太原市市政综合楼工程基坑土钉支护方案

张 庆

（太原市市政工程总公司，山西 太原 030002）

1 工程概况

1.1 建筑工程概况

太原市市政综合楼工程，位于太原市西矿街，楼座东西长67.05m，南北宽为15.6m，楼座地下1层，地上12层。楼座北面为与综合楼地下一层连通的地下车库。本工程结构形式为框架-剪力墙结构。基底面积1 508.37m2，总建筑面积12 700m2，其中，地上建筑面积为10 549m2，地下建筑面积为2 150m2。

1.2 基坑工程概况

1.2.1 基坑概况

地下室基坑长约70.6m，宽约17.8m，基坑开挖较深，大面积开挖深度为6.5m，自然地面绝对标高为834.000m。

1.2.2 周边环境

本工程的东西两侧对基坑的影响较大；基坑东侧为一软化水车间，距基坑开挖上口线约50 cm，基坑西侧围墙距轴线约1.5～3.2之间。

1.2.3 维护结构设计要求

（1）本工程拟采用单一的土钉墙维护结构。基坑上部采用单一土钉墙，基坑边坡按1∶0.35放坡，共设置两排土钉，土钉长6～9m，间距800mm，可有效地防止基坑的隆起和滑移。

此种结构形式基坑边壁按一定比例放坡，可有效减少土压力，增加土体的自稳时间，具有较好的稳定性和整体性。

1.2.4 施工要求

（1）人工配合机械开挖，按设计坡度进行放坡开挖。

（2）土钉设置。根据土层情况的不同，在土钉的设置上考虑采用两种方案：一是采用螺纹25的钢筋作为土钉直接进行边坡支护；另一种采用锚管式土钉，钢管为MG48×2.5，管头部封闭，管身设置注浆孔。土钉下倾角10°、15°，竖向间距1m，水平间距800。注浆采用纯水泥浆，注浆压力保持在0.5～0.7MPa，水泥浆水灰比为0.5。

（3）混凝土面层。钢筋网Φ6@200双向，骨架钢筋为Φ12横向连接；采用C20喷射混凝土，混凝土面层厚100mm，配合比为水泥∶石子∶砂=1∶2∶2（重量比），石子粒径5～10mm。

（4）应按有关规范（规程）施工，确保维护安全。施工时可根据地层土质情况，在确保结构安全前提下调整设计。

1.3 工期与质量要求

基坑土钉维护工程施工计划工期5天，工程质量应确保维护工程结构可靠，基坑边线与底标高应符合设计要求和规范规定，预留工作面应满足土建工程施工需要。

2 水文地质条件

2.1 地质条件

综合楼工程无周边建筑。本工程基坑开挖最大深度6.5m，根据场地岩土工程条件，综合基坑周边环境，安全等级确定为Ⅱ级。根据地质勘测，地基土现依层序分述如下：

第①层：人工填土。根据岩性组成的不同可分为两层，杂填土和素填土。第②层：粉质黏土夹砾砂。粉质黏土与砾砂互层，局部夹有卵石。第③层：粉质黏土。本层由南向北含沙量逐渐增大。

2.2 地下水状况

经勘察查明，地下水类型为潜水，以大气降水入渗补给及侧向径流补给为主，勘察期间实测稳定水位埋深在现地面下7.20～8.20m。

本综合楼地下水在干湿交替条件下对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性；在常去浸水条件下对混凝土及钢筋均具有微腐蚀性。

3 施工准备

根据工程计划安排，确保在规定时间内完成下列各项施工准备工作，以便顺利开工。

（1）组织准备：①成立项目经理部，建立项目管理机构；②选择技术骨干，组织劳务队及时进场。

（2）技术准备：①根据施工图、地质报告、合同，在开工前完成施工组织设计的编制工作；②认真进行图纸会审，与业主履行必要的围护平面图的审核手续，项目总工组织技术人员、施工人员进行技术交底；③进行必要的材料试验。

（3）现场准备：①平整作业场地和临设场地，接通电源、水源。②排水系统设置：基坑东西两侧支护范围内的地表应加以修整，构筑排水土沟。③设置测量控制点，测定支护边线与桩位。控制点不受施工影响。④摸清施工障碍物，尤其要摸清地下施工障碍物，以便采取措施，防止发生施工事故。

（4）物资准备：①落实并组织施工机具进场；②组织货源，按施工进度要求及时进料。

4 施工顺序

本工程应按以下顺序组织施工：①按平面图放线；②开挖土钉作业面；③支模，喷射C25混凝土；④设置土钉；⑤铺设钢筋网；⑥设置排水系统。

5 土钉施工

5.1 土方开挖

（1）开挖顺序：工作面开挖应遵循下列原则：①分层分段开挖；②先开挖工作面。

（2）分层开挖：①土方开挖应与设置土钉相协调，按设计规定的分层开挖深度和设置土钉的施工顺序分段进行。②为确保工程质量，上层作业面的土钉与混凝土面层未完成不得进行下一层深度的基坑开挖，最后一层土钉完工并初凝至质量验收合格后方可进行开挖。土方开挖到基底标高时，报请监理、甲方等单位进行钎探、验槽等程序后进行垫层施工，尽量减少基底土体的暴露时间。③修坡边：采取手段开挖，严禁边坡超挖或松动边壁土体。基坑边壁利用铲锹人工切削修坡，保证边壁平整并符合设计规定的坡度。④边坡土体暴露时间不得超过规定时限。

5.2 施工排水

为方便施工，保证基坑安全，应采用临时排水措施排除地表水和基坑作业面积水。排水措施包括地表排水、支护内部排水，以及基坑排水。

（1）地表排水：在基坑外边设置排水土沟，使雨水往基坑外流入排水沟内排走。

（2）支护内部排水：在支护面层背部应插入长度为40～60 cm，直径不小于4cm的排水管，以便将喷射混凝土面层后的积水排走。

（3）基坑排水：在土钉工作面内设置临时排水土沟和集水坑，排水沟要离开边壁0.5～1.0m，截面不应过大，坑内有积水时应及时抽出。

5.3 土钉设置

锚管土钉应按以下方法施工：

（1）孔位定位：土钉施工前，先了解地下管线的分布情况，以便在土钉施工过程中避开管线。

（2）锚管制作：①锚管按设计长度下料后，锚入端应做成锥形，并将缝隙焊死，防止锚进土层时泥水进入锚管。②锚管注浆孔按双向每隔0.6m设施，锚管离基坑边壁2.5m内不设注浆孔，注浆孔直径为5～10mm。所有注浆孔面积总和不宜超过锚管口径面积的30%。③在注浆孔处宜用钢板焊上倒刺，规格80mm×35 mm，防止钢管锚入时泥土堵住注浆孔。

（3）锚入锚管：使用手持式冲击锤将锚管嵌入土体，施工时应控制其定位和倾角误差在设计要求和规范规定的允许范围内。锚管置入后应立即注浆并及时封闭，防止水土流失妨碍土体失稳。

（4）锚管头部的焊接：锚管土钉设置后，应将锚管头部、衬垫、联系钢筋、钢筋网片也能够电焊相互焊牢，并及时喷射混凝土面层。

5.4 喷射混凝土面层

（1）网片制作：按设计要求制作钢筋网片。网片采用帮扎制作，网格允许偏差为±10mm。制作网片时，相邻两网筋街头应错开0.2m以上。

（2）网片铺设：网片应牢固地固定在边壁上，不应出现晃动。网片铺设时每边绑扎的搭接长度应不小于20 cm。

（3）混凝土原料应符合质量要求：水泥：混凝土面层应使用设计要求的水泥，一般使用32.5级普通硅酸盐水泥。砂料：使用中粗砂。水：使用饮用的自来水，不得使用污水或pH值小于4的酸性水。

（4）应严格按照混凝土配比：严格按1∶2.0∶2.0（水泥∶砂∶碎石重量比）配比制作混凝土。

（5）机具设置：为确保面层混凝土的铺设质量，按以下要求选择专用机具设备：①混凝土喷射机。②空压机：风量12m3/min。③输料管：有良好的耐磨性能。④供水设备：保证喷头处的水压力达到1.20MPa。在喷射混凝土前，应对上述机具设备及风、水、电路进行检查并进行试运转。

（6）喷射厚度应符合设计要求。

（7）喷射混凝土的其他要求参照《喷射混凝土技术规程》（YBJ 226—91）。

5.5 注浆

（1）可采用低压（0.5～0.7MPa）方法注浆填孔。压力注浆时，为防止孔口漏浆，应在孔口处设置止浆塞，注满后立即封堵孔口。

（2）注浆的浆体经搅拌均匀后立即使用。开始注浆前、中途停顿或作业完毕后，必须用水冲洗管路。

6 土钉施工的配合要求

为加快施工进度，尽最大可能缩短支护工程工期，确保支护结构稳定，支护工程施工应满足以下配合要求：

（1）工作面开挖：①土方开挖应与设置土钉相协调，按设计的土钉标高逐层开挖，每层超挖应小于0.3m，土质较差时应采用分段跳挖，分段长度以6～10m为宜。②土钉工作面宽度：根据锚管锚入作业面的要求而定。③围护体一侧开挖面坡度应严格按剖面图设计的角度施工。④为确保工程质量，上层作业面的土钉与混凝土面层未完成不得进行下一层的土方开挖。

（2）土建施工单位认为必须在坑底做排水沟时，排水沟与基坑边壁的距离不得小于0.5m，排水沟不宜过深，不得将满铺的垫层断开，妨碍垫层对维护体的支挡作用。

7 结束语

根据施工现场的具体情况确定合理的施工方案对工程至关重要。本方案从工程实际出发，提出了在容易塌方滑坡的地方对基坑进行支护，并采取了土钉支护的方案，降低了工程造价，防止了塌方的危险，保证了基坑工程的顺利进展。