浅析深基坑土钉墙围护施工技术

【摘 要】近几年来，深基坑土钉墙围护在我国发展较快，多次用于工业与民用建筑的基坑围护工程中，并与其它支护方法联合使用，均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。本文首先阐述了深基坑土钉墙围护施工的特点，其次，分析了深基坑土钉墙围护施工工艺。同时，以某工程为例，进行实例分析，具有一定的参考价值。

【关键词】深基坑；土钉墙围护；施工工艺

1.前言

深基坑土钉墙围护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。由于其具有经济性、施工快捷等优点，在我国得以迅速推广应用。所谓土钉墙围护就是用加固和锚固现场原位土体的细长杆件（土钉）作为受力构件，与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的围护体系。

2.深基坑土钉墙围护施工的特点

第一，能合理地利用土体的自承能力，将土体作为支护结构的不可分割部分。同时，结构轻型、柔性大，有良好的抗震性和延性。

第二，施工便捷、安全、土钉的制作简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测的变形数据和特殊情况，及时的变更设计。施工设备简单，不需要复杂技术及大型机具设备，施工不需要单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑物，大型围护施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。

第三，稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移一般为基坑深度的0.1%～0.2%，最大不超过0.3%，超载能力强。施工工期短，可以随开挖随支护，基本不占用有效施工工期。费用低，与其它支护类型相比，工程造价可降低20%～50%。

3.深基坑土钉墙围护施工工艺

3.1 土钉墙作业流程如下：

第一层挖土打入土钉（钢管）编网焊联系筋及衬垫注浆及制作土钉搅拌水泥浆及拌混凝土干料喷砼重复上述工序，至坑底。

3.2 土钉墙施工工艺

（1）挖土

基坑挖土应分层开挖，分层厚度应根据土钉的竖向间距确定，一般挖至所在工作层土钉设计标高以下约0.3m处，严禁超挖，挖土机开挖应服从土钉支护的要求。挖土至设计坑底时，应留置>200mm土方采用人工挖掘、抄平。

（2）修边坡

根据施工计划总平面图，首先确定基坑放样尺寸，沿线挖出一条6～8m宽的工作断面，然后进行人工修整。

土钉墙施工完本层面后才可开挖下一层面。结合监测的数据，对土钉的密度和长度可适当加以调整。保证土体的位移在规范的范围内。

（3）定位、成孔

成孔前应根据设计定出孔位，并做出标记，成孔时对土体注意保护，孔位误差应小于50mm。成孔作业时要调整好角度，避开邻近建筑的基础和管线。碰到障碍物时，适当调整土钉长度、位置和数量，确保边坡安全。成孔作业时，若发现某个孔的出水量较大，应首先把此孔改成导水孔，具体做法应根据土体饱和情况来处理。钢管土钉采用风钻打入土层中。

（4）注浆

注纯水泥浆，水灰比一般为0.5，掺早强剂，掺量根据早强剂性能定。注浆量根据实际情况调整，分一或两次注浆。

（5）喷砼

为保证喷射砼厚度，打入土钉时，土钉末端露出岩土面100mm。喷射砼采用干喷法，使用32.5级水泥、骨料为中粗砂和直径10-15mm的碎石，干料的级、配开工前由设计级出，掺速凝剂，掺量为水泥的3%。砼干料至少拌和二次。喷射机开机顺序为：送风——送水——送料，关机顺序反之。

土钉墙面层混凝应分二次喷射施工；喷射第一层混凝土厚度为30～50mm，完成后，安装土钉，绑扎钢筋网片，然后喷射第二层混凝土至设计厚度。喷射时喷应与作业垂直，喷头至作业面距离为0.6～1.0m，喷射顺序由下至上运动，回料不得再用。要及时清理喷射机。

（6）挂网与加强筋

钢筋网片一般用6～8mm钢筋焊接或绑扎而成，上下层钢筋搭接200mm，焊接或用铁丝绑扎，纵向钢筋插入土中200mm，与下一层钢筋搭接，加强筋压在钢筋网和土钉上，与土钉焊牢，并在土钉头上绑焊一个三角衬垫，压住横向加强筋，横向加强连接筋的搭接采用焊接。

4.实例分析

4.1 工程概况

本工程占地面积15 054m2，总建筑面积约为64 552m2。本工程基坑开挖面积，约12 000m2，二层地下室部分最大开挖深度7.90m。基坑东侧为规划道路，距用地红线最近处约10.0m；南侧坑边距用地红线最近处5.55m；西侧距用地红线最近处6.00m；北侧距用地红线最近处10.55m。基坑东侧有雨水、电信、污水、燃气等管线，南侧有水管和雨水管。

本设计±0.00与建筑标高±0.00一致，相当于黄海高程+5.00m，基坑东、南、西三侧场地标高为-1.50m，东北角桥墩部位标高为-0.50～±0.00m，北侧场地地势略低，标高约为-2.50m，坑底标高分别为-6.40m、-6.70m、-7.40m、-7.70m、-9.90m、-10.40m。

4.2 施工程序、顺序及控制要点

（1）管井

1）管井成孔宜用清水钻进，若采用泥浆管井，井管下沉后必须充分洗井，保持滤网的畅通。

2）水泵应置于设计深度，水泵吸水口应始终保持在动水位以下。成井后应进行单井试抽检查降水效果，必要时应调整降水方案。降水过程中，应定期取样测试含砂量，保证含砂量不大于0.5‰。

（2）土钉墙、挂网喷浆

1）土钉注浆体外径100mm。注浆采用纯水泥浆，水泥采用硅酸盐水泥，强度不低于32.5级，水灰比为0.5，添加0.2%水泥重量的木质素磺酸钙及6%的磷石膏。

2）土钉墙面层喷射细石砼，强度等级C20，厚度100，配合比水泥：砂：细石=1：1：2，碎石最大粒径应小于10，喷射压力为0.3Mpa。砼分两次喷射。

3）钢筋网采用φ6.5的钢筋焊成200×200方格网片，网格允许偏差±10mm，钢筋网铺设时每边的搭焊焊长不小于网筋直径的10倍。上下段钢筋网搭接长度应大于300。钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不宜小于20mm。

4）对受力段上层土钉注浆体及喷射混凝土面层养护72h后，对其它段上层土钉注浆体及喷射混凝土面层养护48h后，方可开挖下层土方及下层土钉施工。

4.3基坑挖土要求

预降水至设计标高后，方可开挖土方。土方开挖应分层分区进行，严禁一次开挖到位或超挖，挖出的土方严禁堆放在支护结构外侧；挖至设计坑底标高后，立即做素砼垫层、砌砖胎模，浇筑砼底板，严禁基坑长时间暴露。

4.4 方案分析

在本工程地下二层车库及主楼地下一层基坑围护均采用了土钉墙支护。根据目前现场情况及变形观测数据等，本方案取得了较理想成果。且与深层搅拌桩对比土钉墙施工速度快、经济，大大节省了工期及成本；对于本工程使用土钉墙结合井点降水的优越性是显而易见的。

在本工程施工过程中也遇到过一些具体问题：

（1）在基础积水坑开挖过程中，由于降水的不及时，引起土钉墙内侧土方疏松，外泄；

（2）南侧有一部分墙面是土钉墙与坡顶部位厚度不够，结合不到位，部分渗水。经过此次施工，具体总结几点如下：

（1）控制好原材料的制备以及施工机具的施工参数，土钉的焊接质量等；

（2）控制好成孔位置，成孔时应根据设计孔位对土层进行保护，不得影响边坡安全与地下管线；

（3）严格控制每层开挖深度和长度，开挖后立即修正边坡，初喷一层混凝土，并尽量使得原状土不被破坏；

参考文献：

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