复合土钉墙支护在基坑中的应用研究

复合土钉墙支护在基坑中的应用研究

李卫永、王海

中国建筑第二工程局有限公司

摘要： 深基坑工程不仅广泛应用于建筑基坑支护工程，也广泛应用于民生工程和基础设施工程。由于深基坑开挖深度逐渐增大、周围环境异常复杂，单一放坡的支护方案将不再适用。日前工程基坑主要采用桩锚和土钉墙联合支护方案，同时在基坑桩间布置高压旋喷桩作止水帷幕。工程中将土钉支护方案完美应用起来，结合方案优点以达到确保基坑安全、稳定及经济性的目的，因此，复合土钉墙支护在基坑支护工程中具有较好的应用背景。

关键词： 复合土钉墙支护；基坑；应用

引言

在建筑工程中，随着深基坑工程支护的发展，支护技术的种类和形式也在不断增加，如桩锚、桩支护、墙体支护、复合土钉支护、联合支护等。各支护形式具有其应用优势和局限性，其中，土钉墙喷锚支护是近年来应用最广、具有发展潜力的支护形式，适用于黏土、粉质黏土、砂土、碎石土、全风化和强风化岩土等岩土地质的深度≤6m、放坡深度≤18m 的基坑，该支护形式具有造价低、工期短、施工不需单独占用场地、施工技术灵活等应用优势，但不适于基坑红线外有地下管线、地下室、建筑基层等基坑支护工程。本文结合房建筑基坑工程，深入研究了复合土钉墙支护技术施工技术要点，以及为同类工程施工提供有益参考。

1基坑支护施工主要要点

1.1 土钉墙施工

（1）土钉墙施工速度应与土方开挖速度一致。当最后一排土钉和面层混凝土的强度达到强度设计值的70%以上时，才能进行下一层土方的开挖，开挖面要及时进行支护，开挖暴露工作面不得超过24 h。（2）当钻机成孔过程中无法成孔或较困难时可采用钢管进行代替。（3）土钉施工过程中，要避免地下障碍物及管线。

1.2 钻孔灌注桩施工

（1）钻孔过程中注意桩的垂直度。钻进速度要慢，钻进过程中不宜反提钻杆。（2）施工过程中要对钻孔、灌混凝土、下钢筋笼三者之间进行协调控制，从而达到保证桩身强度目的。（3）灌注桩的充盈系数为1.0~1.2，桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.8~1.0 m。

1.3 锚索施工

（1）锚索灌浆采用二次灌浆，灌浆压力控制在0.5~2.0 MPa，直至浆液从孔口溢出。锚索孔内实际注浆量应为理论计算注浆量的1.2倍。（2）锚索一般注浆7d 后进行张拉，锚杆锚固后，应具有设计规定的预应力，锚固荷载一般为设计荷载的0.6~0.8倍。（3）锚索施工过程中要避免地下障碍物，需灵活进行布置

2复合土钉墙支护在基坑中的应用要点

2.1施工准备

1. 根据设计要求，本支架选用的杆件材料为HRB400钢筋，施工用钢筋表面必须平直，不得弯折，且表面无锈蚀，端部采用螺丝端杆，配有螺帽和钢垫板；钢筋网的规格为15×15cm；水泥砂浆为M40，水泥为42.5#普硅水泥，细骨料为中细砂，粒径在2.0mm以内，拌和水选用水质达标的自来水。（2）根据现场实际情况，结合工程特点，对施工机械设备、器具等进行合理选择，并确定合理的施工工艺，在保证质量的前提下，加快速度。以所选的施工机械设备的型号和规格作为依据平整施工场地，给安全生产创造有利条件。（3）开工前，要对施工中使用的原材料品种、规格、型号全面检查，并重点检验土钉各个部件的质量，看是否与设计要求和规范标准的规定相符，发现问题必须及时处理，避免对工程整体质量造成影响。

2.2测量放线

为了保证基坑边坡支护土钉钻孔位置的准确性，工程中成立了测量小组，利用全站仪和50m钢尺建立基坑标高、高程控制网，测定各施工控制点平面位置，放出基坑开挖边线、锚索施工标高，经核准后开始支护桩施工。为便于边坡长期观测，防止基准点移动、变形，工程在基坑外 30m 处埋设预制方桩，方桩埋深 1.0m，素土夯实，上部 0.3m采用素混凝土现场浇筑，确保边坡高程控制点稳定性。

2.3浆液制作和注浆

土钉钻入孔中后，开始生产水泥浆。本工程采用P O42.5普通硅酸盐水泥作为土钉浆液制作水泥浆，施工水灰比为 0.4～0.5，随拌随用。浆液制作完成后，向管内注浆施工。注浆时，钻杆插入土钉孔后立即注浆，防止塌孔。首次注浆压力为0.2～0.3MPa，采用封闭式压力注浆，直至注浆管不再排气后停止注浆。注浆过程中，应将注浆管置于浆液液面以下，并注意活动注浆管，防止浆液粘结注浆管。第一次注浆初凝后进行第二次注浆，注浆量为第一次注浆量 30～40%[5]，注浆压力为 0.4～0.6MPa。注浆后稳压5min，孔口溢浆时停止注浆，注浆量不小于设计量 1.1 倍。

2.4浇筑土钉墙面板

当土钉施工完成且强度达到设计要求后，即可立模浇筑土钉墙面板。具体操作要点如下：（1）由吊车完成混凝土入模，浇筑顺序为从低到高，浇筑过程中，采用插入式振捣棒对混凝土振捣密实，当混凝土不再出现下沉的现象，且表面无气泡产生时，便可停止振捣。土钉墙面板混凝土要一次性浇筑，不得形成施工缝，保证板面平整、光滑。（2）土钉墙面板混凝土的强度达到设计强度85%以上，便可将模板拆除，并在拆模后按照现行规范标准的要求养护，可以采用塑料薄膜覆盖加洒水的方法开展养护工作，要保证养护达到规定时间，最少不得少于7d，以免养护不到位，引起混凝土早期开裂。

2.5吹洗坡面

灌浆作业完成后，应清理边坡，确保基坑边坡平整密实，并在适当位置设置排水沟和排水孔，以便于喷锚施工，工程中，在边坡坡顶设置砖砌水沟，坑底设置排水沟，沟底坡度按 3‰控制，排水沟汇入集水井内抽出。边坡底部安泄水管设置在坑底 300～500mm 处，泄水管采用?100 钢管制作，泄水管长度 1000mm，布设间距 2.0m，外倾角≥5°。坡面喷锚施工应在基坑开挖后及时施工，减少边坡岩土暴露时间。

2.6喷表层混凝土

钢筋网绑扎完成后，将分段、分片喷射表层混凝土，表层混凝土厚度小于或等于150mm。当喷射混凝土时，按自下而上的喷射顺序，喷头与受喷面垂直，保持0.6～1.2m 距离，分层喷射厚度≤80mm。喷射混凝土施工时，为确保喷射混凝土冲击钢筋网片，喷头按螺旋圈运动方式缓慢移动，并注意控制喷头风压，空压机风量≥9m3/min，风压控制在 0.1MPa左右，混凝土回弹率≤15%，当回弹率过大时，适当降低风压。

2.7 养护

工程边坡喷射混凝土在终凝后7天进行喷水。混凝土终凝2h后，浇水养护，保持混凝土表面湿润，养护期内定期淋水养护，待养护 7d 且混凝土强度达到设计强度 80%后开挖下层土方和下层土钉施工。

3注意事项

1. 钻锚孔时，应选择合理可行的方法，由有经验的人员操作，避免塌孔、缩颈等质量问题的发生，保证锚孔质量，为土钉的顺利安插和浆液灌注提供有利条件。（2）严格按照受喷面的情况，并结合设计要求，合理布设土钉孔的位置。用于土钉制作的钢筋，在使用前要进行调直、除锈及防腐处理。 （3）土钉的安插位置为锚孔的中心，可用木楔子对孔口临时封固，土钉插入孔内的深度必须与设计要求相符，安装到位后不得敲击土钉。

结束语

结合工程施工实践表明，土钉墙支护能有效提高基坑边坡的安全储备，施工技术经济性良好，具有良好的施工应用价值。在土钉墙支护施工中，施工单位应根据基坑开挖深度、土土钉墙支护施工之间的相互关系合理确定分层开挖深度，确保土钉、与土方开挖同步施工，保证基坑支护体系稳定性。

参考文献：

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[4]田明强. 复合土钉墙支护在基坑中的应用研究[D].华北理工大学,2017.

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