土钉墙边坡支护施工技术在深基坑的应用

王永坚

十四冶建设集团云南房地产开发经营有限公司 云南 昆明 650000

【摘 要】在用于深基坑边坡的各种技术中，土钉墙支护技术的使用范围较广，也更为人所熟知。大致上讲，组成土钉墙技术的要素有三个，即土体、土钉群和面板。三者的相互作用可以更大程度地发挥支护作用，如土钉和土体可以承受压力和重量，从而维持开挖面的稳定性；与土钉设置在一起的钢筋网喷射砼面板则可以防止坡面开挖的变形，维护其正常状态。本文以某深基坑中的土钉墙应用为切入点，对土钉墙支护技术的特点

【关键词】建筑深基坑；土钉墙边坡；支护施工

前言

通常而言，土钉墙技术工艺具有流程简洁、低耗费的特点，因此，其在深基坑支护中已经得到了广泛应用。土钉墙支护，就是利用土钉、土体以及喷射混凝土面层共同作用而形成的复合土体的支护结构。土钉墙是建立在挡土墙基础上发展而来的，但是和过去的挡土墙相比较却具备诸多的优势，这些都是挡土墙所不能相比的，第一，在施工工艺方面，土钉墙比较简单；第二，土钉墙的应用范围非常广阔。综合上述观点，能够对土钉墙技术做出以下定义，土钉墙技术则是将土钉体按照一定的密度和长度发布设置子啊土体内，在土与土钉体的相互作用之下，大大提升了土墙整体的刚度，另外，这样的工艺对土体抗拉、抗剪强度不足的问题也能够得到有效的解决，提升边坡土体的稳定性，因此来形成对土体有效的支护。

1、工程概况

某建筑总面积113995.85㎡，建筑高97.65m，基坑长169.7m，宽93.2m，深8m。其地质分层为：杂填土层厚0.6m～1.7m；粉质粘土层厚22.3m～23.0m；圆砾层厚6.5m。

2、土钉墙支护特点及适用范围

2.1特点

土钉墙支护技术之所以能在深基坑支护等工程中大量使用，其原因就在于便利性。首先在施工效率方面，快而易行；在设备方面，便于携带且简单，从而减少占用空间；在质量方面，容易控制各种因素。此外，使用土钉墙支护技术能够有效节省施工经费，与其他支护方法相比能够降低10%-30%左右。并且在信息化时代，该项技术也更符合信息化施工的潮流。

2.2适用条件

土钉墙技术的运用也需要多种条件的支持，适用材料非常关键。通常情况下，在一些较硬的粘性土、粉土、砂土中都可以很好地使用土钉墙技术。而对于一些比较松散的砂土或者软土，该技术虽然也可使用，但需要与其他的施工方法相配合。

3、施工工艺流程

施工工艺的流程是比较关键的环节，应当引起重视。一般来说，该技术受土壤影响较大，因此需要在施工前对地址进行考察，从而确定开挖深度；前期准备后便可开挖土方，并对边坡进行修整；为了维持土体的稳定，需要进行初步的混凝土喷洒，然后钻设钉孔，从而完成土钉的安装；紧接着完成注浆的工序，待完成后挂上钢筋网，将其与土钉尾部焊接；最后需要安装泄水管，然后进行混凝土的第二次喷洒，直至标准厚度，再进行下层土方的挖掘工作。

4、主要施工工序

施工工序虽然并不复杂，但是一些主要步骤需要加强重视。如施工前应对操作平台设备和材料进行检查，明确检测点的位置，完成作业人员的安全交接等。

4.1土方开挖

1）在开挖前，需要确定土质的基本情况。一般来说，施工设计都要求分层、分段地开挖。因此，只有上层土钉的抗拉能力达到设计值的八成，才能进行下一层的开挖工作，并保持两层的施工时间在5d-7d以内。施工过程中要把握标准，避免出现超挖或者碰撞支护结构的情况。

2）在进行挖掘的施工过程中，可以采用分段挖掘的方法。这一方法受到土质和施工流程等因素的作用较大，需要注意开挖的每段长度，和时间等。在长度方面，第一层的每段应保持在15m内，第二层每段在8m内。挖掘过程中遇到淤泥层，使用跳槽挖掘法，开挖长度应低于6m。

3）在完成作业面的开挖后，应在最迅速的时间内使用土钉墙支护技术，加强对坡面的维护和巩固。当土钉墙施工完成后，不能疏忽施工垫层以及铺设底板的步骤。

4.2边壁平整

边坡的稳定程度很大程度上受到边壁影响，因此为了保证边坡的平稳，需要对边壁进行修整。可以使用一些小型的機械设备，修整结束后，也要注意标志混凝土的厚度。

4.3混凝土喷射

混凝土的喷射可以对边坡起到约束作用，避免其变形和溃散。喷射混凝土是一项拥有技术含量的工作，有一些问题值得注意。如应在0.6m～1.0m的距离呈垂直状喷射，喷射的厚度保持在40mm。喷射两小时后，应安排5d～7d的喷水养护时间。

4.4孔位布点、成孔

土钉的钻孔是一项比较重要的环节，应严格按照设计进行。首先，确定预先设计的孔位，根据打入土钉的角度设置操作平台。然后进行钻孔环节，此处需要使用螺旋钻机。然而由于土体的因素使得人工成孔不能正常进行时，便可使用钢管。在机械设备的作用下将钢管打入土层中，并于钢管钻出浆孔。孔与孔之间的距离为300mm，直径为8mm～10mm，呈梅花形布置。为了避免打管时的杂土堵塞出浆孔，焊接在孔边的钢筋应为倒刺状，这一做法还能增加其抗拔力。最后，在打孔结束后需要对孔深、孔距，角度等方面进行彻底检查。

4.5置钉

钻孔结束后需要开始设置定位架，顾名思义，定位架的作用就是起到稳固作用，但是为了保证后期工作的进行，支架的设置不能阻碍注浆浆液的流动。因此钢筋需要处于孔的中心，且支架沿钉长的间距保持在2m～3m，整个定位架要设置在直径18mm～32mm的Ⅱ级或Ⅲ级钢筋上

4.6注浆

注浆的材料和方法都对整个注浆过程有着很大影响。从注浆的材料来看，一般会选用水灰比为0.5的水泥浆，有时也可使用配比为1∶1～1∶2、水灰比为0.38～0.45的水泥砂浆。特殊情况下，加入一定的速凝剂可以起到更好的作用。从注浆的方法来看，应将注浆管深入到孔底250mm～500mm处，将止浆塞旋紧，采取边注浆边拔管的方式，直到注满或者排气管停止排气。

4.7铺设绑扎面层钢筋网

钢筋网的铺设主要起到稳固作用，其步骤一般是：先在沿土钉的长度方向焊上短段钢筋，再将短钢筋焊接在连接相邻土钉端的通长钢筋上。

4.8喷射混凝土面层

1）混凝土的喷射过程中，需要注意由下到上的顺序，角度保持垂直。有两种喷射情况：一是对钢筋喷射，先喷钢筋后方，再喷前方，可以有效地规避喷射空隙；二是对钢筋网进行喷射，第一次在铺设钢筋网前喷，第二次在铺设后喷，每次的喷射厚度应在40mm以上。喷射前，需要先喷水加以润湿；喷射时，需要使用速凝剂加快混凝土的凝结，避免松散。

2）喷射混凝土两小时后，喷水的时间宜为5d～7d，加以养护。

3）在基坑底部的0.2米下，可以插入最后一层的土钉墙支护，并在顶部设混凝土护顶，加以保护。

4.9排水设施的设置

1）为了避免水对土质带来的负面作用，排水设施的存在是非常有必要的。只有当积水顺利排出，才能避免土体出现松软湿滑等现象，才能保证土钉墙支护的稳定性。

2）设置排水措施的最好方法是使用排水沟和集水坑，比较合适的位置是基坑顶部以及坑内。排水系统与边壁的距离在0.5米到1米，保存的积水需要及时抽出，避免堆积。

5、质量检验

5.1试验及检验要求

1）在对注浆的强度进行检验时，要采用标注养护后的水泥浆以及水泥砂浆，最终的测量强度只有在12MPa以上才为合格。在对混凝土强度检验时，强度等级需要在C20之上。两种类型的检验在每批次中要保留3组检验材料，保证检验的合理性。

2）为了保证技术的稳定作用，混凝土的厚度也需要得到检验。通常情况下，凿孔法是一种行之有效的检验方法。检验样本应是每100m2为一组，每组包含3点。最后测量的结果应是平均厚度大于设计厚度，这样才为合格。

3）土钉的抗拔力关系底部的耐受力，只有符合标准抗拔力的土钉才能有更好的负荷力。在每一土层中，要留一定数量的非工程土钉进行试验，数量最少为三根。使用标准的施工方法，保持各项参数与施工中一致，再对这些非工程土钉进行试验，检测当注浆强度在6MPa以上时，土钉的抗拔力是否能达到要求。

5.2锚杆施工的质量控制

1）影响土钉墙质量的因素有很多，其中最关键的一项因素是土钉墙锚杆的质量。而影响土钉墙锚杆的成分主要有：1、材料。应用于制作锚杆的原材料发挥著一定的作用；2、锚体的直径、深度等各项规格；3、锚杆的设置方式；4、锚杆的各项处理技术；5、对锚杆的测试和检验等。

2）作为锚杆施工中的一道重要环节，灌浆的过程需要得到详细的记录，也需要充分的验收工作。在材料方面，用于灌浆的材料多为纯水泥浆，其中水与灰的比例保持在0.4～0.45左右。添加适当的木质素磺酸钙可以保持湿润，避免干枯。合格的水泥浆的塑性流动时间在22秒下，浇筑过程可在4分钟内完成，抗压强度应在25MPa以上。

3）养护也是一项必要的工作，注浆后也需要养护，并且只有保证强度在设计等级的80%以上才能继续进行张拉工艺。

4）在进行张拉前，需要检验千斤顶和锚的硬度。大部分情况下，决定张拉力的因素还是实际所需的有效张拉力。

6、施工监测

施工过程中，监测工作不可或缺，良好的监测能够有效避免施工过程中可能出现的失误。在土钉墙技术的监测任务中，应该有对基坑周围地表的监测，对支护整体的监测，对基坑底部的监测，甚至应该具备对铺设管线的监测。监测点的设置需要根据监测对象制定，需要最大程度反映监测对象的变化和状态，从而满足监控的要求。对于一些变化较大的地方，监测点应该相对密集，监测力度应该相应增大，物力和人力相结合，共同完成监测任务。

7、结语

在众多的深基坑支护方式中，土钉墙支护技术以其多种优势得以被广泛使用。与其他支护方式相比，土钉墙支护技术更方便易行，能适用于大部分施工中，范围广，操作性强。更重要的是，其独特的耐受力和负荷力才是施工过程中最为重要的，这一特性也使该技术有更好的发展空间。

参考文献：

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