浅谈基坑支护工程当中的土钉墙支护

在城区进行建筑工程的新建、改建扩建施工时，由于场地的限制，大都需要在基础施工阶段进行基坑边坡支护。而基坑边坡支护工程方案选择是否得当，施工质量的好坏，都会对工程进度损量、造价有一定影响，在进行建筑工程基坑边坡支护工程时，应具体问题具体分析，有重点地制定基坑边坡支护方案，对施工过程进行控制，才能取得较好的效果。北京地区常见的建筑工程基坑支护方法主要有钢筋混凝土护坡桩、土钉墙、护坡桩与土钉墙组合等。另外钢板桩、地下连续墙也有少量应用。关键词土钉墙、支护l土钉支护结构概述土钉支护是近年发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。由于经济可靠且施工快速简便，已在许多国家中得到迅速推广和应用。在深基开挖中，土钉支护现己成为撑式支护、排桩支护、连续墙支护、锚杆支护之后又一项正走向成熟的支护技术。所谓“土钉”，就是置于入现场原位土体中以较密间距排列的细长金属杆件，通常还外裹水泥砂浆或水泥净浆浆体（注浆钉），土钉与周围土体接触，在土体发生变形的条件下被动受力，并主要通过受拉工作对土体进行加固。土钉支护用于深基坑开挖，典型做法是从上到下分步修建，施工步骤为l）开挖有限的深度；2）在这一深度的作业面上设置一排土钉并构筑喷混凝土面层；3）继续向下开挖并重复上述步骤直至所需的深度。2土钉支护的应用范围与特点土钉支护的应用范围甚广，主要有1）土体开挖时的临时支护。用于高层建筑等深基坑开挖，地下结构施工开挖，边坡开挖等。2）永久挡土结构。这类工程一般与施工开挖时的临时支护相结合，如隧道洞门端部挡墙和洞口两侧挡墙，路堑土坡挡墙桥台挡墙等。3）现有挡士结构和支护的修理、改建与抢险加固。如各类挡土墙的维修和加固，以及各类支护发生失稳或变形过大时的抢险加固等。4）边坡稳定。用于加固可能失稳的堤坡。3构造方法3．1土钉除土体本身外，土钉支护通常由三个部分组成，即土钉、面层和防水系统。最常用的土钉类型是钻孔注浆钉，即先在土中成孔，置入变形钢筋，然后沿全长注浆填孔，这样整个土钉体由土钉钢筋和外裹的水泥砂浆（有时用细石混凝土或水泥净浆）组成。为了保证土钉钢筋处于孔的中心位置，周围有足够的浆体保护层，需沿钉长每隔2-3米设对中用支架。土钉钢筋直径多在Φ25-35mm之间，置于Φ75-150mm或更大的钻孔中。钢筋屈服强度在400-500MPa左右，强度较低不经济，强度过高则脆性增加，可焊性降低。注浆方式有许多种，最简单的重力注浆，这时的土钉需向下倾斜15-30°。3．2支护面层土钉支护的面层通常用50-100mm厚的网喷混凝土做成，钢筋直径为φ6-φ10，网格大小200-300mm。土钉端部与面层的连接可采用螺母、垫板方法，也可以将土钉锎筋通过井字钢筋相互焊接到钢筋网上。连接处的喷混凝土层内应加设局部钢筋网以增加混凝土的局部承压强度。在块状岩体中，甚至可以仅设焊接网而不喷混凝土。对于永久性土钉支护，面层喷混凝土的厚度至少取150-250mm，分二次喷成。为了改善建筑外观，也可在第一次网喷混凝土的基础上，现浇一层钢筋混凝土面层或贴上一层预制钢筋混凝土板。3．3排水系统为了防止地表水渗透对喷混凝土面层产生压力和侵蚀，防止土体因饱和而降低其强度和土钉之间的粘结力，土钉支护必须有良好的排水系统。施工以前要在地面设置排水沟引走地表水，或设置不透水的混凝土地面防止近处的地表水向下渗透。随着向下开挖和支护，可以上到下设置浅表排水管，即用直径100mm、长300，400mm的短塑料管插入坡面以便将喷混凝土面层背后的水排走。根据不同情况，还可以采用深部排水系统，埋设带孔的管子（直径约50mm），其长度超过土钉，向外倾斜5°-10°排水，每3m2竖向面积设置一根。这些排水管内都要内填滤料。在永久性支护中，可在砼面层后用土工织物设置宽20-30㎝的竖向排水通道。间距1-5m，或设置带孔的竖向排水管，这些排水管通过在底部横向连通，并将水引到集水井中加以排除。4施工的一般原则和要求土钉支护作为一种挡土结构应满足规定的强度、稳定性、变形和耐久性等要求。当土钉支护用于城市建筑物密集地区的深基坑开挖时，控制与限制支护的变形就变得更为重要。深基坑开挖土钉支护的施工具有下列特点l）施工过程中必须自始至终与现场的测试监控相结合，通过变形等测量数据和施工过裎，不断发掘现场地质情况，及时指导下一步的施工。2）要充分考虑地表径流和地下水的影响。如施工时渗水严重，就不能喷设面层混凝土，而且容易引起塌坡和塌孔。当地下水的流量较大，施工时应采取专门措施降低地下水位。竣工后的支护在地下水位的作用下，其面层压力和土钉内力均会有明显增加，尤其是粘土的抗剪能力及粘土中的土钉抗拔粘结能力与含水量有很大关系。5实例—德外G2区工程基坑土钉墙支护5.1概况在建场地位于北京市西城区，西侧紧邻德胜门外大街，在建德外危改回迁楼G2区，住宅A、B两栋，19（21）层，C楼为商业用房3层，设两层地下室，±0.00相当于绝对标高48.850m，基础埋深-10.260～-11.260m，地面标高48.00～49.13m北侧和南侧位置施工场地较小，本工程边坡支护采取土钉墙。5.2施工工艺流程开挖工作面，修整坡面防线定位用洛阳铲成孔插筋堵孔注浆绑扎、固定钢筋网压筋喷射砼面层砼面层养护5.3土方开挖根据地质状况和设计要求，对基坑进行分层开挖，每层依次开挖深度如下第一步开挖1.7m，余下每步开挖1.5m，最后一步要严格测量严禁扰动基底土，严禁欠挖或超挖，以避免对坡边土体扰动，及时修坡，表面平整度误差不得大于20mm。5.4修坡、初喷用铁铲进行切削清坡后，遇土层自稳性差，则立即喷上一层砼，厚度3cm，并同时安置排水管，为土钉施工做好准备。5.5定孔位、造孔、置入土钉用皮尺丈量定孔位。采用洛阳铲作业造孔，孔径100mm，置入螺纹钢筋再注入水泥浆，土钉钢筋每间隔2米设置一组对中装置，使钢筋处在钻孔中心位置。随着向下开挖和支护，从上到下在坡面设排水管，下倾10°，用直径60mm，长500mm的塑料管插入坡面土体，以便将砼面层后的水及时排出，其间距和数量随水量而定，在基坑底部设排水沟和集水坑。该楼基坑支护土钉均分为7层（C座为6层）。均呈梅花型布置，土钉锚固直径100mm，第一、二排锚筋为1Φ18,以下为1Φ20,北侧第三排增加间隔布置预应力锚杆，钢筋为1束1860钢绞线。基坑支护体系平面图、基坑支护剖面图、节点做法大样图附后。5.6挂网、喷砼土钉墙面层钢筋网规格φ6@200mm×200mm和1Φ14横竖压筋，喷射100mm厚的C20细石混凝土；坡顶做高出地面0.1m、宽1.0m散水，坡比10.1，配筋、混凝土厚度同坡面做法。5.7土钉锚杆施工坡面经检查合格后，防线定锚孔位置，用洛阳铲成孔（φ100mm）；检查孔深、孔径、锚筋长度合格后，及时插入锚筋和φ25mm注浆管至距孔底100-150mm处；注水泥浆不饱满应二次补浆。水泥水灰比为0.4-0.55，注浆压力不得小于0.3Mpa。5.8混凝土面层施工在锚筋头部做喷射混凝土厚度100mm的标记，将φ6@200mm×200mm钢筋网片，用插入土中的钢筋固定。用加强筋压紧并与锚头焊接，刚劲网片均应与上部搭接，并给下步留茬，搭接长度不小于150mm以处理施工缝，经检验合格后，喷射100mm厚C20细石混凝土。5.9养护混凝土面层终凝后2小时，喷水养护7天。5.10试验待基坑第一层开挖出足够工作面后即可进行抗拔试验。试验土钉为非工作土钉，共设3个，距坑顶2米，水平间距2米，倾角10°。土钉浆体及配筋按设计图纸施工，注浆粘结长度比土钉孔深短一米，距孔口处保留一米长非粘结段。实验结束后，非粘结段用浆体回填。试验采用液压千斤顶加载，反力支架置于喷射面层上。加载值测力杆准确计量，土钉位移用百分表测量，百分表的支架应远离砼面层着力点。本工程设计最大荷载为100KN，加载到130KN时，位移量为0.42mm，累计位移3.57mm，卸荷回弹量1.32mm，符合设计要求。5.11基坑边坡鉴测观察为了保证基坑、地下设施、道路安全，在基坑和地下结构施工过程中对基坑边坡位移实施安全鉴测，以便根据边坡位移随时间的变化规律掌握边坡稳定情况，基坑周围每隔20-30m设一个观测点，根据观测资料进行分析处理，以检验支护方案的可靠性。基坑变形超过设计值时立即采取措施，防止边坡失稳。6.12效果检查土钉墙支护在开挖的一层土方后即开始与土方施工交叉进行，在土方施工完毕后三天内完成。在地下室施工完毕后，模板拆除、防水施工及土方回填共历时5个月，效果良好。根据以上方案施工，试验达到预期目标及设计要求，顺利竣工。以上就是我对基坑支护工程中关于土钉墙支护施工的一点论述。