分析基坑工程中土钉墙支护施工技术

摘要：土钉墙支护是基坑支护的一种常见做法，目前在地基工程中广泛应用，土钉支护是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它由集的土钉群、被加固的原位土体、喷混凝土面层和必要的防水系统组成。一般应用于基坑支护施工，对于地下水位较深的区域更加适用。本文结合工程案例主要从施工准备、成孔、钢筋制作安装、注浆、喷射混凝土面层等工序分析土钉墙支护施工技术。

关键词：基坑工程；土钉墙支护施工；施工技术

土钉墙作为一种新型的基坑支护技术，具有经济合理、安全可靠、工期短、施工简便等特点。选择土钉墙支护需要从土质、地下水位、现场施工条件以及周边的环境等综合的考虑，基坑工程的周围环境和地质条件一般是比较复杂的，通过运用土丁支护技术，既可以保证施工安全，有可以大大的降低工程的造价，且工期短。变换形式的土钉还可以用于小范围的工程边坡抢险。

一、案例工程概况

某开发建设有限公司XX城市花园，位于XX工业园内，基坑所在位置原始地貌类型属冲积河谷平原地貌，为湘江Ⅱ级阶地。场地周围无重要建（构）筑物影响，周围施工环境较好。场地的西、南、北三面均为城市道路，东面为廉租房住宅小区，为独立柱基或条形基础，以粉质粘土作基础持力层。拟建工程建筑物主要由19栋高层建筑及地下室组成，设计一层地下室（整个地下室约为54000万平方米）。

根据勘察报告，查明拟建场地分布岩土层自上而下有：素填土、粉质粘土、粉土、圆砾、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩等，按其工程特性及指标，共划分为6个工程地质层。

本工程地下室土方开挖于10月份开始，总基坑面积约6万平方米，总土方量达到30万方，平均挖深达到5米，局部深度达到6.5米，属于深基坑工程。由于工期紧，一边进行土方分层开挖，一边进行支护设计及论证。在前期开挖过程中，发现土质很好，粘土层自立性很好，于是加快开挖速度，支护设计落后，于11月中旬开挖面积95%，开挖深度在基坑东侧（廉租房）局部达到7米，且放坡困难，边坡坡度接近80度。鉴于此情况，相关单位迅速进行支护设计方案讨论，最终确定采用土钉墙进行边坡支护。

二、土钉墙支护的特点

1、能合理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。

2、结构轻型，柔性大，有良好的抗振性和延性。

3、施工便捷、安全，土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测变形数据和特殊情况，及时变更设计。

4、施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。

5、稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移一般为0.1%～0.2%，最大不超过0.3%，超载能力强。

6、总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。

7、与其他深基坑支护类型相比费用低，经济，可降低造价10%～40%。

三、土钉墙施工准备

1、确定基坑开挖线、轴线定位点、水准点、变形观测点并妥善保护。

2、选用强度等级32.5普通硅酸盐水泥和干净的中粗砂，并掺按试验室配合剂量的减水剂，含泥量小于3%。土钉钢筋使用前应调直，并在监理公司见证下取样送检。

3、成孔机具采用2台轻型土钉钻机，注浆泵选用1台柱塞式压密注浆机。空压机应满足喷射机工作风压和风量要求选用风量9m/min以上，风压大于0.5Mpa的空压机一台。

4、输料管采用Ф180min的橡胶管，并能承受0.8Mpa以上的压力和耐磨性非常好的橡胶管。

5、按照施工进度要求，配备足够的施工人员。

四、土钉墙的施工

1、施工程序

测量放线修整坡面布设土钉、锚杆孔位、机械成孔安装钢筋土钉注浆挂钢筋网喷射混凝土至100mm（80mm）厚养护。

2、开挖土方及修理边坡

由于土方已开挖完毕，由人工清理坡面松散土块，进行局部修整。

严格控制边壁周围积水，开挖排水沟，且坡顶禁止堆载。

3、钻孔准备

钻孔前根据设计，并根据基坑旁的管沟（市政雨污水管、电缆沟及其他管沟）定出孔位，作出标记。孔径100mm。土钉水平方向孔距偏差不得大于50mm，竖直方向孔距偏差不得大于100mm。钻孔底部的偏斜尺寸不得大于杆的3%。孔深不得小于设计长度，也不得大于设计的1%。本工程采用螺旋钻孔机干作业成孔。

4、安设土钉

安装钢筋：土钉钢筋制作应严格按施工图施工，使用前应调直并除锈去污。土钉长9～12m以内，原则采用通长筋不接驳，如需接长时，采用机械连接接长，土钉定位器按图施工，以保证钉钢筋保护层厚度。

土钉安装之前进行隐蔽检查验收。安放时，应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉杆一起放入孔内，注浆管应插至距孔底250mm-500mm，为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管。

注浆：注浆用水灰比各0.4-0.5的纯水泥浆，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水泥浆结晶体强度等级C20.若采用钢管压浆时，注浆采水灰比为0.45-0.6的纯水浆，水泥采用525#普通硅酸盐水泥。钢筋钢管压浆锚杆控制在1.5MPa以内，并根据试验锚杆由设计单位确定注浆技术质量要求。

注浆前，将孔内残留及松动的废土清理干净，注浆开始或中途停止不能超过30MIN，应用水或稀水泥浆注浆泵及管路。

5、挂网及喷射砼

上道工序完工后，按设计要求进行挂网，并在土钉处进行钢筋加强。

喷射完毕终凝后，应及时喷水养护，养护时间不少于3d。

五、施工时发生的情况

开始施工一段时间后，靠近廉租房小区侧由于连日阴雨，接近7米高的边坡失稳造成滑坡。边坡上端距廉租房小区围墙仅1米，且围墙无基础，围墙内为小区道路，道路约3米宽，下设有雨污水及电缆沟。根据现场查看，滑坡长度约七十米，此部位土质为未查明的杂填土，且土质松散，孔隙大，有地下水流出。如继滑坡，小区围墙会倒塌，道路及管线会破坏，不仅损失大，而且会造成巨大影响。这就要求处理速度要快，且便于施工。

当时讨论方案有两个，其一为由于此处土质不良，建议采用挡土墙；其二仍采用土钉支护，但是将土钉中的钢筋变更为钢管，在管壁上钻孔注浆。鉴于仍处于阴雨天，基坑内运输不便，且做挡墙还要进行基础开挖，更会加剧边坡滑塌，甚至危及施工人员安全，于是采用第二种方案。具体实施如下：

1、用反铲挖掘机的挖斗将滑塌处土方进行处理，能拍实的进行拍实，不能拍实的进行小心挖除，处理顺序从下到上，先轻后重，同时在下滑移处下部进行堆土反压。

2、迅速采购直径大于100mm，长度大于3米的松原木，前端削尖，用挖掘机配合人工进行压入施工。压入倾角15～25度，压入深度使松原木穿过土方滑移面，间距1米，分层错开，从两侧向中间，从下向上进行压入。（可视为变形的简易土钉）

3、在坡脚反压土堆处开挖排水沟，防止坡脚被浸泡；坡面及坡顶到围墙处用雨布覆盖，防止被雨水浸入，造成自重增大，土体更加松散，从而开裂下滑；围墙内侧与小区道路间的裂缝及水泥浆封堵，防止雨水进入，浸润土体。

4、组织两台钻机，从两侧同时向中间钻孔，从上而下施工。由于土质松散且含水量大，帮采用边钻孔边放入钻孔的钢管，当天钻孔放管的土钉当天注浆完毕，且适当加大注浆压力和注浆量（土的孔率大）。

5、在前期处理及土钉施工期间派专人对此处边坡各部位进行检查和巡查，确保施工安全。

6、整个处理及施工仅用三天时间。

7、此部位处理完毕后，在一年半的打桩施工、基础施工及地下室主体施工期内边坡无任何位移，用较小的成本保证了基坑施工安全。

六、结语

综上所述，在现代高层建筑基坑工程中，采用了土丁支护体系，成功解决了基坑边坡的强度及稳定性问题，保证了施工的安全。土钉墙施工周期短，与挖土（或其他施工）同时进行，很少占用独立工期。土钉支护都分层分块施工，充分发挥土体的空间支护作用，并在开挖后几个小时内封闭，使边坡位移和变形及时得到约束限制。

参考文献：

[1]《建筑基坑支护技术规程》