谈基坑土钉墙施工质量的提升

张 季 珍

(太原建工集团有限公司，山西 太原 030027)



谈基坑土钉墙施工质量的提升

张 季 珍

(太原建工集团有限公司，山西 太原 030027)

以太原市某住房项目为例，通过对其质量现状的调查，分析了该项目基坑土钉墙支护中存在的质量问题，并从土方开挖与修坡、土钉安置与注浆、挂网与喷射混凝土等方面，提出了有效的应对施工技术，保证了工程施工的质量与安全。

基坑，土钉墙，土方开挖

1 工程概况

太原市某地块棚户区改造安置住房项目位于府东街东延以南，建筑物包括三栋住宅楼以及地下车库，地下车库为地下1层～2层，主楼地下室为地下2层～3层，地上30层，总计建筑面积约8.4万m2。

基坑北侧为施工生活区的宿舍区，地下车库外墙边线距其8.16 m～14.33 m，该处设有施工道路，用地红线外为市政道路。基坑东侧用地红线外为2层～6层砖混建筑，该建筑紧邻用地红线，采用天然地基条形基础，基础埋深1.0 m，基底标高811.60 m，拟建地下车库外墙边线距用地红线为5.05 m～20.33 m。基坑南侧用地红线外为6层砖混建筑，采用天然地基条形基础，基础埋深1.0 m，基底标高约811.20 m，拟建地下车库外墙边线距该建筑为15.26 m。基坑西侧用地红线外为红沟路，拟建地下车库外墙边线距用地红线为7.03 m。本项目用地红线内无重要管线。

基坑周边地面进行整平，当现状地面标高低于整平标高时，保持现状，不垫土填平人为增加基坑深度，整平后地面标高为813.00 m～817.00 m，槽底标高为807.00 m～807.40 m，基坑深度为5.7 m～9.7 m。场地东北高、西南低，水位位于基底标高以上0.4 m处。影响基坑开挖及降水的地层为：杂填土、湿陷性粉土、粉质粘土。

根据工程实际情况现场基坑支护采用土钉墙支护、桩锚支护、悬臂桩支护、天然放坡挂网喷护等形式。基坑北侧、西北侧采用土钉墙支护，2015年9月～11月主要进行了土钉墙支护，保证1号楼、地库能顺利进行±0.000以下工程的施工。土钉矩形布置，横向间距1.5 m,竖向间距1.1 m～1.8 m，共5步土钉；土钉孔径为100 mm，俯角15°，钢筋为120，L=12 m,钢筋网间距为@6.5@200 mm×200 mm，加强筋216横向通长连接；注浆采用P.O42.5水泥，水胶比为0.5，注浆体强度不小于20 MPa;喷射混凝土面层厚度为100 mm，强度等级为C20。根据JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程的有关规定，基坑为二级，基坑支护及降水设计使用年限为12个月。

2 工程质量现状调查分析与应对措施

我项目部施工前对多个基坑采用土钉墙支护的工程情况进行大量的走访、调查，并对收集的数据进行整理、统计，归纳质量缺陷为：平整度差、变形大、坡度大、裂缝等几个方面，然后把这几方面按照关联图从人、机、料、法、环等方面进行原因分析，共分析出11条末端因素，再对每一条末端因素进行深入浅出的分析、论证，根据实际情况采取相应的有针对性的措施，以提高施工过程中的有效控制，促进质量的稳步提升。具体情况如下：

1)施工人员培训不足。由于对施工人员培训、教育不足，往往引起工人对基坑土钉墙支护施工的认知不足、不重视，操作马虎，甚至有种盲目感。因而建立制度、培训人员成为重中之重。培训前从规章制度和专业知识两方面对全体操作人员进行考核，虽然均合格，但优良率偏低。经过项目部进行严密细致的讲解与指导，互相研讨，待培训后经第二次考核，不仅大大提高了理论成绩的优良率，也提高了施工产品的合格率、优良率。项目部建立起严格的质量管理制度，包括样板引路制度、三检制度、生产考核奖罚制度等等。

2)混凝土喷射方案不完善。方案是施工的指导与依据，必须符合设计与验收规范要求，按照施工工艺要求和本工程现场实际情况、施工特点进行合理规划、安排各工序和资源配置，以利于综合应用，促进施工的顺利进行，为其提供保障。

3)土方开挖坡度不合理。由于城市用地紧张，施工专区相对较小，为扩大其利用率，往往放坡坡度太大，导致给基坑的安全性带来重大隐患。因而在施工中必须严格遵循设计及施工验收规范合理放坡，本项目按1∶0.3放坡，施工中派专业技术人员进行监控，边挖边进行复核。

4)修坡不平整。在土钉墙钻孔前对挖方后的填土壁进行修坡，人工配合机械及时修整，使其表面平整度不大于30 mm,否则会对后续的钢筋网绑扎和混凝土的成型造成一定的影响，同时由于混凝土厚薄不均匀产生的应力，不利于土钉墙的抵抗能力。

5)未核查基土质量。施工过程中人们往往重视基底土质而忽视坑壁土质，对于杂填土等疏松土质，会对土钉墙的作用效力大幅度的减弱，因而在土方的开挖时派专人及时检查坑壁的土体质量。

6)未清干净松动土质。土钉施工前对于松动土质及时清理，可在修坡时边修边复查，清理到位，减小放坡坡度。

7)土钉锚杆注浆不足。土钉与土体之间的抗拉拔力是靠注浆来实现的，采用二次注浆的方法，来控制其饱满度，时间间隔宜为5 h～8 h，孔口封堵严密，防止浆液外泄。

8)加强筋结点焊接差。充分发挥土钉墙的组合效应，必须强化土钉与钢筋网的连接强度，加强筋采用216通长筋布置，与土钉头焊接后，再用216×40 mm短钢筋对节点进行加固，焊接牢固。经认真操作与加强监督检查管理，可以达到质量标准。

9)钢筋网片保护层小。墙体钢筋网片绑扎完成后，加设提前预制好的50 mm厚的混凝土垫块，每平方米不少于2个，发现缺少的问题时能够立即整改。

10)土钉接槎喷射混凝土厚薄不一。混凝土喷射前，清理干净接槎部位的土、杂质、松动混凝土等，在喷射时以前一步混凝土面为基准面，以土钉头为控制点，顺延喷射，以不显接槎为好。认真控制。

11)降水不及时。土钉墙施工前先据勘察、设计资料确认地下水位，对于地下水影响范围内的土钉墙支护，可采用超前锚杆支护与降水相配合的方法解决，由于本工程水位较低，采用降水方法即可满足。即先降水再挖土，最后支护。

3 施工技术措施

3.1 施工准备

1)技术人员在施工前据边坡土钉墙与建筑、主体结构等相关专业图纸核对建筑物位置、基础图及基底标高、集水坑以及电梯井局部标高加以确认，确定开挖线等尺寸，确定无误后方可施工。

2)基坑下边线距地下室外墙施工操作面的距离按1.50 m考虑，以确保基坑开挖范围能满足地下室施工的要求。

3)施工时塔吊均设在基坑内，不能让其荷载构成对基坑壁的安全影响。基坑北侧、西北侧坡顶预留施工道路。坡顶线2.5 m范围内严禁堆加任何荷载，基坑周边施工车辆严禁进入坡顶线4.0 m范围内，以确保基坑的安全。

3.2 土方开挖与修坡

土方开挖时，按土钉墙设计文件1∶0.3放坡，土方开挖步距结合土钉步距分层分为三步，第一、二步均为3 m,剩余部分为第三步开挖。每层土方开挖深度为土钉位置以下0.30 m左右，严禁超挖，边开挖边支护，每层土开挖至设计深度后在土钉墙强度达到设计强度的70%后方可进行下层土方的开挖。土方开挖时应注意保护已施工完毕的支护结构。土方应分段开挖，分段长度不大于25 m，分段之间暂留土墩体长度不小于10 m。修坡力求达到平整、坡度一致，表面平整度不大于30 mm。

3.3 成孔

在修坡后，技术员按设计要求标定出土钉孔位并做出标记。机械成孔，孔位的允许偏差为100 mm，钻孔倾角的允许偏差为3°，杆体长度不应小于设计长度，土钉孔深度允许偏差应为±50 mm；成孔过程中如遇有障碍物需调整孔位时，不得影响土钉墙支护安全。

钻孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。

3.4 土钉安置与注浆

1)成孔后应及时安设土钉杆体并进行注浆，土钉杆每1.5 m间距处设置一个定位支架，以保证其在孔中处于居中位置。土钉钢筋保护层厚度不宜小于20 mm。

2)注浆前应用空压机将孔内残留的虚土清除干净。土钉采用二次注浆，利用重力注浆或低压力注浆。注浆时由孔底开始注入，注浆导管底端应先插入距孔底200 mm处，在注浆同时将导管匀速缓慢地拔出，导管的出浆口应始终处在孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部溢出。在浆液从孔口溢出后停止注浆，时间间隔5 h～8 h，进行二次注浆，孔口封堵严密，防止浆液外泄。水泥浆应拌合均匀，一次拌合的水泥浆应在初凝前使用完毕。开始注浆前、中途停顿或作业完毕后须用水冲洗干净管路。

3.5 挂网与喷射混凝土

1)土钉墙采用@6.5@200 mm×200 mm钢筋网，钢筋网间的搭接长度应不小于300 mm，土钉在横向上设置216钢筋作为通长加强连接筋，并确保与面层配筋有效连接。

2)混凝土面层厚度不小于100 mm。喷射混凝土面层时细骨料宜选用中粗砂，含泥量应小于3%，粗骨料宜选用粒径不大于20 mm的级配碎石，喷面混凝土水泥与砂石的重量比宜取1∶4，砂率宜取50%，水胶比宜取0.4；钢筋网设50 mm厚的混凝土垫块，每平方米不少于2个。混凝土强度等级为C20，喷射混凝土时，喷头与受喷面尽量保持垂直，与水平线夹角不大于15°，距离宜为1 m～2 m，喷射混凝土12 h后，应喷水养护，据气温条件连续喷水养护3 d～7 d。

3)坡顶护顶宽度不小于2.0 m，每隔2.0 m打入地下116钢筋用于挂网。坡顶与坡面一致采用挂网喷射混凝土保护。

3.6 降水施工措施

1)地下降水工程原设计采用盲沟排水，由于盲沟排水施工较为繁琐，施工动土面积大，给后续施工带来很大麻烦，故提出管井降水方案，经设计同意后进行施工，水位降至坑底以下0.5 m，整体水位降深约0.9 m，电梯井水位降深约2.5 m。降水采用无砂管井，井管为直径400 mm，反滤层采用5 mm～10 mm碎石，厚度不小于100 mm，井深1.5 m，电梯井外侧降水井井深3 m。降水井平面总体呈矩形布置，间距纵横向每8 m设置一个。施工时结合建筑结构平面图避让开基础梁，合理调整管井的位置，将井布置在方便封井的部位。

2)基坑降水宜根据地下水位、基坑开挖深度分级进行，以控制降水量和降水时间。降水终止时间根据抗浮设计要求及基坑回填情况确定。降水期间应有备用电源，以防因停电导致基坑浸水。降水应自始至终进行信息化施工，以确保降水效果。

3.7 其他措施

1)合理布置场地内外的排水设施，确保排水设备完好。场区内的施工道路进行钢筋混凝土硬化处理，避免场地周围的雨水通过基坑壁进入基坑。

2)基坑边坡顶砌筑240 mm宽、高度不小于300 mm的挡水墙，然后用水泥砂浆抹面，护顶以外地面采用混凝土进行硬化，确保坡顶排水顺畅，不至于外部水流入基坑内。

3)基坑开挖后应及时支护，土建施工有序组织，尽快施工及时回填，以减少坑壁土体暴露时间。

4 基坑的检查、监测情况

1)在基坑土钉墙支护施工时应严格执行JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程中的相关规定，认真施工，严格把关，加强信息系统化管理，在基坑开挖过程中派专人做好全天候检查、巡视工作，责任到人，一经发现裂缝、基坑异常(支护结构破坏、墙后土体裂缝、沉陷，周边地面裂缝、沉陷，基坑周边地表水异常及基坑周边堆载及超载现象；邻近建筑的变形及开裂情况；坑内水位异常变化)等情况必须即时上报与处置。

2)基坑监测严格按照GB 50497—2009建筑基坑工程监测技术规范有关规定进行，编制详细的监测方案，经布点监测，坡顶水平及沉降监测、周边环境沉降观测等均符合设计及施工验收规范规定。

5 结语

深基坑土钉墙支护是建设工程中最常用的一种地下支护技术，它虽然适用范围较广，技术相对成熟、可靠，可操作性强，造价相对较低，但在生产实践中，更要强调其合理性、适用性，根据工程的基础形式、埋深、现场地形、地质、地下水等特点，不断进行优化，作出最符合本项目的施工方案，细化技术措施，加强施工过程控制，以便在最低成本内，更充分、有效地提高其施工质量。

[1] JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].

Discussion on the construction quality improvement of foundation soil-retaining wall

Zhang Jizhen

(TaiyuanConstructionIndustryGroupCo.,Ltd,Taiyuan030027,China)

Taking Taiyuan residential house project as an example, through surveying its quality status, the paper analyzes the quality problems existing in the foundation soil-retaining wall support, and puts forward effective construction technology countermeasures from aspects of earthwork excavation and slope maintenance, soil-nailing settling and grouting, net-hanging and spraying concrete, so as to guarantee the engineering construction quality and safety.

foundation, soil-retaining wall, earthwork excavation

1009-6825(2016)05-0096-03

2015-12-03

张季珍(1978- )，男，工程师

TU463

A