建筑工程深基坑土钉墙施工工艺分析

杨新爱?王志勇

摘 要：作为一种原位加固土技术，土钉墙作用机理与桩、墙围护结构体系存在着明显的区别，它对土坡稳定的主要作用是注浆土钉通过置换和护渗，改变土体性质，实现土钉与土体间相互作用。本文主要对建筑工程深基坑支护施工中土钉墙技术的作用、应用与质量控制进行了分析与探究。

关键词：土钉墙；建筑工程；深基坑支护；作用

随着高层建筑和地下空间的利用和发展，我国的深基坑工程日益增多，无论是技术难度还是工程规模都越来越大。尤其是在地质条件较差或较复杂的地区，传统的基坑支扩方法已不能满足当前发展的需要。复合土钉支护技术中，土钉主动支护土体，并与土体共同作用，尽可能保持、利用、提高基坑边壁土体的原有强度，将传统支护方式中对支护结构形成荷载效应的扰动土体转化为支护结构的一部分，从而可以有效地应用于软土地区等特殊地质条件下的基坑支护，而且具有工艺简单、造价低、工期短等优点。 但是目前复合土钉支护技术无论在理论分析方法与设计理论还是在工程实践方面都还不够成熟与完善。

1 土钉墙支护深基坑的作用

土钉墙是在新奥法的基础上基于物理加固土体的机制，在上个世纪70年代从德国、法国及美国发展出来的支护方式。上个世纪80年代早期在矿山边坡支护中我国采用了这种方式，随后土钉墙支护法在基坑支护得到了大量应用。土钉墙的组成成分为被加固土、放置于原位土体内的细长金属杆件与在坡面附着着的混凝土面板，最终实现重力式支护结构。将一定长度及密度的土钉设置在土体内，通过土钉和土一起完成作业，进而将原位土的强度、刚度进行有效提升。这种支护技术主要应用于12米以下的基坑开挖深度，如地下水位在坑底以上时，必须根据实际施工要求，进行有效排水与截水施工。

1、应力传递与扩散作用

当荷载增大到一定程度后，边坡表面和内部裂缝己发展到一定宽度，此时坡脚应力最大。这时下层土钉伸入到滑裂域外稳定土体中的部分仍能提供较大的抗力，土钉通过其应力传递作用，将滑裂面内部应力传递到后部的稳定土体中，并分散在较大范围的土体内，降低应力集中程度。在相同的荷载作用下，经过检验：被土钉锁加固的土体在内部的应变水平比其他素土边坡土体内的应变水平要降低了很多，这种情况带来的优势就是对开裂区域的形成与发展产生了明显的阻碍效果。

2、箍束骨架作用

土钉与土共同作用，土钉自身的刚度和强度以及它在土体内的分布空间所决定的，它具有制约土体变形的作用，使得复合土体构成一个整体结构。

3、坡面变形的约束作用

在坡面上设置的与土钉连成一体的钢筋混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。面板提供的约束取决土钉表面与土的摩阻力，当复合土体开裂扩大并连成片时，只有开裂区域后面的稳定复合土体产生摩阻力。

4、分担作用

在复合土体内，土钉有较高的抗拉、抗剪强度和抗弯强度，当土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉分担作用更为明显。土钉内产生相应的弯剪、拉剪等复合应力，于是就会导致土钉体外裹浆体碎裂、钢筋屈服的结果。

2 土钉墙施工技术在建筑工程深基坑支护中的应用

随着我国建筑工程事业发展速度的不断提升，为确保建筑工程深基坑施工的质量，施工企业必须重视其施工工艺，规范施工流程，只有这样才能提高工程的整体质量，实现其经济效益。

1、钻设钉孔。选用土钉成孔的方式进行基坑支护作业，其成孔工具为洛阳钻机，将其孔径设置为80毫米，深度应确保其超过土钉长度100毫米，成孔倾角为15度。每钻进1米，并进行倾角地测量，避免偏向等情况的出现。

2、土钉安装。与本工程基坑土钉墙支护设计需求相结合，进行土钉的制作，确保其长度在设计长度以上。每隔1.5米进行一组土钉的设置，选用搭焊连接的方式进行土钉连接，焊缝高度控制在6毫米，把土钉在成孔作业后设置在孔内。

3、注浆。选用孔底注浆法进行土钉墙基坑支护注浆作业，其作业流程为在孔底插入注浆管，确保管口与孔底之间距离200毫米，注浆管应同时进行注浆与拔出作业，确保注浆管底能够在浆面以下，确保注浆过程中可以顺利从孔口流出，并将止浆阀设置在孔口，选用压力注浆的方式进行施工，确保水泥浆强度为M20，注浆压力控制在1到2Mpa之间。

4、挂钢筋网并与土钉尾部焊牢。选用钢筋网进行土钉墙面施工，将其间距定为200毫米，在坡面上通过人工的方式进行绑扎钢筋的作业；搭接坡面钢筋的长度需在300毫米左右，随后顺着土钉长度方向在土钉端部两侧进行短段钢筋的焊接作业，同时在面层内将相近土钉端部通长加强筋进行连接及焊牢。

5、安装泄水管。土钉墙基坑支护的泄水管制作应选用用PVC管作为主要材料，泄水管长度必须在450毫米以上，并在管附近进行钻孔作业，孔数应控制在5到8个，随后在管外侧进行尼龙网布的包裹作业。泄水孔纵横距离定为2米，布置形状为梅花型并确保安装的牢固性。

6、复喷表层混凝土至设计厚度。选用喷射混凝土方式进行土钉墙施工，其设计强度必须在C20左右，其厚度应控制在80毫米。第一，选用干拌方式，混合料搅拌时必须遵循相应的配合比进行施工，混凝土喷射施工过程中根据实际情况，可以将水泥重量为5%喷射砼速凝剂掺加到里面。在开挖土方、修坡施工后，及时完成土钉锚固作业，结束焊接钢筋网施工后，必须及时进行喷射混凝土作业。选用分层喷射的方式，由下到上的方式进行喷射混凝土作业。第一层喷射厚度应控制在4厘米到5厘米之间，确保其不出现掉浆现象后，进行第二层混凝土再喷射作业，直至其厚度符合设计规定。

3 土钉墙施工技术的质量控制

1、护筒中心和桩中心的偏差不能超过5cm，埋深不能低于1m，泥浆的比重最好控制在1.1～1.2，孔底沉渣的厚度不能超过15cm；钢筋笼安放位置准确，钢筋连接满足规范要求；水下浇筑混凝土施工需要连续作业，保证导管埋入混凝土内深度不小于2米，速度适宜，避免堵管或钢筋笼上浮，同时桩头超灌1米。灌注桩混凝土养护完成后，按照相关规范和设计要求进行质量检测，确保质量合格。

2、土层锚杆在开挖的深基坑墙面或者尚未开挖的基坑立壁土层钻孔，在达到要求的深度后再次扩大孔的端部，一般形成柱状。实施锚杆支护技术施工，主要将钢筋、钢索或者其它类型的抗拉材料放入孔内，然后灌注浆液材料，令其和土层结合成为抗拉力强的锚杆。这样的支护技术能够让支撑体系承受很大的拉力，有利于保护其结构稳定，防止出现变形，同时还具有节省材料、人力，加快施工进度。

3、在深基坑支护完成后的施工期间，无坑壁坍塌问题出现，通过仪器对周围建筑物进行监测，无明显的变形现象出现。混凝土灌注桩和锚杆支护能够保证该工程的顺利进行，并且保障周围的建筑物的安全，因此实施深基坑支护施工方案是可行的。

4 结束语

综上所述，建筑工程是关系到国民经济增长的重要工程，随着我国房地产事业发展速度的不断加快，其建设要求也不断提升，土钉墙施工技术作为建筑工程施工的重要技术之一，其施工工艺选择的科学性、合理性将直接关系着整个工程的质量，关系到人们的生命安全。只有确保其施工工艺的规范性，充分掌握其技术要点，才能有效提升其整体质量。

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