建筑工程基坑土钉墙施工技术

孟伟

摘要：随着建筑业的快速发展，基坑深度的不断增加，施工风险也不断提升。施工中应采用有效的基坑支护技术，有利于避免安全事故的发生，确保工程项目的施工安全和质量。结合实际工程项目，主要介绍土钉墙支护施工技术案、施工遇到的问题及解决方案，希望能为后续类似工程提供一定的参考。

关键词：基坑；土钉墙；支护施工

0   引言

目前，在我国的各类工程建设项目中，可供选取的基坑支护结构形式较多。土钉墙支护施工技术又叫做原位土体加筋技术，其操作简单、施工快捷，能够适应各类软土地质的基坑，在不同建设条件下能发挥良好的支护效果，大大加强建筑基坑的稳固性，因而得到较为广泛的应用。其施工原理就是通过在边坡表层铺上一层钢筋网，然后喷射混凝土，凝结之后这些材料与土体结合在一起，从而起到加固土体的作用。作为一种边坡加固型的支撑防护方式，在不同的工程中，通过控制土钉密度，可以有效确保基坑边坡的牢固性，因而具有良好的应用和推广价值。

1   工程概况

1.1   工程基本情况

新建阳城县职业教育中心建设项目位于阳城县演礼新城核心区中央大道北侧、产业路南侧、东创路西侧，主要功能为中等职业教育学校和高技能人才实训基地。项目总占地面积 103118m2，总建筑面积 99315.7m2，包括工学一体区、图书馆、高技能人才实训基地、报告厅、餐厅、宿舍、风雨操场、看台、新兴产业实训中心、现代服务实训中心。

其中基坑支护包括该工程内所有楼栋及地下人防车库。依据新建阳城县职业教育中心建设项目基坑支护工程施工图纸要求，此次基坑支护采用素混凝土喷射和土钉墙型式。基坑深度为2～6m，安全等级为二级。建筑物类型为公共建筑。

1.2   工程地质及水文地质条件

1.2.1   工程地质条件

委托具备资质的勘察单位，采用多种仪器和勘测技术收集数据，并按照岩性特征、时代成因、力学性质，确定该工程勘察深度范围内地基土主要为杂填土、粉质黏土、砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩，其中砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩属于软岩，岩体较完整-极破碎。

1.2.2   水文地质条件

场地所处地貌单元为低山丘陵。拟建场地地形总体北高南低，勘探期间测得各勘探点地面标高介于706.13～

731.20m，最大高差25.07m。勘察深度范围内所有钻孔均未揭露场地地下水。

2   土钉墙施工方案

依据设计的新建阳城县职业教育中心建设项目基坑支护工程施工图纸可知，基坑深度2～6m。基坑支护采用土钉墙和素混凝土喷射的型式，基坑支护等级为二级。其中土钉墙支护主要采用以下两种设计方案：

2.1   支护II型

基坑深度在5.0～5.5m，坡比为1：0.75，坡顶标高为整平绝对标高719.3～725.8m。主要包括楼栋有工学一体、图书馆，新兴产业实训中心，报告厅。

土钉成孔直径110mm，主筋采用HRB400钢筋，倾角（10±2）?。土钉采用网格布置，共设置3道土钉，横向间距和竖向间距见图纸，局部间距可适当调整。面层采用80mm厚的C20混凝土，配合比为水泥：砂：碎石=1：2：2，Φ6.5钢筋网片间距为200mm×200mm。坡顶出宽为1.0m的翻边。面层伸入基坑底部以下30cm。

2.2   支护III型

基坑深度为5.85m，坡比为1：0.75，坡顶标高为整平绝对标高720～720.3m，支护建筑物为人防车库。

土钉成孔直径110mm，主筋采用HRB400钢筋，倾角（10±2）°。土钉采用网格布置，共设置4道土钉，横向间距和竖向间距见图纸，局部间距可适当调整。面层采用80mm厚的C20混凝土，配合比为水泥：砂：碎石=1：2：2，Φ6.5钢筋网片间距200mm×200mm。坡顶出宽为1.0m的翻边。面层伸入基坑底部以下30cm[1]。

实际施工时，由于地质条件、施工的复杂性，应采取动态化、信息化施工管理，土钉长度和间距需根据实际情况由技术人员做相应调整。

3   土钉墙施工工艺

3.1   土钉墙施工工序

修整边坡→测量放线→钻孔→放置杆体→配置水泥浆→注浆、补浆→挂网、上加强筋→喷射混凝土→质检验收。

3.2   施工要點

3.2.1   修整边坡

在机械设备对土方进行开挖后，应按照相关的设计要求对边坡进行修整，对边坡上的虚土以及表面的土体进行有效的保护。堆积基坑边坡的开挖，应严格按照设计施工要求，进行分布开挖，确保符合坡度设计要求。

3.2.2   测量放线

根据相关的设计方案，利用水准仪、全站仪等测量设备对土钉的具体位置进行有效的投放，土钉的投放距离应控制在20m之内，在两次测相邻定位桩的中间，进行挂线钻孔的定位。

3.2.3   钻孔

根据地勘报告需在细沙层进行成孔，锚钉成孔宜采用履带式液压潜孔钻。土钉在成孔之前，技术人员应按照相应的孔位序号进行标注，并在钻机进行成孔作业时做好有效记录，根据取出的土体了解钻进情况，有效防范事故发生。注意控制钻进过程中钻机移位，发现有较大偏差时需及时反馈调整，避免出现斜孔[2]。

3.2.4   放置杆体

钻孔完成并通过验收，垂直度、深度等都检验合格后，要尽快安放杆体。该工程杆体采用Φ20Ⅲ级热轧钢筋。放置前应先设置定位架，每个定位支架的距离应控制在2m左右。其放置的位置应与杆体方向对齐，杜绝出现杆体设置后再对其进行扭转调节的现象，保证钢筋处于钻孔的中心部位，以便提高土钉芯体与浆体的粘结强度。

3.2.5   搅拌水泥浆

根据现场施工进度和实际施工条件及要求，进行泥浆配合比设计。该工程水泥浆水灰比定为0.5。在现场进行水泥的搅拌，当水泥搅拌均匀后，放入浆液池中进行保存等待使用。

3.2.6   注浆

注浆时，利用软塑料管从孔底进行低压注浆，要求注浆管插到距孔底0.50m。为确保注浆充分饱满，每孔按设计注浆量注浆后，还需进行补浆。如若工期较为紧张，自然凝结时间较长，可根据实际需要添加早强剂，并控制好用量。

3.2.7   挂网、上加强筋

在土钉墙上所挂的钢筋网片，通常采用直径为6.5mm的额盘条焊接加工而成，其尺寸规格为200mm×200mm，最大误差应控制在10mm之内。在进行钢筋搭接过程中，可采用焊接或机械绑扎的方式进行。钢筋的搭接长度应保持300mm以上。锚杆钢筋与网片的连接，通常采用直径为14mm的横向钢筋进行焊接[3]。

3.2.8   喷射混凝土

本工程项目所采用的混凝土等级为C20，混凝土的喷射厚度约为80mm左右。在进行工程喷射混凝土施工前，需要特别注意钢筋片的固定和保护层厚度的要求。保护层厚度过薄会导致混凝土结构容易受到外部环境的损伤，而过厚则会影响混凝土结构的强度。喷射混凝土施工现场如图1所示。

在工程喷射混凝土施工后，还需要对其进行喷水养护，喷水养护的时间一般为3～7h，以确保混凝土结构能够充分吸收水分，从而增加其强度和耐久性。

3.2.9   质检

各环节施工完后都必须进行自检和验收，严格按照喷锚施工质量标准（参见表1）进行质检，经监理师现场查验，各施工环节达到质量标准，验收程序完成，签字并形成记录，且养护结束后，才能开始下一层的土方开挖[4]。

4   土钉墙施工遇到的问题及解决方案

4.1   缩径、塌孔

受地下水的影响，可能出现缩径、塌孔质量问题，为有效防范此类现象出现，成孔后要马上安装土钉同时进行注浆；如果锚孔出现缩径问题，要采取二次成孔或者补孔的措施；如果時光现场的地质情况和勘察报告的差异较大，现场的缩径、塌孔问题比较严重，不能采用洛阳铲成孔，要与设计人员进行及时沟通，可考虑利用钢管代替土钉。

4.2   基坑坍塌

在进行基坑开挖时，土质的不稳定性可能会导致坍塌的发生，特别是当砂卵石层较厚时更容易出现这种情况。为了解决这个问题，可以采取以下几种措施：

首先，可以根据土质情况减少土方开挖的深度，以减少不稳定的风险。其次，在土方开挖后立即喷射一层40～60mm厚的砂浆或混凝土，以增加土壤的稳定性，并进行土钉施工。此外，如果不稳定的土体已经坍塌，可以用编织袋或草袋装土填充并进行密实处理，然后再挂上钢筋网片或进行压力注浆，以保持土体的稳定性，并为下一步施工做好准备。

基坑开挖过程中，应该根据实际情况采取相应的措施，包括减少土方开挖深度、喷射砂浆或混凝土、进行土钉施工、编织袋或草袋填充并密实、挂钢筋网片或进行压力注浆等。这些措施有助于提高基坑开挖的安全性和稳定性，确保施工的顺利进行[5]。

4.3   土体出水

边坡土体出水会导致土壤含水量过高、稳定性下降，为此需要认真对施工场地周围的地下管线进行有效检查，及时发现场地周围是否存在渗水漏水的现象。同时还要及时切断水源，对场地进行快速的修复。在雨季进行边坡施工时，可通过长期设置导流花管的方式，在基坑内部设置集水井，结合抽水泵将基坑内部的水快速排出。

4.4   基坑周围环境及围护体系变化不明朗

要随时掌握整个施工过程中基坑周边环境的变化，保证基坑施工安全，确保施工范围内及周边人、物和环境的安全。现场不仅要安排安全人员定期巡视，及时制止不安全的施工行为，还需制定监测方案，合理布设监测点，为动态设计和信息化施工提供依据，以便及时调整或修正基坑施工参数[6]。具体的监测项目、方式和相关参数确定可参见表2。

5   结束语

保障基坑施工顺利进行，确保基坑稳定性和施工安全性是工程建设前期的关键任务之一。由新建阳城县职业教育中心建设项目在基坑支护施工对土钉墙支护施工技术应用可以看出，只有详细地进行地质勘察，根据场地的工程地质条件、水文地质条件、基础埋置深度及现场的情况等，科学设计土钉墙支护施工方案，并严格按照工艺流程和施工要点进行施工，才能体现出土钉墙施工技术的经济和社会价值。

参考文献

[1]   《锚杆喷射混凝土支护技术规范》：GB50086―2015.

[2] 王曰培.建筑工程深基坑中的土钉墙支护施工技术构建[J].

四川水泥，2019，270（2）：199.

[3] 李倩.房建基坑支护工程的钢管桩结合土钉墙施工技术[J].

浙江水利水电学院学报，2020，32（5）：52-55，64.

[4] 建筑地基基础工程施工质量验收规范》：GB 50202-2018.

[5] 刘斌.超大超深基坑复合围护施工技术[J].江苏建筑，2010，

136（5）：44-46.

[6] 陈烈.某超深基坑组合支护结构坡顶水平位移监测及结果

分析[J].建筑技术，2017，48（12）：1268-1270.