467000，電話：(0375)2787013，
E·mail：bighillrock@163．corn
定性為前提，既考慮邊坡整體穩(wěn)定性，又考慮施工過
程中的穩(wěn)定性。因此噴射混凝土面層均按構造要求
設計，厚度lOOmm，平臺以下噴射120mm厚混凝土。
混凝土強度等級為C25，內配l層鋼筋網和thl2通
長菱形加強筋。土釘采用(k25Ⅱ級螺紋鋼，如圖l
所示。土釘孔徑120mm，俯角10。，水平間距1．3—
1．5m，垂直間距1．5m，土釘長度3—12m，孔內注入
純水泥漿。水泥采用P·C32．5級復合硅酸鹽水泥。
注漿液的水灰比為1：0．40一l：0．55。
編制詳細的施工方案，運用時空效應理論，確定
挖土機械、挖土工況、挖土順序、支撐架設方法等，以
確?；影踩捅阌谑┕?。采用二級臺階、兩個施
工段平行作業(yè)相結合的施工方法。挖掘至一6．Om
時，采用2．Om寬二級臺階卸除上部土體荷載。上
部采用1：0．3放坡，開挖后支護，一6．Om以下采用
1：0．3放坡，邊開挖邊支護，支護采用錨噴注漿支護
與注漿花管相結合的施工方法。
3監(jiān)測方案
土釘支護的施工監(jiān)測至少包括整體位移的監(jiān)
萬方數據
施工技術第40卷
a南北邊坡b東西邊坡
圖1邊坡支護剖面
Fig．1 Profile of slope support
測，附近地表及地物的變形、開裂狀態(tài)觀察，還應對
支護的工作狀態(tài)作全面的量測，包括監(jiān)測與支護土
體的水平位移等。在支護施工階段，每天量測至少
1次，定時觀測，在變形較快時可以增加觀測次數。
在完成基坑開挖、變形趨于穩(wěn)定的情況下，可適當減
少量測次數，施工監(jiān)測過程應持續(xù)到整個基坑回填
結束、支護退出工作為止，測點位置應選在變形最大
或局部地質條件較差的地段。本工程在基坑周圍共
布設24個觀測點，如圖2所示。
．；12 1龠5 16歹薦頂外鼉警19 2ci；!絲。
12l 、基坑頂邊線123
lll 卸煤地溝工程』24
高：8 7 6 5 4 31
圖2監(jiān)測點布置示意
Fig．2 Layout of monitoring points
圖3沉降觀測曲線
Fig．3 Observation curves of senlement
沉降觀測點設置：在遠離基坑邊線30m外選定
基準點，在基坑周邊建筑物及線溝邊設置觀測點，并
記錄觀測點到基準點之間距離的原始數據。位移觀
測采用方向線交匯法，二級導線精度。觀測儀器采
用DSZ2自動安平水準儀、鋁合金塔尺(精確到
0．1mm)、DT-2A電子經緯儀、CW一5m鋼卷尺。
在土方開挖前，靠近基坑北側的II 1，lI 2道鐵
路全線封閉，但Ⅱ3道鐵路根據實際情況無法封閉，
對基坑邊坡會產生振動荷載，必須增加補強措施，并
在施工期間對該段增加監(jiān)測頻率，其他各點每天平
均觀測4次，記錄當天累計最終數據。經過比較核
對，及時繪制觀測點位移曲線，從直觀上分析變化趨
勢，以備施工現場及時做出回應。
4 監(jiān)測結果分析及變形控制圖4水平位移觀測曲線
基坑開挖前測試沉降位移和水平位移的變化初Fig·4 Observation curvL曙of horizontal displacement
始值，以后根據施工進度每天進行測量，根據各觀測水平位移，每一步開挖都會增大水平位移，特別是在
點的沉降位移值和水平位移值繪制出沉降．時間曲上一步支護結束、下一步開挖面暴露時水平位移明
線和位移．時間曲線，如圖3，4所示。顯增大，增長量一般為2—4ram。當開挖到邊坡坡
1)通過圖4可知，開挖第l步時開始產生邊坡體的中部平臺附近時，水平位移出現陡增，特別是邊
謇r
r。撩
萬方數據
20ll No．344 張國超等：平姚某基坑土釘墻支護施工監(jiān)測分析37
坡的上部，增加值一般在6～15mm。
2)從監(jiān)測結果可知，各監(jiān)測點的水平位移在基坑
開挖完成后逐漸趨于穩(wěn)定。從監(jiān)測圖中可知，最大水
平和沉降位移均發(fā)生在17號觀測點，分別為62，
32mm，最大水平位移與基坑深度的比值為5．07‰，超
過3％o，且超過50ram預警值，發(fā)現后及時采取措施，
使水平位移的發(fā)展趨于收斂，有效控制了位移發(fā)展。
因此施工時應遵循“保護中部，穩(wěn)定坡腳”的原則，及
時支護，中部以下控制每層開挖深度。
3)通過監(jiān)測圖對比可以發(fā)現，在基坑南北兩側
相對應的位置上，北側的基坑總沉降量和總水平位
移量均大于南側。這是由于北側臨近火車道，受動
荷載影響較大，并且施工車輛也從此經過，另距基坑
5m外堆放鋼筋、木方等施工材料。因此在土釘支護
設計中，土釘墻的受力及穩(wěn)定性分析都需考慮地面
荷載及動荷載的作用。地面荷載及動荷載對土釘墻
的位移作用也不容忽視。本工程中，考慮地面荷載
及動荷載的不確定性及本工程屬于深大基坑等因
素，在設計時全部采用相同的參數，實際施工中16
—18號觀測點位于地面荷載較大的北坡，并且常有
火車經過，4—6號觀測點在基坑的南側，地面荷載
較小，經對比分析，基坑南側的觀測點位移較小，且
收斂點提前。因此，地面荷載及動荷載越小，對基坑
的穩(wěn)定越有利。
4)在基坑開挖至②黏土層時，由于開挖長度過
長，導致位移發(fā)生快速連續(xù)增長(見圖4)，并在基坑
南北兩側出現不同寬度的裂縫，最寬達到50mm，位
于基坑北外側6m處，最大裂縫長度將近10m。分
析其原因為：①南北側基坑在原土釘墻設計時，首先
將地基土開挖到一6．0m做大平臺后再進行支護，但
在施工過程中，由于受場地限制，該大平臺未能實
現。②開挖面過大，土釘施工未能及時跟上，又由于
第2層土的自穩(wěn)能力差，在上部土體自重壓力下有
向外滑動趨勢，導致基坑位移增大。③北側基坑邊
臨近火車道，在動荷載頻繁振動作用下，土體結構遭
到破壞，強度降低。
針對以上原因，在施工中及時采取以下措施：①
設置拉結筋在保證支護體系安全穩(wěn)定、限制基坑
上部變形、滿足開挖面自立性要求的前提下，根據施
工便捷和費用經濟的要求，拉結筋采用西18鋼筋，
每隔5m布設1道，鋼筋一端埋入噴射混凝土內，另
一端用腳手架鋼管作地錨，錨固在基坑南北側15—
20m處。②對土釘進行加固采用全長壓力注漿，
注漿擊入釘采用tM8mm鋼管，通過管壁注漿孔將
漿液滲入到土體內，以增強土釘的抗拔力。③與鐵
道部門進行溝通聯系，封閉Ⅱ1，Ⅱ2道鐵路，并對Ⅱ
3道鐵路的火車在基坑附近通過時進行限速，以減
少動荷載的影響。④對已出現的裂縫采用C30細
石混凝土進行灌縫，以阻止裂縫繼續(xù)發(fā)展。經過以
上處理措施，位移增長得到了有效遏制，位移收斂點
在預期時間內。
5)監(jiān)測結果表明，位移均有一種滯后效應。當
基坑開挖到設計標高后，仍有一段時間基坑觀測點
的位移還在繼續(xù)緩慢增加。這一實測結果對于基坑
施工的安全性十分重要，即基坑開挖到設計標高后
不再向下開挖時，仍有可能造成支護體系的失穩(wěn)、破
壞。因此，監(jiān)測工作必須持續(xù)到穩(wěn)定之后方可停止。
通過對施工過程進行監(jiān)測，說明整個支護體系
是有效的，雖然也出現了一些跡象表明支護體系的
強度在某些部位不足，但經監(jiān)測及時發(fā)現并采取了
局部加固措施，保證了支護體系的可靠工作。
5 結語
深基坑支護工程是土體與圍護體系相互作用的
系統(tǒng)，施工因素復雜多變，受設計方案、施工管理、工
程質量等多方面因素的影響，存在相當大的風險。
為保護基坑安全，必須做好以下工作。
1)充分重視施工監(jiān)測與報警施工監(jiān)測能及
時掌握土層和支護結構中的應力及位移等的實際變
化規(guī)律，較為準確地評價基坑的穩(wěn)定性和支護結構
的工作性能，是保證基坑安全的有效措施。
2)密切注意施工環(huán)境變化深基坑支護工程
通常與建筑物基礎工程同期施工，應充分注意基礎
工程施工對基坑邊坡的影響，嚴防流砂、滲流等導致
基坑邊坡失穩(wěn)。
3)切實做好位移監(jiān)測工作土釘墻位移的監(jiān)
測對彌補土釘墻支護方法理論和施工中的不足起著
重要作用。
4)切實保證施工質量嚴格進行材料檢驗，按
圖施工，切實保證土釘長度、角度、灌漿壓力，保證各
構件間連接可靠。
參考文獻：
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