浅谈土钉墙基坑支护控制

刘超

摘要：由于土钉墙依赖于地层，所以一般只适用在地下水位不高、具有良好自立性的地层处。如果运用水位高的软土层则可能会因为自立性不足的原因，产生管涌、流砂等问题。而如果运用至冲积地层，又会由于冲积地层的构造（主要是粉质粘土），单单只运用土钉墙，无法满足基坑围护稳定、安全的需求。基于这样的原因，工程在开展时，有关工作人员需要对不同的基坑围护工程总结、实践，并在一系列的实践基础上总结出土钉墙施工的创新技术。

Abstract： Since the soil nail wall depends on the stratum， it is generally only suitable in the stratum with low water table and good self-reliance. If a soft soil layer with a high water level is used， problems such as piping and sand flow may occur due to insufficient independence. If it is applied to alluvial strata， it will not be able to meet the needs of stable and safe foundation pits due to the structure of alluvial strata （mainly silty clay）. For this reason， when the project is carried out， the relevant staff needs to summarize and practice different foundation pit enclosure projects， and sum up the innovative technology of soil nail wall construction based on a series of practices.

关键词：基坑;边坡;围护工程;土钉墙支护

Key words： foundation pit;slope;enclosure engineering;soil nail wall support

中图分类号：TU753                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）11-0160-03

0  引言

土钉墙是主动嵌固的边坡支护形式，能增加边坡的整体稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要应用于土质好的地区，目前我国有的工程已用于坑深10m以上的基坑，工期短施工简便且安全稳定效果较好，土质较好地区应积极推广应用。

现在工程中常用的复合型土钉墙支护，是将土钉墙+水泥土搅拌桩一起使用。原理：对边坡土体通过水泥土搅拌桩固定，这样操作的目的在于解决自立性不足，满足土体的隔水性，可以更好与喷射面层的土地相结合。为了更好解决土体加固、土钉抗拔的问题，采用水平压密注浆、二次压力灌浆来处理：解决管涌、渗流等问题，以搅拌桩所插入的深度来解决，形成具有具体作用的复合型土钉支护。所以该项技术合适运用各种土质，如淤泥质的、粘土类的。在各地层运用实践中，该技术都有运用成功的例子可寻。

1  工程概况

本项目位于沈阳市于洪区丁香湖版块，地处沈阳西北一环与二环之间，总建筑面积114440.12m2，包含8栋5层叠拼;10栋17层小高层;2栋高层;2栋商业网点;2栋地上配套用房。地下部分包含人防和非人防车库。结构形式为：叠拼、小高层、高层住宅楼为剪力墙结构，车库、商业网点和配套用房为框架结构。

由于基坑开挖深度约7.5m，本着既安全又经济的设计原则，根据规范要求，进行基坑支护。根据《岩土工程勘察报告》（详勘）提供的数据，本基坑采用土钉喷射砼法进行支护。

1.1 基坑支护方案设计

1.1.1 设计原理

把土钉设置于边坡土体上，其形成空间的排列骨架，提升原位土的稳定性及强度，之后形成总体的拮抗体系，一起和土体承受着边坡的荷载力，让变形起到约束的作用，让稳定性得到了极大提升。

1.1.2 土钉设计

本工程施工土钉使用机械制孔、插筋、注浆等工序来设置。土钉杆体的钢筋采用Ⅱ级Φ20钢筋，长度为6.0m、9.0m，孔体直径110mm，土钉墙面的坡度为1：0.2;土钉间距水平1.5m，纵向1.5m，角度为10度。梅花形状布置。

1.1.3 喷射砼面层设计

用Φ6.5的钢筋绑扎成@200方格网辅设，加强钢筋采用Φ10螺纹钢，同时与土钉钢筋点焊固定。砼面层水泥品种要求与注浆材料相同，砼强度为C20，砼配合比为水泥：砂子：碎石=1：2：2，面层厚度不小于50mm。

1.2 施工部署

①就近平整场地，搭设水泥平台，堆放水泥、砂子、石子。②在现场设配电箱，电力供应：动力380kW。③由建设单位解決施工现场水源，施工中注意节约用水。

1.3 施工流水段的划分

2）基坑周围应设置300mm×300mm的排水沟和水池，以便于及时排入渗漏和雨水。排水沟、集水坑采用砖砌，砂浆抹平，防止渗漏。坑内积水应及时抽取。

3.2 局部塌方处理

在不可预见的情况下，如出现塌方，要及时采取措施补救。

特别应注意的是：严禁大面积大深度开挖土方，开挖土方在砂层部位，要尽量安排白天作业，并及时观察坡体稳定状态的各种细微变化，及时发现塌方迹象。当出现塌方时，用水泥袋装土在塌方处通层叠实，在塌方部位用砂浆或粘土灌实，只有当滑坡上方的土壤不再处于悬浮状态，继续卸荷开裂，才能有效地防止滑坡的持续发展。

3.3 不稳定砂层、土层的固定

在开挖后，当遇砂层较深砂粒较大，含水率较低时，土体较易坍塌破坏，而坡脚的塌方有时扩展至坡顶或形成大面积滑坡，直接威胁施工安全，可采用竖向锚杆注浆固砂法。为保证短桩打入过程中边坡的稳定，竖向锚杆注浆固砂，在预留土台位置，横向每0.5m设锚杆一根，其深度进入坡脚0.8m～1m或分层分步依次施工。锚杆筋采用二级16～22筋，素水泥浆压注，以固定砂层的稳定。

若开挖后基坑砂层深度超过4m，则采用钢板桩支护。钢板桩采用机械或人工成孔，下放槽钢后，浇注C25砼。桩间距为1000mm。

在开挖后，遇有含水量大的土层、松散土层、砂层、杂填土等坍塌孔洞时，应采用钢管代替钢筋。钢管每300mm钻8-10mm泥浆孔。泥浆孔应错开120°菱形布置在钢管上，泥浆孔侧面焊接Φ16短钢筋，防止泥浆孔在管道钻进过程中被土壤颗粒堵塞，利用空压机带动冲击器将分段焊接的钢管按照设计角度打入土层中。

4  质量与安全保障措施

4.1 质量保障措施

在施工进场之前，组织有关人员开展学习相关内容，把设计的目的说明白，并且以质量第一为基础，执行质量的奖惩制度，由组织、施工两大方面，落实质量的有关标准：一是根据严格土钉墙基坑支护施工，对现有规范、设计文件需求开展施工处理，根据配合比需求浆液搅拌均匀之后，才可开展施工，同时在注浆时，需要一边注浆、一边搅拌。二是錨杆开孔的位置、孔径、倾角等，要符合表2所示需求。三是锚杆杆体制作，需要与设计、规范规定相符合;四是当锚杆成孔后，需要及时插入锚杆注浆并且防止出现塌孔的情况。同时在注浆时，要连续性均匀开展。发现有冒浆后，需要停止注浆并封堵冒浆口，等到浆稍凝固后，再进行补注的处理。五是注浆工程需要做好原始的记录，如果出现了严重冒浆或漏注点时，需要立刻补注处理。六是安排有关人员做好监督工作，每日的工作记录均要详细，对资料进行整理、分析。

4.2 安全保证技术措施

①施工前应对当地工程地质、水文地质、地下管道设施、附近的房屋基础等进行了解，根据有关施工方案的编制，拟定和相近建筑物、构筑物有关安全的技术措施。②施工现场的主要作业面、安全通道口、危险区域等设安全标识标牌、机械设备设置安全操作规程及技术参数牌。③槽边上2m内不可以放有机械用具，也不可以将材料、土等堆放，2m之外的土方高度，不能超出1.5m。边沿处还需要设置1.2m高涂刷红白漆的护身栏杆，在危险的地方放置好，在夜晚的时候，也需要设置红色的标志灯，工作人员不能停留在坑基表面休息。④脚手架作业面，需要有铺脚手板，作业面外侧设置好护身栏及挡脚板。⑤工程与社会道路或民房相临近时应搭设防护棚，确保人员安全。⑥所有进场工人必须进行三级安全教育，进入现场必须戴安全帽等安全防护用品。⑦严禁酒后作业。

5  文明施工与环保措施

5.1 文明施工措施

①建立平面图管理及文明施工责任制，划分责任区。②提高现场标准化、规范化、科学化管理水平，现场张挂安全、防火等标志牌。③现场材料堆放整齐，并分类标识。④操作人员作业地点和周围要保持清洁，做到活完脚下清。⑤现场保持清洁，砂浆、砼等材料不洒不漏、不剩，如有垃圾等应及时清理。⑥办公、宿舍等环境卫生工作设专人负责、每天清扫。⑦对施工人员进行文明施工教育、宣传。

5.2 环保措施

①在现场大门口设沉淀池，出场车辆必须冲洗避免泥土带出。②现场垃圾日集、日清，封闭存放，统一搬运。③现场设专人洒水、围挡、塔吊等设置喷淋系统防止扬尘。

5.3 降低成本措施

①加强材料管理，各种按计划发放，对所进材料按实收数。②按工程进度安排好各种材料的进场时间，减少二次搬运和翻仓工作。③钢筋集中下料，合理利用钢筋，节约钢材。

6  结束语

①根据不同的地址条件，选择合适的基坑支护法，这是一项根本原则。基坑支护的本质是止水、挡土，最大目的在于确保坑内的安全，不管是非重力挡土墙，或是重力式的均是这样，只是工艺用的不同。②分层压密注浆，可以解决砂垫层承载力不足的问题，在固结灌浆可以确保地基承载力，形成密实止水帷幕。③土钉墙确保了基坑边坡稳定性、强度，减少施工周期，让支护、挖土可同时开展。土钉支护、挖土可以发挥其支护的优越性及独特性，使边坡变形和位移及时得到约束限制。④土钉墙和分层压密注浆结合应用的新型复合型土钉支护的变形位移较小，保证了基坑边坡稳定性，是一种新型的基坑支护体系。⑤该支护体系造价低，应在其他中浅基坑支护中推广应用。

参考文献：

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