探讨深基坑土钉墙支护施工技术

探讨深基坑土钉墙支护施工技术

钟文新

佛山市南海城乡建设工程监理有限公司528200

摘要：本文针对深基坑土钉墙支护施工的设计原则及相关施工方法，并提出了深基坑土钉墙支护的注意事项。

关键词：深基坑支护土钉墙

引言：

随着经济的发展，在现代高层建筑基坑工程中，土钉墙支护以其经济实用、安全可靠的优势正逐渐得到越来越广泛的运用。利用土钉墙作为深基坑支护的施工技术，以其独特的受力性能、良好的技术经济效果，被越来越多地使用于工程项目中，并取得了明显的技术经济效益。为此，文章探讨了深基坑土钉墙支护施工技术的相关方面。

1土钉墙支护的概述

在深基坑开挖过程中往基坑侧面自然土体均匀整齐钉置数排细长杆件土钉，并在基坑墙面上铺设钢筋砼面层，通过自然土体、土钉和钢筋砼面层的共同作用形成的重力挡墙称为土钉墙支护，它是用来抵抗基坑墙后的土压力。20世纪80年代初，我国开始将土钉墙支护施工技术应用于深基坑开挖工程中，由于它具有耗材少，施工进度快，经济、社会效益好等优点，目前该项技术广泛应用于西南沿海地区深度≤15ｍ的基坑支护工程中，并取得可观的经济、社会效益。土钉墙支护作为深基坑中加固挡土结构应具有足够的强度、抗变形、稳定性和耐久性，当该项技术应用于城市大片密集建筑区的基坑开挖时，更要严格限制与控制土钉墙支护的变形。土钉墙支护施工技术具有以下两个特点：⑴施工过程中要实时监控现场地质情况，要不断收集及分析变形测量数据，及时指导下一步的施工，以免误工、延工。⑵要充分考虑地表径流和地下水的影响。如果施工时土体大量渗水，则不能喷射砼面层，容易引起塌坡或塌孔；要尽量将基坑设在地下水位以上，如果不可避免开挖至地下水位以下，则得采取有效措施降低地下水位，否则地下水位将会增加支护面层压力和土钉内力，土体中的含水率将会影响粘土的抗剪能力及粘土中的土钉抗拔能力。

2土钉墙施工技术

2.1土钉墙施工工艺流程

要想在实际深基坑支护中，采用土钉墙支护取得好的效果，则

必须严格遵守正确的施工顺序进行，土钉墙的施工流程如图1所示。

（1）放线

在现场施工之前，必须依照土钉墙支护设计方案在深基坑的周围划定排水沟的尺寸和方位，还要确定每一段土钉墙施工相应基坑的开挖边线的位置，可用木桩或白灰做标记。

（2）开挖工作面

土方开挖应分层开挖，分层支护，必须开挖一层支护一层，即前一层土钉注浆完成之后1天以上才能进行下一层边坡的开挖。也就是说前一段开挖后必须立即进行土钉支护，即时绑扎钢筋网后完成焊接，喷射混凝土，此时必须待前一层土钉墙达到75%以上的强度，喷射面层混凝土完后3天才能进行下一层施工。施工中需要将土方开挖和土钉墙支护施工密切配合起来，形成一个连续的、循环的作业施工。开挖时切记要留保护层，最好能较少扰动边坡原状土，开挖的深度要比设计层多0.5m左右，不得超挖，从而控制土体的初始位移。土钉墙的开挖宽度最好控制在8m~10m之间。

（3）修整边坡

在喷射基层砼前应进行边坡修整，建议采用人工铲削修坡并挂线定位，这样可以保证基坑边坡平整，有利于喷射砼面层的稳固。遇到边坡的土层含水量较高时，可采取插入水平排水管包滤网（每两个水管间距为2m）来将喷混凝土面层后的积水排走，选用的排水管长度为500mm左右，直径≥40mm，其外端伸出支护面层。修整好边坡后为了不使边坡土体长时间暴露在空气中，应立即喷射基层砼，在7d~10d后视固结程度来决定进行下一层土体开挖的时间。如此开

挖→修整→喷射基层砼循环施工，一方面没有破坏坡面的平整性，另一方面还可以增强砼面层与土体的粘聚力，确保其强度。

（4）喷射第一层混凝土

在进行开挖、修整完成后即刻喷射一层厚度为5cm的砼面层，砼的配合比应视基坑土层性质而定，一般情况下采用商品砼进行喷射，其配合比为水泥:石子＝1:1，水灰比宜控制在0.5~0.6之间；喷射时注意以砼表面光滑平整、骨料分布均匀、回弹量小为准；待同一喷射砼面层凝固达到设计强度后（一般需要6h）应及时喷水养护，随后至少连续喷水养护7d~10d才能保证喷射砼面层不开裂；在完成第一层喷射作业及洒水养护后方可进行下一层下一段的开挖施工。

（5）钻孔

在喷射第一层混凝土的强度达到75%之后，可进行土钉的钻孔。

钻孔采用机械螺旋钻机，局部可用洛阳铲。土钉的直径为100mm，钻的孔深一般要比土钉长0.15m。如果采用的是潜孔钻机，孔与水平方向保持下倾15°，不得出现较大偏差。钻孔不得带水作业。钻孔完成后必须进行清孔，清孔可采用风钻高压空气，但是要避免出现废渣飞出孔伤人的现象出现。如果孔内出现渗水或塌孔的状况，必须立即进行压浆处理，清孔后安设土钉钢筋后注浆。

（6）土钉安设

土钉钢筋一般采用直径为16mm~32mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋，选用钢筋时要注意钢筋必须平直且无锈蚀。土钉应包括定位托架、螺丝端

杆和端杆螺母，分为6m、10m、12m三种。安装时注意其位置应为孔中心，为确保位于中心，可每隔3m~5m在钢筋上设置托架，插入深度应大于设计要求的90%以上。土钉安装时应将注浆管绑扎在其上，一起放入孔内，放入角度要与孔的倾角保持一致。为了保证能够稳定注浆，孔口应设置排气管，排出孔内空气。注浆管应插至离孔底0.5m。安装完成后不得进行碰撞或敲击，避免杆体弯曲。

（7）灌浆

①土钉灌浆宜在常压状态下进行，浆液水灰比为W/C=1:2，灰

砂比为1:1~1:2；搅拌时可适当加入一定量的膨胀剂以保浆体与基坑土体紧密结合；

②采用搅拌机造浆，禁止人工搅拌造浆，并控制好浆液的产出量，要保证在浆液初凝前全部用完；

③土钉注浆前要先清理孔内残留的废土，然后用清水冲洗孔洞，直到孔洞流出来的水清澈为止；

④注浆时采用注浆泵，先高速低压（压力为0.5MPa~0.8MPa）从孔底注浆，持压3分钟-5分钟后待浆液从孔口溢出后，再转换为低速高压从孔口注浆，在这一过程要保证注浆泵出浆口始终在孔中浆体内，保证全部排出孔中气体。

（8）铺设钢筋网

首先必须保证钢筋是平直状态，绑扎时必须按照设计进行，它

的长度和搭接接头错开长度都应符合相关规范，不能满足规范的必须焊接。扎绑钢筋网时应上下左右一根对一根，搭接长度不得小于30cm。采用加强钢筋时，可选用Φ14螺纹筋与土钉端部弯钩焊接一起。钢筋网要紧密连接土钉锚固装置，只有这样喷射混凝土时钢筋才不会出现晃动。

（9）喷射第二层混凝土

喷射第二层混凝土时应分段进行作业，同段内应从上到下的

顺序喷射，混凝土的配合比应经过实验室的测定，喷射时喷头应该

缓慢联系，以保持一定的厚度（大概为80mm~150mm）。当面层超过

120mm，应分2次喷射，应在加强筋与土钉弯钩处焊接完成后进行喷

第2次。为了避免搭接缝，搭接处应有斜坡。为确保牢固，施工缝的

结合面必须清除掉浮浆和碎屑后才能进行下步喷射。循环进行上一步直至深基坑土钉墙支护工程完成。

结语：

①与其它深基坑支护方案相比，采用土钉墙支护技术，具有施工机具简单、施工灵活、污染小、质量易控、支护效果好、施工速度快、工程造价低等优点，在地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和软弱结砂土的深基坑支护中是一种综合性较好的支护方案，值得推广应用。

②土钉墙深基坑支护效果与施工场地水文地质条件、土钉设计参数（土钉间距、长度、刚度、孔径、倾角、注浆量、浆液强度等）、施工方法（土方开挖快慢、每步开挖高度、开挖面暴露时间长短等）、降水成效等因素密切相关，在实际施工中需特别重视监测的作用，通过监测手段实时掌握深基坑周边监测点的沉降和位移，及时反馈，修改设计，指导施工，真正做到动态设计、信息化施工，为现场施工质量、安全控制提供保障。

③土钉墙作为轻型支护结构，施工过程中需占用基坑外地下空间，且一般都会超出用地红线，对不允许超红线使用或红线外有地下室等结构物的深基坑，土钉无法施工或长度太短难以满足安全要求，进而影响土钉墙的使用，在支护方案比选时需加以考虑。

参考文献：

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[2]谢伯康.浅谈深基坑支护工程中土钉墙的构造与施工方法[J].工程科学，2008，(05).

[3]陈肇元,崔京浩.土钉支护在基坑工程中的应用（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.

[4]聂淼.郑玉元.贵阳某深基坑土钉支护设计研究.山西建筑2007.05.