浅议复合土钉墙技术在杂填土层基坑支护中的应用

2016-04-09李德鉴长安大学建筑工程学院

四川水泥 2016年6期

关键词：细砂土钉基坑

李德鉴（长安大学建筑工程学院）

李德鉴
（长安大学建筑工程学院）

在社会经济的不断发展下，建筑行业得到了迅速的蓬勃。尤其是高层建筑，更是在城市建筑中得到了迅速的发展。而复合土钉墙因自身的独特优势，也在高层基坑支护中得到了广泛应用。

复合土钉墙技术;杂填土层;基坑支护;应用

1.前言

当前，城市化进行不断加速，地下工程也逐渐增多，很多深基坑工程也得到了不断的发展。尤其是复合土钉墙技术，更是在杂填土层的基坑支护中得到了广泛的应用，并转变了传统的支护形式，大大提高了施工效益，并降低了施工难度，使得建筑工程的整体造价得到了有效的控制。

2.工程概况

该工程为某高层项目工程，施工产地的土质主要由粉土、细砂、杂填土、含卵砾中细砂构成。其中，杂填土的厚度达到6.2-8m，呈杂色，较为湿润饱和且松散；而粉土的厚度在3m左右，呈褐黄色，为流塑状态，较饱和并夹有细砂层；含卵砾中细砂的厚度为3.23m，呈黄褐色，较为饱和且松散，该土层的分布相对不连续；而粉土的平均厚度到 13m，呈褐黄色，较为饱和且可塑，夹有一定的粉细砂及中粗砂透镜体，部分还有粘土层，为中等压缩性。该施工地点的地下水埋深为1.2-2.3m，20m 以上是潜水，20-50m 是微承压水，而含水层土质主要为中细砂与粉土。

3.复合土钉墙技术概述

复合土钉墙支护主要是将土钉及其支护形式，与其他的施工方式进行联合运用的一种形式，这种施工方式不仅能够保证支护体系的安全性，而且能够满足某些特殊的施工需要，包括控制开挖面自立性、阻止基坑地面隆起、防止边坡土渗水、防止基坑上部变形等。最为常见的复合土钉支护，一般有三种，即土钉及预应力锚杆、土钉及微型钢管桩、土钉及搅拌桩三种。

复合土钉墙施工技术所占用的工程量较小，且工程的开挖量、混凝土用量也较小，所以经济效益较可观[1]。同时，土钉制造与成孔工艺并不复杂，施工较为灵活，受到环境的干扰与较小，较适合于人口密集高层建筑或生活住宅区中。同时，土钉支护在经降排水处理后的杂填土、粘性土及非松散砂土边坡中较为适用。由于该结构将土体作为土钉支护结构的一个部分，使得土体自身的强度得到了大大的发挥，并减少了对于地面的扰动，具有较强的稳定性。

4.复合土钉墙技术在杂填土层基坑支护的应用分析

4.1 施工工艺流程

该工程经过分析后，决定采用复合土钉墙技术进行施工。在施工过程中需要遵循一定的工艺流程，在地下室开挖时，首先要进行水泥土的搅拌桩施工，并在分层开挖后进行分层支护施工。在开挖过程中，进行土钉挂网喷混凝土的打入，并对开挖面加以土钉网喷联合支护，将混凝土尽快喷上，以封闭开挖面达到防脱水及喷层的目的[2]。在封闭土层表面的同时，还要确保土层能够结成硬壳，运用挂网加强喷层强度，来防止喷层与土层的脱离。

4.2 水泥土搅拌桩与土钉墙的施工分析

结合工程地质的勘测资料，将水泥土的搅拌桩桩长设置为9m，直径为700mm，搭接为200mm。而土钉墙施工则需要遵循相应的施工流程

（1）在土钉墙施工中，首先要结合设计图纸，对基坑的开挖边线进行放线，并使用白灰与木桩来进行开挖线的标记。之后，才可进行土方的分层开挖。该工程应分三次开挖，并在开挖的同时进行支护施工。在支护施工中同样以分层形式进行，且土方的开挖要与支护施工进行密切的配合，在第一层的土钉注浆后，进行下一层的边坡开挖。并注意，开挖过程中铲头不能撞击钉头与网壁。

（2）在修坡中，要对坡面进行平整，保证喷射混凝土的质量。在这一环节的施工完成后，并进行土钉的制作及成孔。在土钉制作过程中，应该结合设计方案进行，在钢管的四周开直径为8mm的注浆小孔，并将小孔设置为螺旋状，孔间距设置为50mm。与此同时，钢管口部一米的范围不应该设注浆孔，并将钢管的末端进行封闭。在结合设计图纸，运用空压机来带动冲击器吧土钉分段焊接并打入土内。

（3）在上述两个施工环节完成后，变要进行钢筋网的编制。首先，要将 6.5的钢筋进行拉直，在结合设计间距来绑扎钢筋网片。在土钉成孔之后，其端部要使用16的螺纹联系筋与井字加强筋在钢筋网上进行焊接，确保钢筋网片与土钉连成一个整体。钢筋网的编扎接长度及搭接接头的错开长度应符合设计规范，若不能满足设计规范还要使用电焊进行牢固焊接。

（4）第四个步骤便是进行混凝土喷射。在第一次的喷射中，其厚度应该≥100mm，且石子的粒径要控制在 5-10mm范围，最大粒径应＜12mm，并使用专门的喷射混凝土速凝剂加入其中。喷射混凝土在每一环节的施工搭接前，首先要将搭接处的泥土杂质加以清除，以保证喷射混凝土质量，且不存在渗漏水现象。

（5）在面层的混凝土达一定强度后，要进行注浆。在土钉注浆中，首先要将注浆管插到土钉的底部，确保注浆能够从土钉底部开始，在注浆的同时，拔注浆管，在进行口部压力的灌浆[3]。而混凝浆应该结合设计需要进行拌制，在利用细筛网进行过滤后，要进行挤压泵注浆。在土钉注浆中，需要将注浆的压力控制在0.6MPa范围，并将单管注浆量控制于80L范围。为了预防土钉端出现渗水现象，还要在喷射混凝土前，土钉成孔后，把土钉周围用混凝袋或粘土进行填塞捣实，在进行注浆，以免土钉头出现渗水现象。

4.3 施工质量检查

（1）工程质量验收。在施工过程中，要对每一原材料进行质量的检查，确保材料质量符合施工要求后才能够投入使用。同时，还要对锚杆及土钉所使用的水泥浆、喷射混合料、拌合均匀度加以检查。在质量检查中，还要运用人工观测的形式，来对锚喷支护的外观进行检查，确保锚喷支护不存在漏喷、空鼓、裂缝、锚杆顶外露现象。同时，在喷射一点面积的混凝土混合料后，还要对其进行抗压强度的实验。在面层强度的检验中，一般运用回弹仪加以检测，而喷射混凝土的厚度可使用凿孔法加以检查，确保全部孔厚度的平均值都在设计厚度范围内。

（2）施工观测。在施工完成后，还要进行施工观测，并对支护结构的顶部位移及沉降、支护结构变形加以监控分析。变形观测点要环绕基坑进行布置，且各点的间距应小于等于30m，且要注意，基坑最大的水平位移不可超过50mm，边坡的总沉降值不可大于35mm。