土钉墙支护技术在深基坑工程中的应用

2011-12-31卢德强

中国新技术新产品 2011年18期

关键词：土钉成孔土方

卢德强

（广西建柳工程咨询有限公司，广西柳州545001）

近年来,在我地区广泛应用土钉墙支护做深基坑支护,采用土钉墙支护具有工期短,结构轻型，造价低,施工操作方便等优点，它从地面分层成孔、插筋、注浆支护，使土钉与土体形成复合体，提高了边坡的稳定性和承载能力，有效防止边坡突然坍方。

1 、工程概况

某沿街商住楼工程，场区地形基本平坦，拟建商住楼地上22层、地下2层地下室,深基坑开挖深约7.8m，基坑占地面积约12980㎡。在本工作区支护范围内的地基土基本状况如下：

(1)杂填土：杂色,湿,含碎石、碎砖等建筑垃圾,结构松散、厚度0.50mm；(2)耕土：以粘性土为主,深褐、褐灰色,很湿,软塑,高压缩性，厚度约 3.0mm；(3)粉质粘土：灰褐、灰色,湿,软塑状态,高压缩性,含少许有机质,厚度约4.50mm；(4)粉质粘土：灰褐、灰色,饱和,稍密,呈透镜体形式分布在该层中，5.40mm；

本工作区水文地质条件简单，地下水为第四系空隙水,地下水埋深在场地内约-8.00~-9.00mm左右。结合在本地区深基坑工程实践成功经验,该工程决定采用土钉墙结合局部放坡开挖的围护方案。

2.土钉墙支护设计

2.1 土钉孔

本工程主要采用人工洛阳铲成孔，土钉孔径为Φ100mm，水平夹角为俯角15度，孔内注浆体强度等级M20。

2.2 土钉

土钉采用全长压力注浆，土钉主体采用Φ18～20螺纹钢筋（Ⅱ级钢筋），竖向间距为1.4m,水平间距1.5m,呈矩形布置。

2.3 注浆

土钉成孔并放入钢筋后，采用重力式常压向孔内压注水泥浆，水泥浆水灰比控制在0.45～0.5，采用普通32.5硅酸盐水泥。

3 、施工工艺

施工工艺流程:分层土方开挖→人工修坡→定位→土钉成孔→安放土钉→注浆→安设连接件→绑扎钢筋网片→焊接连接→喷射混凝土面层→养护→下层土方开挖。

⑴土方开挖：本工程土方开挖根据土钉墙要求分层分段开挖,第一层土方开挖过至首层土钉标高下0.5m以内，其余各层开挖深度原则上以各层土钉之间的竖向间距为1.2m左右，预留施工作业面宽度10m以上，以确保土钉成孔的工作面。

⑵人工修坡：在挖掘机施工基本完成斜坡面后，采用人工修坡对松散的或干燥的无粘性土进行铲除，修坡时专人进行测量，确保不吃槽，坡面不平整度不大于±2cm，修整后，保证坡面平整度；当遇到坡面有渗水现象时，需要在坡面上安装导流管，以便将渗水及时排走。

⑶定位成孔：成孔作业前，按设计位置测量和确定孔位,采用轻型土钉钻机按设计15度俯角快速成孔，成孔结束前用清水循环对孔中泥浆进行清洗和置换，使土钉孔径不小于Ф100，成孔深度及倾角符合设计要求。

①沿基坑竖向布置4排,竖向间距为1.4m,水平间距1.5m,锚杆倾角15°成孔,孔径110㎜,植入土钉后,灌入M20水泥砂浆形成锚固体。②土钉成孔施工孔距误差应小于100mm，孔径误差应小于5mm，孔深误差应小于50mm，成孔倾角偏差应小于土钉长度的5%。

⑷安放土钉：土钉组装前应进行除锈，本工程土钉均采用Ф20螺纹钢筋，在现场按设计长度截断或焊接,土钉每隔2m需焊接一组由Ф6.5钢筋制作而成的对中支架。

⑸注浆：采用重力式常压向孔内压注水泥浆,注浆压力控制在0.2-0.6Mpa之间，使浆液充满孔内并适度扩散到周围土体中为宜，注浆材料选用普硅32.5水泥，其水灰比配置成为0.4-0.5水泥净浆，加入2-3%左右的水玻璃，浆液应搅拌均匀，随拌随用。

⑹绑扎与焊接：采用Ф6.5钢筋按照200mm×200mm的方格网用铁丝绑扎，在Ф6.5网筋的上下层之间用点焊焊接牢固，网筋绑扎完成后即加焊Ф16加劲连接筋，加劲需压紧已绑扎好的网筋。

⑺喷射混凝土面层：本次支护采用9m3的空压机喷射装置系统用干浇工艺进行喷射,喷射砼面层厚80mm,砼强度C20,粗骨料最大粒径不宜大于12mm，喷射砼的配合比为水泥：砂：碎石 =1：2：2，水泥采用普硅 32.5 级水泥，掺入速凝剂比例控制在2-3%，按要求留置喷射混凝土试块。

4 、边坡变形监测

为保证边坡稳定和工程顺利进行，需对边坡进行变形监测。

（1）观测点的布置

观测点布置在边坡散水上沿基坑边坡距坡边800mm 处，每边布置观测点3～4个,在周围建筑物四角设水准观测点进行沉降观测。

（2）监测方法

在基坑开挖深度以一倍距离的边坡口垂直延长线上设基准点，打一个固定目标为后视方向，用带有刻度的钢卷尺放在观测点上，读取数值，作为一次观测,初始值要测2次，以保证无误。

（3）监测周期

在开挖过程中，每天观测一次,如发现较大或有突变时，应在上、下午各观测1次,混凝土垫层浇注完后视边坡上体变形情况适当延长观测周期,监测结果按监理要求及时上报。

（4）观测结果分析

对监测的成果，应及时进行定量分析，并根据变形趋势作出预报观测,在施工监测中，如果发现变形异常，应及时提交变形警报资料，为采取相应保护措施提供依据。

5 、土钉墙施工应急措施

⑴当土钉成孔遇到障碍物无法达到设计要求时，可采用下列处理措施：①尽量避开障碍物，然后适当调整土钉的布置；②增设预应力锚钉；③在其它位置上加长加密土钉；④在基坑外设置地锚加设背拉筋。

⑵在成孔过程中因遇地下水而出现缩颈、塌孔现象，可采用下列处理措施:①成孔后立即布下土钉并接着马上注浆；②对于已缩颈的土钉孔,为了保证孔径,应进行二次成孔,若二次成孔仍无法保证孔径，应考虑在相邻处补孔；③若原勘察报告与现场地层情况有较大出入，而缩径、塌孔现象严重且无法用人工洛阳铲成孔，应及时与设计人员协商,也可采用钢管花管作为土钉打入土体并随即灌注水泥浆，或采用锚杆机成孔；④当周边地下管线距基坑小于2m，管线埋置范围较大时，可采用加长加密土钉支护措施;当管线自身高度小于1.4m，可采用喷锚支护,但上下土钉应错开管沟位置。

⑶在基坑开挖过程中因土质较松散而发生局部土体不稳定时，可采用下列处理措施：①根据现场土质情况适量减小土方开挖深度；②可在土方开挖后立即喷射一层40mm厚的砂浆，然后再进行土钉施工；③若不稳定土体已塌落，视塌落土体大小用编织袋或草袋等物体装土填充密实后，挂钢筋网或进行压力注浆，再进行下一步工序施工；⑶在施工过程中,若边坡出水而影响坡体稳定时，可采用下列处理措施：①首先了解施工区周边地下管线是否有渗漏现象，若有,则及时切断水源并进行补漏和堵截；②通过在边坡上设置导流管将土体中水导出，在基槽内设置盲沟和集水井，然后再用水泵将水尽快抽出基槽；③加大边坡监测的频率，做好记录并及时上报。