探析某深基坑围护工程土钉墙施工技术

廖汉杰

摘要：本文主要阐述了某基坑工程合理地根据周围环境条件科学的采取因地适宜的维护措施，避免了因周围环境条件限制而影响施工工期和多层住宅小区的正常使用。

关键词：施工环境；基坑工程；围护方案

前 言

某28层住宅楼，为剪力墙结构(1-3层局部为框架结构)，地上28层，地下1层，1-3层为商场，4-28层为住宅，总建筑面积近9万平方米，基础采用预应力管桩，设计基坑标高为-7.20m。

综合住宅楼地质勘测报告、施工图设计基坑开挖深度和周围环境条件，基坑具有以下特点：①基坑开挖深度较大，设计开挖深度达-7.20 m；②基坑开挖面积较大，南北长近70米，东西长近120米；③基坑开挖土质较差，上层±0.00m.至-3.00 m均为原厂房基础及设备基础；④施工周围环境条件复杂，场地西侧施工围墙紧邻多层住宅小区，小区钢筋砼化粪池、钢筋砼排水管道及临建紧邻施工围墙，南侧施工围墙外为厂区货场。

综合以上特点和与本工程相似工程的成功实践经验，该工程采用土钉墙支护。根据周围环境条件及地质条件采取一般支护、复合支护和加固支护方案。

1基坑维护体系的施工方案

1.1放坡要求

由于该工程具有基坑开挖较深和周围环境条件复杂的特点，根据工程实际情况采用两级防坡，边坡坡度为1：0.3。西坡因放坡尺寸不够，开挖接近垂直坡，第一级在挖至-3.30m时进行支护，待预应力管桩施工完毕后，根据工程实际情况留出2-3m宽平台，再进行第2次开挖和第2次支护。

1.2基坑东、北侧采用一般支护

基坑施工现场东侧距离建筑物较远，近30m，北侧距围墙10m，围墙外为15 m绿化带。由于基坑东侧、北侧近距离无建筑物，故采用土钉墙一般支护。土钉采用洛阳铲成孔，土钉成孔完成后及时放置主筋以防塌孔。土钉墙面层采用100 mm厚C20喷射混凝土，内配钢筋网ф6.5@200×200。

1.3基坑西侧采用复合支护

由于场地西侧施工围墙紧邻多层住宅小区，小区钢筋砼化粪池、钢筋砼排水管道及临建紧邻施工围墙，基坑边距围墙0.2-0.5 m，基坑开挖难度非常大。经与设计、施工单位协商采用在西侧围墙下，基坑边到围墙间加设Ф150 mm×9 m间距为0.9 m钢管桩加固，防止基坑开挖时，基坑外重物侧压力增大发生坍塌。基坑内采用土钉墙支护，土钉采用洛阳铲成孔，土钉成孔完成后及时放置主筋以防塌孔。土钉墙采用面层采用100 mm厚C20喷射混凝土，内配钢筋网ф6.5@200×200。(见图1)

注：钢管桩长9.0m，桩间距0.9m，桩径150mm。中央设置直径48mm的钢管(周身设8mm的小孔)，桩腔内填C20细石混凝土，并向钢管内压注水泥浆。

1.4基坑南侧采用加固支護

现场南侧施工围墙距开挖边线0.3-0.5 m，围墙外为厂区货场，故南侧施工安全保证要求很高。根据以上南侧现场实际条件，经与设计、施工单位对现场实际情况查勘和研究，决定采取以下措施：①通知厂方撤除围墙外堆积物资；②南侧开挖采用2级开挖，第一级为3米放坡1：0.3，基坑开挖与基坑支护紧密配合，做到边开挖边支护，防止因基坑开挖过多，基坑未能及时支护造成基坑坍塌；③南坡支护加设两排预应力锚杆，每排锚杆由E16槽钢横向连接在一起。(见图2)

图 2

2土钉墙维护施工及注意事项

2.1施工流程

(1)基坑开挖前工作。基坑西侧边坡放坡较小，钢管桩应在开挖前施工，防止在开挖中基坑西边化粪池、下水管及临建等设施挤压土体，造成边坡塌方。钢管桩实行垂直成孔，孔径150mm，中间为Ф48mm钢管一根，在钢管上沿长度方向每间隔0.5m布设一直径8mm的小孔，周圈梅花桩布设3排。在钢管外浇注C20混凝土，混凝土浇注后再向管中压注水泥浆，以保证钢管桩桩体密实。

(2)开挖工作面。土方开挖前要做好分层开挖的施工方案工作。因基坑过深，不能一次挖到底，考虑基坑安全，应分层多次开挖，每次开挖深度应在2.0-3.0m左右。

(3)喷射第一层混凝土在机械开挖出支护坡面后，要求人工及时修整边坡，尽可能缩短边坡暴露时间，并进行第一层喷射混凝土的施工工作。混凝土强度等级C20，配合比为水泥：砂：石=1：2：2.5；采用32.5级普通硅酸盐水泥；水灰比0.45；石子粒径5-15mm。第一层混凝土厚度控制在30-40mm，喷射混凝土终凝后及时喷水养护3天左右。

(4)安设土钉，包括钻孔、安装钢筋、注浆等工序。钻孔。钻孔前先进行土钉放线，确定钻孔的位置。布孔距允许偏差为+50mm。成孔采用冲击钻、洛阳铲等机械。成孔中应按操作规程钻进。钻孔偏斜度≤30%，孔深允许偏差为+50mm。终孔后，应及时安设土钉，以防塌方。安装钢筋。钢筋应严格按施工图纸制作，使用前应调直并除锈去污。土钉长6.0-9.0m，原则采用通长筋不接驳，如需接长时，采用绑条焊接长，每条焊缝不小于5d。土钉定位器按图施工，使土钉钢筋距孔体中间，以保证保护层厚度。土钉安装前进行隐蔽检查验收。安放时，应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉一起放入孔内，注浆管应插至距孔底250-500mm，为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管。

注浆。用M15的水泥砂浆，配合比为水泥：砂：水=1：1.9：0.46，水泥为32.5普通硅酸盐水泥，将钢筋钢管压浆锚杆控制在1.5Pa以内，由设计单位根据试验锚杆确定注浆技术质量要求。

(5)绑扎钢筋网。钢筋网为双向ф6@200×200，与土钉连接牢固，保证在喷射混凝土时钢筋不晃动。搭接长度为35d，采用梅花形绑扎。在钢筋网安装合格后，将加强筋2Ф14与锚杆、土钉焊牢。

(6)喷射第二层混凝土。喷射第二层混凝土操作基本上与喷射第一层混凝土一致。第二层混凝土厚度控制在50-60mm，同时应将所有钢筋网盖住，并保证钢筋保护层厚度。

(7)南坡在第二层混凝土喷射后，在混凝土还没有终凝前，应及时安装E16槽钢，槽钢与锚杆应安装结实，使槽钢与喷射混凝土后的坡面密实接触，槽钢与坡面间如有空隙，应添塞混凝土，保证槽钢与坡面全面接触，使槽钢均匀受力。

(8)养护。第二层混凝土喷射完毕终凝后，应及时喷水养护，日喷水≥3次，养护时间≥3天。

2.2应急措施

土钉墙围护是随着基坑开挖的进行而逐步实施的，因此土钉墙施工与挖土作业交叉进行，二者的配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期。基坑土方开挖应结合土钉墙施工，分层分段进行，每层开挖深度不大于3.0m，严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。

在基坑开挖过程中，如出现边坡水平位移超过警戒值，可采用加长、加密土钉或放慢挖土速度的方法处理。

3基坑变形监测

监测内容：基坑开挖过程中基坑周边土体的水平位移监测。预警值为基坑周边最大水平位移60mm或坑顶水平位移连续3d大于5mm；土钉墙顶土体、周围建筑物、道路及管线的沉降观测。在本工程中所有监测数据均小于预警值。

4结束语

本工程合理地根据周围环境条件科学的采取因地适宜的维护措施，避免了因周围环境条件限制而影响施工工期和多层住宅小区的正常使用。