铸诚大厦工程土钉支护技术

金 志 强

(同煤集团宏远工程建设有限责任公司，山西 大同 037003)

铸诚大厦工程土钉支护技术

金 志 强

(同煤集团宏远工程建设有限责任公司，山西 大同 037003)

在分析某项工程背景概况的基础上，对土钉支护施工工艺进行了论述与探讨，并研究了施工与设计中存在的问题及其相应的解决措施，对土钉支护技术的完善与发展有重要意义。

土钉支护，深基坑，注浆，位移

1 工程概况

本工程建筑面积10.5万m2，地下3层，地上25层框架剪力墙结构，基坑开挖深度为15.5 m。本工程场地基本平坦，地表以下土层分布为：杂填土2.5 m，粉质砂土3 m，中细砂层3.1 m，卵石、圆砾层4 m，粉质粘土层2.8 m。根据勘察报告场区内共有两层地下水：即滞水层和潜水层。上层滞水埋深3.5 m来源广泛且水量较大，下层潜水埋深25 m位于槽底之下不会给建筑物带来影响。

2 方案设计

根据现场钻探资料显示的地质情况，结合基底的设计标高，基坑四周共设置12排土钉呈梅花形布置，用锚杆钻机成孔，俯角6°～8°，如图1所示。其中，M1为挂网击入式土钉(不注浆)，长度8 m，距地表0.6 m，M2为钢筋管注浆土钉，长度8 m，距地表1.3 m，M3～M12为钢筋钻孔注浆土钉，排距1.2 m，行距1.5 m。M2钢管注浆土钉用∮48钢管制作，一端制成尖状，管壁呈梅花形开设10 mm～15 mm小孔。如遇流塑状淤泥层及流砂层时，用普通风镐将钢管土钉植入土层内。土质较硬时可直接击入。用锚杆的注浆方法注浆，注浆压力0.6 MPa～0.8 MPa。钢筋土钉采用直径为25 mm～28 mm 20MnSi螺纹钢筋制作。基坑边壁挂网喷浆支护，挂网钢筋分布为∮8@200×200，行和排土钉用2根∮16 mm螺纹钢筋焊接连接，混凝土强度C20，喷射厚度15 cm。

3 地下构筑物和管线处理

该工程南部遇到原有房屋基础，北部遇到人防工事。对于房屋基础在钻孔时避开，在其下方地基中将水平土钉加长加密，增压注浆，加大基础刚度，防止不均匀沉降。在人防工事处，做穿墙土钉，保证有足够的锚固力。对于上下水管道的位置，根据提供的地下管网布置图人工作业小心查明，改变钻孔方向越过。下水管道作业形成的上方裂隙区，采用分段注浆方法保证足够的锚固力，同时防止沿裂隙串浆造成相邻锚孔堵塞。分段注浆时，止浆塞放置在钻孔中部，并增加速凝剂用量，必要时加入化学浆液缩短凝结时间以减少跑浆。

在所有管线电缆地段，都提高了边坡支护参数，并增加了喷射混凝土面层刚度，防止产生过大位移造成管线断裂。如发现漏水点应及时封堵，防止过量渗漏减弱土体强度。

4 支护施工

1)按照图纸设计要求分层开挖，顺序施工，上层作业面的土钉和喷射混凝土未完成之前，不得进行下一层的开挖作业。为防止边坡坍塌，基坑边壁宜采用小型挖掘机或人工机具清坡，以保证坡角符合设计要求，并不得在边坡范围内积水。2)对修整后的基坑边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土(一般为50 mm)，待凝结后再按设计要求成孔，孔径150 mm。造孔过程中，每2 m～4 m为一段用高压空气分段吹孔，将孔中的残土、泥浆等清理干净。3)土钉钢筋植入孔中前，先安装对中定位支架，保证钢筋的中心位置，支架沿钉长间距宜控制在2 m左右，支架的构造不应妨碍浆液的自由流出，支架材料最好采用金属材料。锚杆送入孔中，随即进行压力注浆，注浆时采用重力、低压的方法注浆，通常压力控制在0.5 MPa，注满后保持5 min。注浆用的水泥砂浆水灰比不宜超过0.5，并宜加入适宜的外加剂以促进早凝和控制泌水。4)制作钢筋网时，钢筋网在每边的搭接长度不小于一个网格边长，用扎丝固定。焊接时则焊长不小于网筋的10倍。面层内的钢筋网应牢固固定在边壁上，在混凝土喷射时应不出现振动。5)终喷混凝土，射距控制在1 m～1.5 m的范围内，采用由下而上的施工顺序，在钢筋部位应先喷钢筋的后面再喷前面，防止出现空隙。此外为保证喷射混凝土的厚度，在边壁面上垂直打入较短钢筋作标志。喷射混凝土完成后采用连续喷水、覆盖草帘浇水等养护措施，以保证达到预期强度。

5 排水措施

在距基坑四周1.5 m处设置排水沟，基坑边处应高于排水沟呈斜坡状，防止雨水倒流入基坑中。喷射混凝土时应预先埋入导水管，以排出基坑四壁的地下水，同时在降水井的外围做好回灌井，保证土体稳定。在基坑底部也要设置排水明沟统一流向集中清排。基坑底部喷射混凝土面层应插入槽底200 mm以上。

6 位移和地面沉降观测

由于本工程深基坑开挖采用大降水方案，抽水过程中由于承压水压力的下降，就会产生地面沉降。根据本地区的水文地质参数，经计算承压水水头每降低1 m，地面沉降量为1.2 mm，因此只需控制住水位的降深并且及时回灌，就可以把握地面及坑壁的垂直沉降量。水平监测点设置在基坑四壁共计20个点，用收敛计等监测仪器进行监测。数据表明，边坡的垂直沉降与水平位移，开挖后的前3个月最大，3个月后沉降和位移的速率明显变缓，6个月后趋于稳定。

7 施工与设计中的问题处理与讨论

1)对于重要工程和不良土层中的工程施工应尽可能的进行系统实测，并与理论分析结合起来，当支护有地下水作用时，必须考虑水的侧向压力的存在。2)土钉支护技术不仅可用于深基坑边坡加固，作为临时支护使用外；还可以在公路、铁路、隧道、矿山等的工程施工中作为一种性能可靠的永久挡土结构。3)土钉支护在地下水的作用下，其面层承受的压力和土钉内力均会显著增加，尤其是粘土的抗剪能力及其与土钉之间的界面粘结能力与含水量有非常大的关系，浸泡后的土钉抗拔能力急剧降低。因此设计时必须考虑支护在施工和使用阶段中可能遇到的地下水位变化和土体含水量的变化，并且要设置内部排水系统。针对在施工中出现的问题，及时提供有效数据和变化信息，对施工的顺利进行非常重要。4)土钉支护临近被破坏前，土钉的抗弯能力得以表现出来，它可以使整个破坏过程趋于更有延展性，因此施工中使用脆性大的钢筋做土钉不是很有利。5)施工中发现土钉对中支架陷入淤泥孔壁中，在对中支架上焊上一块铁皮，使其不会陷入泥中，很好的保证了土钉处于孔的中央。6)钢筋网与土钉头应及时焊接，否则由于钢筋混凝土的自重有可能造成边坡裂缝，甚至会有坍塌的危险。

8 结语

施工实践证明，采用土钉网喷支护是经济合理的。从土钉的工作机理来看，土钉和喷层各自起着两种截然不同的支承作用，土钉约束着坑壁的变形，维持着坑壁的稳定，而喷层则以封闭土层、防止砂层脱水，以及射入砂层空隙而起胶结加固作用为目的。土钉和网喷真正组成共同承载结构，对提高边坡稳定起决定性作用。土钉支护技术在我国已成为一种相当成熟的深基坑支护技术，并得到迅速推广和应用，相信在今后的工程实践中，经过探索与发展，使该技术能够不断的完善和创新。

[1] 蒋国盛,李红民.基坑工程[M].北京：中国地质大学出版社,2000.

[2] 刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[3] 高兵勇，谢 骁，邬俊峰.谈某大型深基坑地护设计[J].山西建筑，2014，40(3)：85-87.

The soil nailing technology of Zhucheng building engineering

Jin Zhiqiang

(DatongCoalMineGroupHongyuanEngineeringConstructionLimitedLiabilityCompany,Datong037003,China)

Based on analyzing the background of a project general situation, this paper discussed the soil nailing construction process, and researched the existing problems and corresponding solutions in construction and design, had vital significance to the improvement and development of soil nailing technology.

soil nailing, deep foundation pit, grouting, displacement

2015-01-21

金志强(1972- )，男，工程师

1009-6825(2015)10-0069-02

TU463

A