深基坑施工中土钉支护施工技术的应用分析

徐邱欢

【摘 要】 土钉支护作为深基坑支护的重要施工技术，在工程施工项目中被越广泛运用，并取得了明显的经济效益。土钉支护以其经济适用、安全可靠的特点优势，在现代高层建筑深基坑施工中被广泛的运用，但在施工中或多或少仍然存在着一些亟待解决的问题，所以必须根据具体的施工特点对其加以控制，才能保证工程施工的顺利展开。文章就针对这一问题展开探讨。

【关键词】 深基坑施工；土钉支护技术；应用

引言：

随着经济的发展，城市建设规模不断扩大，为妥善解决用地紧张问题，城市建设越来越朝着高层化发展，高楼大厦在城市建筑中的比例逐年增加。高层建筑施工离不开深基坑施工，现代城市建筑越发的密集，为尽可能减少深基坑施工对周围建筑产生的影响，有效保障施工安全和周边建筑安全，必须做好深基坑支护工程。

一、深基坑施工的基本概述

基坑是建筑施工的基础。在现代生活中，由于土地资源紧张，或地形特殊等因素的影响，在进行建筑地下空间施工时，为保障施工安全，需要设立大范围的开挖围护体系，这就是深基坑支护。要使深基坑支护充分发挥作用，必须保障深基坑支护的设计与设置是科学合理的。为了达到以上要求，需要具体要做到以下几点：一是深基坑支护设计要使支护结构在保障房屋建筑具有足够的强度、稳定性和抗变形性的基础上，给予地面以下设施和周边建筑应用的安全防护。二是深基坑支护结构设计首先要保障安全，务必要保障其可靠性，要综合考虑施工现场、地质条件、施工设备、环境保护等多方面的因素。三是深基坑支护在满足各项技术要求的基础上，在保障施工安全的前提下要尽可能缩短施工周期。当前，基于各种客观原因，我国房屋建筑深基坑支护施工中还存在很多问题，影响着支护质量，所以必须要加强对其的研究与分析。

二、土钉支护施工技术概述

1、工作原理

土钉支护技术则是在土体内采用人工成孔，成孔后放置一定长度和分布均匀的钢筋形成土钉与土共同作用，增强土体自身的强度。因此土钉墙是通过以钢筋增强边坡土体自身强度和稳定性为基础的复合土体。不仅提高了土体的本身强度，还增强了土体抗拉、抗剪强度的性能，通过土体与钢筋的相互作用、土体自身结构强度得到充分发挥，防止了边坡变形和破坏，显著提高了边坡的整体稳定性。更重要的是因为钢筋与土体的作用，土钉墙受荷载过程中不会发生边坡的突发性塌滑，土钉墙不仅加强了塑性变形，而且具有明显的渐进性变形，因而不会发生整体性塌滑。

2、技术特点

土钉墙是通过人工钻孔、然后人工插入钢筋、再注入砂浆来设置的，也可以直接用粗钢筋形成土钉。土钉墙施工一般与土方开挖同时进行，边开挖边支护，不占用施工场地。因而对现场狭小、保证相邻建筑物的安全有着显著的优越性；土钉墙施工成本相对于其他支护结构偏低；施工无噪音、振动比较小，不影响居民的居住和环境；土钉本本身采用的是钢筋，故土钉墙结构稳定性好，对临建的影响不大。

3、适用条件

土钉支护施工技术主要适用于地下水位粘性土或进行人工降水后的可塑硬塑性粘土、膠结粉土、砂土、砂砾填土等；若土钉支护施工技术与其他施工技艺相结合，也可适用于杂填土、松散砂土、软塑土等要注意的是支护深度应低于18m。

三、深基坑施工中土钉支护施工工艺及技术探究

进行土钉支护施工前，应先做好施工操作平台、组织施工机械设备有序进场，送检原材料质量定位监测点，做好施工安全技术交底工作完成施工准备后，方可正式开展施工。

1、原材料和施工机具

土钉钢筋使用前应先拉直、涂油、除锈；水泥一般选用普通硅酸盐水泥；砂石一般采用含泥量小于5%的中粗砂。土钉成孔机具根据设计要求选用的有效机具；水泥注浆选用挤压式灰浆泵；以空压机为风动输送动力。

2、土钉墙边坡支护的施工工艺

土钉墙的施工流程为：人工测定孔位→人工成孔→安设土钉→注入砂浆→安装钢筋网片→喷射面层混凝土。

2.1测定孔位：按图纸要求确定孔位并做好标记，孔位误差不大于规范要求5cm。

2.2成孔：成孔采用人工洛阳铲成孔。严格控制成孔的位置和角度偏差。成孔倾角偏差小于3度。

2.3土钉主筋一般设置一个拉杆定位支架。人工成孔后将土钉下入孔内，下入前人工清除孔内虚土。成孔时必须严格控制成孔的质量。

2.4注浆采用水泥砂浆注浆，重力式注浆，所用原材料均按设图纸要求必须拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。注浆采用常压注浆。注浆前必须将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆开始或中途停止超过30min时，必须用清水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。注浆时，注浆管应插至距孔底200mm-300mm处。采用常压注浆，直至锚孔孔口溢出浆液，方可停止注浆。注浆结束后，应观察浆液的回落情况，应及时补浆。浆体强度每50m3留一组试块，每组试块3个。

2.5土钉钢筋制作及安装。按设计要求下料、焊接，加工船型定位筋，每根设置一组定位筋，要求焊缝饱满、无废渣，防止变形。安装时要保证土钉钢筋位于土钉孔中心，土钉主筋外露12±2cm。

2.6土钉墙施工时先按设计要求修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志，然后喷射第一层混凝土，钻孔安设土钉、注浆，安设连接件，绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土。喷射混凝土作业应符合下列规定：喷射作业必须分段进行，同一分段内喷射顺序应从下往上，一次喷射厚度大于40mm。喷射混凝土时，喷头使用工作性能良好的的喷头，喷头与受喷面应保持垂直，距离为0.6-1.0m。喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护，养护时间根据施工时的气温确定，宜为3-7小时。

四、深基坑施工土钉支护的施工质量控制

1、原材料控制及施工工艺控制

采购的各种原材料（水泥，砂石，混凝土外加剂，钢筋等）的质量要求以及各种材料性能的测定，均应以现行的国家标准为依据。土钉孔眼的位置必须按照设计要求布置。作土钉用的钢筋，使用前须先涂油除锈矫直，安装位置为孔中心，钢筋插入孔内深度不得小于设计要求的90%，安装后不能敲打、碰撞钢筋。灌浆多用纯水泥浆。面层钢筋网片应牢牢定在边坡壁上并符合规定的保护层厚度的要求，喷射混凝土应自上而下，垂直面层射流喷射。

2、绑扎档土墙钢筋网与复喷混凝土

绑扎档土墙钢筋网要严格按照国家相关规定，完成绑扎后才能进行加强筋的焊接从而让钢筋网片、加强筋、土钉结合成一体，同时要利用边坡中钢筋将钢筋网片加固，控制好钢筋网片与土体坡面间的钢筋保护层厚度。完成档土墙钢筋网绑扎后再进行混凝土复喷。先对钢筋网片后面进行混凝土喷填，确定喷填密实后对钢筋表面喷射混凝土，为确保土体与档土墙稳固连接可通过连接加强筋、土钉、分布筋的方法，或者借助承压垫板进行加固连接喷射。混凝土类型为复合硅酸盐水泥，含水率为5%-7%，混凝土喷射完成后要检核喷射质量，即要求混凝土表面平整且无干斑无流淌。

3、混凝土墙体养护

为提高深基坑的支护质量，进行混凝土喷射时在混凝土中增加4%-6%的早强剂，待表面层混凝土终凝完成，在13小时内对其首次洒水养护，且养护次数每天至少3次，确保养护时间超过14天。

4、施工质量检核

4.1强度检验取标准养护后的注浆所用水泥砂浆测定，取4组每组注浆强度均高于12MPa；取4组喷射的混凝土脸验测定其强度均高于10MPa，共3天养护期。

4.2喷射混凝土厚度检核。一般采用凿孔法检核喷射混凝土的厚度、每隔100㎡取一组检查数量，且每组取5点，经测定每组平均厚度均大于设计厚度，混凝土最小厚度也大于设计厚度的85%，符合要求。

4.3土钉抗拔力检核。在每一土层选3根非工程土钉进行抗拔试验，它们的孔径、注浆材料等都与施工过程中处理完全相同，待注浆体强度高于7MPa后，检核土钉的抗拔力满足相关施工要求，且抗拔力和变形的一般加荷可到设计抗拔力的1.3倍。

5、基坑支护监测

安全性是深基坑支护工程的最基本也是最核心的要素。在深基坑支护施工过程中，要切实做好安全监测工作。通过建立全面的监测体系，施工队伍能够充分掌握支护施工全过程的发展变化，及时调整施工步骤。结构的完整性、强度、变形及位移情况等是监测工作的重点，通常情况下，从基坑开挖之日起，定期对施工现场进行全面监测，监测周期一般为2至3天。如果发现问题，要立即予以解决，同时提高监测频率，需要的情况下要监测频率调整为每天一次，以保证基坑施工始终处于控制之中。

五、结束语

随着城市化建设不断加快，城市建筑迅速增加，深基坑施工也不断增多。城市设施的逐步完善，地下管线愈发复杂，这无疑给深基坑施工增加了一定难度。因此，在进行工程施工前应先对施工区域进行全面仔细的施工勘察，并制定健全的施工方案，做好相关的施工应急预防措施，唯有如此，方可确保深基坑土钉支护施工能安全進行，从而保证建筑工程项目的施工安全与施工质量。

参考文献：

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[2]刘萍.复杂环境下卵石和基岩地基的深基坑支护设计与施工[J].工程技术研究，2013（10）：215-218

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