建筑工程深基坑支护技术应用研究

摘要：深基坑开挖是建筑工程经常出现的土建工程，其关键技术在于深基坑的支护，本文针对深基坑的支护方式作了介绍，并重点介绍了土钉墙深基坑支护技术的原理、特点和适用范围，详细阐述了其施工工艺流程，最后结合工程实践介绍了深基坑土钉墙技术的应用。

关键词： 建筑工程； 基坑支护； 土钉墙

中图分类号： TU198 文献标识码： A

1. 深基坑支护与土钉墙基坑支护技术

1.1基坑支护概述

建筑工程中，深基坑开挖后需要对其侧壁进行加固，以防止其片帮崩落，即不利于基坑本身的稳定，也不利于下一步的施工开展。支护、加固是增强深基坑结构安全和周边建筑安 全的主要手段。在现场施工设计中，结合施工地点的水文、地质、开挖深度、基坑结构、排水条件、周边载荷等众多因素，再根据经济技术要求，设计出相应的支护方式。

基坑支护技术近年发展较为迅速，其成熟的支护技术有以下六种方式：①钢板桩支护法；②钻孔灌注桩发；③土钉墙法；④水泥墙加钢筋法；⑤锚联网法；⑥外部拉铆法。

1.2土钉墙深基坑支护技术

土钉墙法是在锚杆支护技术的基础上发展出来的，它规避了锚杆只有锚固部分受力，而其他段只是传递力的局限，土钉墙能够使整个钢筋处于受力状态，在基坑开挖中用来维护基坑结构的良好支护方式，是一种全新的挡土结构。

土钉墙结构是在深基坑墙体上用锚杆钻机打孔，再将土钉置入孔内，最后通过注浆锚固土钉，土钉从头部到底部始终与孔内周围土体紧密连接，最后在土钉外部安装外部结构，并喷射混凝土面板。土钉整个与基坑周边土体充分铰接，通过粘结摩擦力与周边形成复合体。土钉即使受到工程扰动，可以通过喷射的混凝土版面加以约束土体，保障深基坑周边土体的稳定性。土钉墙广泛适用于边坡高度不大于12m的深基坑。

2.土钉墙基坑支护技术施工工艺

2.1开挖修坡和初喷混凝土

土方应分层分段开挖，每层开挖深度一般为1 m~2 m，每段长度可取10 m~20 m。初喷混凝土应分段分片依次进行，同一段内喷射顺序应自下而上，段片之间，层与层之间做成45°角的斜面，以保证混凝土前后搭接牢固，并凝结成整体。

2.2成孔

土钉放置于土体内，首先需要风动锚杆钻机打孔，打孔直径在42mm左右，具体视土钉直径计算。施工中为保证深基坑的整体完整性，不可使用水钻降温，且在刚进入土体的表层时，应保证钻机的稳固性，防治大面积破坏土体表层，造成局部片帮。

2.3安土钉、注浆、安连接件

1)安土钉。土钉钢筋采用螺纹钢，置入孔中前，应先设置定位支架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距为2 m~3 m，支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动，支架材料为金属或塑料件。

2)注浆。土钉钢筋置入孔中后，可采用压力注浆，压力注浆采用二次注浆法：一次注浆导管应先插至距孔底250 mm~500 mm处，并在孔口设置止浆塞和排气孔，以低压(0.4 MPa~0.6 MPa)注浆；二次注浆管采用20花管，应先固定在土钉钢筋上与土钉钢筋同时置入孔中，待一次注浆完间歇24 h后进行二次注浆，压力控制在0.5 MPa~2.0 MPa。

3)安连接件。土钉钢筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网连接时，其相互之间应可靠焊牢。当采用钢管杆体时，钢管通过锁定筋与加强筋焊接。

2.4编制钢筋网和复喷混凝土

为保证基坑表体的稳定性，在基坑垂直表体上铺上一层金属网，金属网必须全部覆盖表体，金属网的固定采用干喷混凝土，混凝土的厚度不得低于25mm，在边坡线附近的混凝土注意坍落度的问题。钢筋金属网要求采用焊接而成，对于混凝土保护层较厚的情况，金属网可以采用绑扎方式。最后在初喷混凝土上进行二次复喷混凝土。

3.土钉墙支护实例

3.1工程地质条件

某工程需要开挖深度自然地坪下9m的深基坑，其基坑开挖的土层物理力学指标见表1。

表1 土层物理力学性质指标表

3.2支护结构方案选型

现场勘查的结果表明，基坑附近存在一些低层民用建筑，侧壁安全防护要求为二级，在工程不具备放坡开挖的现实背景下，对比比水泥挡土墙、土钉墙及复合土钉支护方案的优缺点。结合经济性和安全性，支护结构对于距建筑物较近部位采用复合土钉墙支护，其余部位要用土钉墙支护方案。

3.3土钉方案计算

按照各层土的设计参数，主动土压力按朗肯土压力理论计算，地面堆载按q=20 kPa考虑。

1)单根土钉抗拉承载力验算。按《建筑基坑支护技术规程》要求，单根土钉抗拉承载力应按1.250Tjk≤ Tjk验算。单根土钉受拉载荷折减系数取0.7562。经验算，各开挖层按前述方案施工时土体的整体稳定性安全系数在1.55~2.86之间，均满足规范要求。土钉设计计算结果如表2所示。

表2土钉计算结果

由于基坑东北部、西部南北两侧建筑物距基坑较近，为了限制基坑开挖时边坡位移量，在这些部位采用复合土钉墙，即增加施工超前微型桩。并且该部位的土钉根据需要可改为38的锚管支护。超前微型桩间距0.8 m~1.0 m，施工自地表下2 m~10 m，直径100 mm~150 mm，钢管采用38底部花管。

4.结束语

在现场施工设计中，结合施工地点的水文、地质、开挖深度、基坑结构、排水条件、周边载荷等众多因素，再根据经济技术要求，设计出相应的支护方式。此外还要做好深基坑土钉墙施工工艺的管理工作，保证每一步骤都符合质量要求，做好质量控制。做好基坑支护的源头设计和施工管理目工作，对减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑施工必将起到积极的推动作用。

参考文献：

[1] 曾宪明. 土钉支护设计与施工手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2000.

[2] 陈圆圆，曾复生. 西安某基坑土钉墙支护设计[J]. 山西建筑，2008，34(7)：130-131.

作者简介：李利平，男，广东省深圳市人，1991年毕业于湖南省邵阳工业专科学校工业与民用建筑专业，工程师，主要建筑工程、市政工程施工监理工作。