土钉墙支护技术在深基坑中的应用

马文霞

(山西潞安工程有限公司，山西长治 046000)

近年来，深基坑的施工日益增多，深基坑支护技术越来越得到广泛应用，土钉墙支护技术以其简便的工艺、快速的施工、经济的造价，在深基坑支护工程中得到广泛应用。

1 工程概况

本工程为长治市王庄煤矿职工住宅楼，建筑面积49 500 m2，地下2层，地上18层，开挖深度至自然地坪以下10.3 m，整个基础坐落于③土层，基础为筏板基础。工程东面和南面相邻建筑物，西面紧接矿主干道。

2 准备工作

1)根据施工图纸及有关资料核对现场平面尺寸和坑底标高，掌握设计内容及各项技术要求，熟悉土层地质、水文勘察资料;会审图纸，搞清地下构筑物、基础平面与周围地下设施管线的关系，了解基坑支护尺寸的允许偏差，支护坡顶的允许最大变形。2)综合考虑工程的现场情况、进度要求，以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题，确定土方开挖支护方案，开挖采取两台挖掘机分层同时作业，由西向东退行开挖施工，并按围护结构要求及时修整边坡及放坡，防止土方坍塌，基坑的坡度为1∶0.3。3)所选用原材料有合格复试报告及配合比试验报告;土钉钢筋使用前应调直、除锈除油;采用干净的中粗砂;选用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥。4)施工机具:成孔采用洛阳铲;混凝土喷射机应密封良好，输送连续均匀;空压机应满足喷射机工作风压要求;输送管能承受0.8 MPa以上的压力;注浆泵规格、压力和输浆量应满足使用要求。

3 基坑支护的施工

3.1 工艺流程

工艺流程为:测量放样→第一层基坑开挖→人工修整→初喷射混凝土面层→钻孔→插入钢筋土钉→注浆→布钢筋网→复喷射混凝土→第二层基坑开挖(循环进行，至坑底)。

3.2 基坑开挖

土方开挖由专人指挥，采取分层分段开挖，每层开挖深度不超过2 m。在完成上一层作业面土钉与喷射混凝土面层达到设计强度的70%以前，不得进行下一层土层的开挖。土方开挖过程中，应采取措施防止碰撞支护结构。机械开挖后，及时配合人工修整壁面，要求达到平整，无虚土，边坡的轴线位置准确，严禁护壁后掏挖，若开挖面出现渗水、裂缝现象时应先喷射一层30 mm厚左右的混凝土，以保护开挖壁面。

3.3 初喷射混凝土面层

每步开挖后即对修整后的边壁立即初喷上一层50 mm强度为C20的混凝土。混凝土采用32.5普通硅酸盐水泥，骨料为机制砂和粒径为小于20 mm的碎石，含泥量应小于3%，水泥∶砂∶碎石∶水=1∶2∶2∶0.5，注浆水灰比:0.4～0.45。喷射作业分段分片进行，喷射顺序从下而上，喷头与土钉墙墙面保持垂直，距离宜为0.6～1.0，喷射混凝土终凝后2 h应及时喷水养护。

3.4 钻孔

1)钻孔前根据图纸设计，土钉水平间距1.5 m，竖向间距2 m，定出孔位，孔径100 mm，最上一排水平孔深度9 m，以下三排深度为6 m，采用人工洛阳铲成孔，土钉倾角为5°～15°，以便于注浆。如遇障碍物可以偏移孔位，个别情况下不能成孔的不影响边坡整体稳定。2)土钉水平方向孔距误差不得大于50 mm，竖直方向孔距误差不得大于100 mm。3)孔深应大于设计长度0.1 m，土钉杆体大于设计长度。4)正常情况施工应符合以下规定:孔深允许偏差:±30 mm;孔径允许偏差:±5 mm;孔位允许偏差:±100 mm;成孔倾角偏差:3°。

3.5 插入钢筋土钉

1)土钉采用φ25钢筋，使用前应调直并清除污锈。2)当钢筋需要连接时，采用双面搭接焊，搭接长度不小于主筋直径的5倍，焊缝高度不应小于主筋直径的0.3倍。3)土钉必须严格按照设计规定的各排土钉长度、直径制作，将加工合格的锚杆置于孔的中心位置，每隔2.0 m焊接一个直径8 mm的对中支架，以保证钢筋处于孔位中心且注浆后其保护层厚度不小于20 mm。

3.6 注浆

1)注浆材料采用纯水泥浆，水灰比0.5～0.55，水泥选用32.5级普通硅酸盐水泥，浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完。2)注浆时应将注浆管插入孔底，边注浆边缓慢地拔管，注浆管始终保持在液面以下，注浆压力不小于0.4 kPa。3)注浆到孔口时，应停注封口。当浆体凝固后不能充满锚固体时，应补注。4)注浆完成后，应将器械清洗干净，以便下次再用。

3.7 布钢筋网

1)采用φ8圆钢按网格200 mm×200 mm制作，允许偏差10 mm，网筋的搭接长度大于300 mm。2)铺设钢筋网前，先调直钢筋。3)加强筋焊接:加强筋采用Φ14钢筋，施工时必须与土钉钢筋焊牢，外焊挡块，纵横连接成一体。加强筋采用单面焊接，焊接长度不小于10d。

3.8 复喷射混凝土

钢筋网经验收合格后，进行第二次面层喷射，厚度为50 mm，喷射方法与第一层面层喷射相同。

4 施工质量检验

4.1 材料

所使用原材料的质量应符合相关标准和设计要求，并具备出厂合格证及试验报告书;材料进场后进行复验。

4.2 土钉现场抗拔试验

土钉的抗拔承载力检测试验在注浆固体强度达到10 MPa或达到设计强度的70%后进行，检测数量不少于土钉总数的1%，且同一土层中的检测数量不少于3根。

4.3 土钉墙面层质量检验

1)土钉墙面层混凝土进行现场试块抗压强度试验:每500 m2面积不少于一组试块。2)土钉墙的喷射混凝土面层厚度进行检测:每500 m2面积检测数量不少于一组，每组的检测点不少于3个，全面检测点的面层厚度平均值不小于厚度设计值。3)面层外观检查无漏喷、离鼓现象。

5 基坑施工监测

为确保基坑施工安全顺利进行，施工中进行24 h的系统监测，及时掌握围护结构、周围土体的受力与变形情况，使基坑处于安全稳定监控中。监控内容:基坑四周邻建物沉降观测、地下水位观测、位移观测;现场设置观测点20个。在支护施工阶段，每天监测不少于2次，连续3 d沉降速率达到1 mm/d，或肉眼发现建筑物裂缝急剧扩张，应及时上报监理并研究处理方案;每天进行观测成果汇总并绘制地表沉降曲线图，并进行讨论，分析变形是否过大及是否趋于稳定，确定是否需采取补救措施。监测结果表明，沉降、位移量均控制在预定的范围内，基坑施工始终是安全稳定的。

6 注意事项及有关问题

1)土方开挖应按照确定的基坑边界分层分段进行，边坡附近不留孤岛、土柱，每层开挖深度2 m左右，绝不可超挖，随开挖随支护。2)加强安全监控。由于土性及地下工程的复杂性，施工过程中常存在许多影响安全的不可知因素，因而必须在基坑开挖和基础施工期间，进行边坡土体及周边位移观测，分析对比观测值以指导和控制施工。3)边坡浸水对边坡的稳定性危害极大，要求查明基坑周边上下水管道，切断可能侵蚀边坡的水源，并做好基坑周边地表水的排水工作。4)基坑边沿严禁超载，以免导致支护结构较大变形而危及边坡及建筑物安全。5)基坑开挖到底后，应迅速做好垫层并尽快浇筑底板，避免基底暴露时间长。

［1］ JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程［S］.

［2］ YBJ 226-91，喷射混凝土施工技术规程［S］.

［3］ GB 50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范［S］.

［4］ 《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册［M］.第4版.北京：中国建筑工业出版社，2003.