复合土钉墙在深基坑工程中的应用

张建平

中化地质矿山总局河南地质局（450011）

复合土钉墙是近几年在土钉墙施工基础上发展的新型支护结构。根据建筑工程的施工条件，土钉墙可以与各种隔水帷幕、微型桩以及预应力锚杆部件进行结合，成为复合土钉墙。在复合土钉墙中的土钉、面层、复合结构以及土钉之间被加固的土体形成具有稳定性的原位土墙，可以对水压以及地面附加荷载进行控制，从而确保在深基坑支护过程中支护层面的稳定性。

1 复合土钉墙支护技术

复合土钉墙是利用土钉支护与各种单项支护结构进行结合形成的复合支护结构体系，主要是由土钉和预应力锚杆，加上微型桩和止水帷幕，或者使用喷射混凝土层和原位土体等形式组成的支护结构。复合土钉墙支护对土层情况的实际要求较低，可以直接使用砂土、黏土、碎石土等进行施工，甚至部分含有淤泥的土壤在地层中也同样能够使用。在经过一系列的加固或者加强措施后，可以克服坑底存在的软弱土层基坑支护问题。在复合土钉墙支护结构使用的过程中，基坑的挖掘深度主要与地层实际条件相关，在软土层中深基坑挖掘深度不能超过6 m，其他地层中如果是放坡挖掘，深度不能超过18 m[1]。

在深基坑工程施工阶段，可以根据施工现场情况灵活应用复合土钉墙技术，选择多种不同的组合模式。除此之外，复合土钉墙也能作为超前支护在深基坑工程中进行使用。复合土钉墙支护结构的能力较好，使用的范围相对较大。同时，复合土钉墙还兼顾支护和截水等多种不同的功能，也经常使用在深基坑支护中。复合土钉墙施工便捷性较强，在性能方面也具有明显的优势，而且安全可靠。

预应力锚杆和土钉组合能在较深并且无放坡的深基坑工程中使用，但是在含水量较大的软土中并不适用。当降水对基坑周围环境不造成影响并且是黏性土层的时候，可以不考虑外围止水设施的问题。土钉和锚杆组合的应用，能够很好地加强支护结构的稳定性和安全性，对于基坑变形也能有一定的控制效果，可更好地对基坑以及建筑物的安全稳定起到保障作用。

复合土钉墙中加入止水帷幕，可以选择搅拌法、高压喷射注浆和灌浆等多种方式。水泥搅拌桩作为超前支护的主要结构，对基坑侧壁的土体有着一定的加固作用，可以在地下水位较高的深基坑中使用。将土钉支护结构与水泥搅拌桩结构进行结合，桩身会加强土体的刚度，土体变形情况得到良好的改善。这样的组合方式也能够在一定程度上确保基坑挖掘深度。水泥搅拌桩在土体中嵌入较深，可以有效阻止基坑底部出现隆起或者管涌的问题。

在深基坑工程中较常使用的还有微型桩、钢管桩、木桩以及钻孔灌注桩等，这些技术的应用都在一定程度上对深基坑挖掘过程中土体的稳定性提供保障。在深基坑施工之前，在原位土体中打入微型桩，随后加上土钉和锚杆，预应力锚杆对土钉有着增强的作用，并且限制土钉在土层中位移的情况。

如果深基坑工程周围环境和水文地质情况较为复杂，并且深基坑较深，就必须严格控制深基坑变形，必要的时候使用全面支护的方式来保证深基坑施工的安全。在深基坑施工的过程中，土钉同时与多种支护技术相结合，从而形成复合支护结构，更好地对深基坑的稳定性提供保障[2]。

2 复合土钉墙在深基坑工程中的施工技术

2.1 钢管桩施工技术

在钢管桩施工的过程中，首先，要利用钻机将钢管桩打入孔内，再使用水泥进行固定。其次，完成钢管制作的全过程，确保钢管的长度，并在对称的位置上开2个孔洞，孔洞直径需要保持在20 mm，确保灌注浆能够很好地流出。最后，对钢管桩进行灌注施工。利用水下灌注的方法将水泥灌注到钢管内，顺序需要从孔底开始，一次向上灌注，灌注的时候需要保证灌注管的孔底保持在20 cm的距离。水泥的水灰比例也需要控制在0.45左右最为合适。在施工的过程中，水泥需要选择42.5标号，当水泥初次灌满之后，在初凝之前进行二次灌注，确保能够将钢管完全灌满。

2.2 土方挖掘施工技术

土方挖掘的过程需要与土钉墙施工紧密结合，确保挖出的护坡面与设计施工要求相吻合。具体的标准有以下几点：

在土方挖掘的过程中，施工需要与边坡支护施工同步开始，严格按照深基坑边线，使用机械设备，预留充足的土层，根据施工现场实际的要求进行人工修坡。同时，还需要保证坡面的平整，将施工误差控制在50 mm之内。在挖掘施工的过后中，边坡角度、平整度都需要符合设计和施工的基本要求。

根据土钉的距离分层进行挖掘，每一次挖掘都需要在排土钉向下500 mm左右的位置。在施工的过程中，监督管理人员需要关注施工的实际动向，准确把控边坡施工进度，确保边坡施工质量。根据深基坑工程实际的情况，发现数据信息与检测信息存在的误差，并及时调整误差。需要以施工现场情况为主，优化前期设计中的相关数值，从而保障施工整体质量。

当上层喷射混凝土达到一定的干燥程度，并且强度和刚度也符合工程标准，才能施工下层土钉。

在相对较深的基坑进行挖掘的时候，需要严格按照设计图纸进行施工，并且在挖掘的过程中做好防护措施，在确保承载力之后再进行后续的挖掘，严格禁止违规操作行为[3]。

2.3 初次喷射混凝土施工技术

初次喷射混凝土主要是为了保护护坡的钢筋网，加固第二土钉和第三土钉。在深基坑后续工程施工之前，还需要对锚杆施加一定强度的预应力。当钢筋网片位置出现偏离后，需要及时调整，并且使用锚杆张拉进行固定。在喷射混凝土面层时，可能会出现裂纹的现象，因此需要对施工进行严格的管理和控制。

调整挖掘完毕的边坡后面，隐蔽喷层厚度标志。

通过不断的时间对喷射混凝土进行配比，喷射混凝土的施工应当分层、分段、分片地展开。同一个区域内的施工，应当按照从上而下的顺序完成。喷射混凝土的时候，喷头需要与墙面垂直，距离控制在1 m左右，并且需要控制好喷射墙面的平整和整洁，避免在混凝土喷射完出现龟裂和流淌的问题。

在喷射混凝土的施工过程中，确保达到设计喷射厚度，待喷射涂面干透，再进行喷水养护环节。

2.4 钢筋网的敷设施工技术

在钢筋网的选择上，要保证与施工图纸相吻合，注意钢筋网与坡面之间不超过20 mm的间隙。在保证钢筋网和土钉之间的连接稳定，喷射的过程中钢筋网不会出现晃动的问题。同时，钢筋网在铺设的过程中，可以使用焊接或者绑扎的方式。钢筋网的误差要控制在20 mm以内，长度控制在300 mm以上，焊接长度要达到钢筋网直径的10倍以上。除此之外，钢筋网在铺设中，还需要进行加固，并且要按照设计要求进行施工，减少后续施工中问题的出现，保障深基坑施工质量。在对深基坑工程验收之前，确保钢筋网铺设的标准、连接的方式等。在检验过程中，进行最终的混凝土喷射施工，在这个阶段需要保证混凝土喷射厚度满足设计要求[4]。

3 结语

复合土钉墙施工对技术要求较高，在深基坑工程施工的过程中有着关键性的作用。通过对深基坑工程的模拟分析发现，复合土钉墙支护中有效地增加钻孔灌注桩，支护结构的变形情况将会不断减少，深基坑内侧壁位移的最大值在深基坑的中下部，而不是在顶部。钻孔灌注桩由于受到土钉拉力的作用，会增加反作用力来维持支护结构受力的均衡，从而确保支护结构的整体稳定。在深基坑工程中，土钉墙结构能够与各种不同技术形成支护体系。在今后城市化建设的过程中，复合土钉墙支护结构将会发挥出更大的优势。