土钉与锚杆联合支护的设计和施工（三）

4.问题解决方案
(1)施工过程中的问题
主楼西南角护坡桩施工完成后，进行土方开挖，开始土钉墙支护施工。按照设计方案和施工要求，一切顺利。到5月31日，裙楼第四排土钉已施工完毕，主楼第五排土钉也已施工完毕。变形观测未见明显变形。在主楼第五排土钉墙施工过程中，由于土体裂缝发育，采取了一些措施加以解决。通过减少开挖面，加快锚喷施工速度，及时处理塌方处，喷面后无空孔。此时变形观测结果显示西侧边坡变形只有5mm，南侧变形较大，约13mm .
1998年6月1日有一场暴雨。雨量很大，工地周围的雨水管道都满了。由于现场雨水过多，土方工程无法开挖。直到6月3日，西侧的下一个土方开挖，主楼第六道土钉墙施工。土方开挖后为了防止土体坍塌，连夜进行喷涂施工，直到凌晨2点才完成。6月4日早晨6时许，基坑西侧边坡外1.5 m处出现一条与西侧边坡平行的裂缝，从护坡桩附近延伸至裙楼，并迅速发展。到了8点，裂缝明显了。通过经纬度仪测量，发现此时西侧变形约30mm，但沉降较大，约100 mm，距离护坡桩约1.5 m的部分向裙楼方向沉降变形逐渐减小，经过约8小时的观测，发现变形速度有所下降，但变形不稳定。最终在6月4日下午3点，用挖掘机将这部分回填至地面以下6m的位置。
(2)处理措施
事件发生后，有关单位的专家对工程进行了分析和讨论，认为应采取以下措施:用挖掘机对该部分进行回填，确保不发生恶性安全事故；重新锁紧西侧的两排锚，检查锚是否在如此大的变形下损坏。重新张拉锁定后，发现西侧两排锚完好无损，无损伤。
根据现场损坏情况和对锚杆的检查，认为损坏是由于土钉墙局部下座、土钉墙刚度不足以抵抗向下的力等原因造成的。因此采取了以下加固措施:
a)在第二排锚杆与第三排锚杆之间、第三排锚杆下方40cm处增加两排9m的土钉，土钉间距为1.2m，在靠近护坡桩的沉降变形位置，在第二排锚杆上方40cm处增加15个土钉，并用钢筋连接。土钉φ32，钢筋φ22。
b)以上两排土钉施工完毕后，在原第五排每两个土钉孔中间加一根长6 m，直径2寸的钢管式土钉。
c)上述钢管土钉施工完毕后，用钢筋连接。然后分段向下开挖，切断之前挂好的钢筋网，清除浮土，填实，重新挂网，喷混凝土。
d)在原第六排土钉和第七排土钉之间增加一排6 m长的土钉，水平间距1.2m .φ22用于土钉支护。
加固方案施工完成后，6月14日开挖最后一步土钉。经过变形观测，发现土方开挖后又出现了约10mm的变形。但支架施工完成后，观测未发现明显变形，与前期分析结果一致。
(3)原因分析
一般情况下，土钉墙支护结构的变形和破坏表现为:①在非预应力土钉墙支护结构中，预定滑动面附近出现裂缝，这是土钉墙施工中的正常情况；(2)土钉墙局部损坏，可能是喷射混凝土表层滑动，或钢筋焊接不牢造成的；(3)土钉墙整体破坏，可能是土钉设计过短或其他原因造成的。但是像这个项目这样的破坏形式还是很少见的。在分析事件原因时，争议很大，矛盾的焦点集中在支护方式上:一种意见认为土钉与锚杆相结合的方式理论上不可行，土钉不施加预应力，锚杆通过施加预应力来限制其变形，两者是矛盾的；而且土钉(φ 22钢筋)是刚性的，锚杆(钢绞线)是柔性的。这些是事故的主要原因。
认为岩土工程尤其是基坑支护是一门实践性很强的学科，经验对于工程设计和施工非常重要。实践是检验真理的标准，模型的正确性要用实践来检验。考虑到土钉和锚杆受力原理的不同，作者在施工中把锚杆张拉的时间尽量往后放，使土体产生一定的变形，待土钉受力到一定程度后再张拉锚杆。而且第二排锚杆的拉力载荷小，第三排锚杆的拉力载荷大。只有施工到地面以下6.0 m时，两排锚杆才张拉锁定。同一个工地，采用同样的设计方案和施工工艺，南坡完好无损，西坡破损。作者认为土钉和锚杆的结合不是基坑西坡位置偏低的主要原因，作者的观点在以后的施工中得到了证实。基坑支护完成后，施工单位对基坑周边环形道路进行硬化时，发现基坑西侧沉降变形处附近有一个雨水井。主管道一侧与其他雨水井相连，另一侧被堵住，一根小管直接通向基坑边坡。发现这一情况后，笔者进行了仔细分析，认为大量雨水是事件发生的主要原因。距离基坑西侧1.5m处地下有一面砖墙，可能是原结构的外墙，其走向与基坑西侧边坡平行。6月1日雨后，雨下得太大，雨水不断通过管道沿着砖墙渗入地下土壤。在雨水的浸泡下，土体被软化，土体的粘聚力不断降低，土体的强度也有一定程度的降低，就是这么回事。
5。结论
(1)土钉墙支护施工方法能充分发挥现场监测和信息化施工的优势，并能根据现场开挖成孔过程中发现的土体实际情况，及时反馈设计，调整支护参数和施工方案。由于土质情况多变，难以准确预测，土钉墙支护的这一优势使其相当安全可靠。
(2)在有降水的基坑支护中，降水虽然能保证基槽底部土层干燥，保证结构防水层顺利施工，但不能使所有的积水变干。因此，在土钉墙支护设计中，应考虑降水效应，并留有足够的安全系数。
(3)土钉墙基坑支护施工中，水的影响因素很大，对基坑支护结构的安全性有着重大影响。在支护施工中，要详细了解基坑周边的各种管道，有效减少各种水源对基坑支护结构的影响。
(4)虽然本工程有一些东西，但不能否认土钉墙与锚杆结合在土钉墙基坑支护中的应用。基坑支护完成后，经过重载和雨季的考验，南侧边坡和西侧边坡无明显变形，工作状态良好，说明设计方案和采用的加固方案合理可行。