基坑土钉墙支护施工工法

基坑土钉墙支护施工工法

基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速推广应用。

标签： 土钉墙;边坡稳定;经济效益

前言：

基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速推广应用。所谓土钉墙支护就是用加固和锚固现场原位土体的细长杆件（土钉）作为受力构件，与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系。近几年来，土钉墙支护发展较快，普遍用于工业与民用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。

一、土钉墙的特点、基本规定和技术参数

1、特点

其优点是开挖深度可达12m，基坑可以分层分段开挖，施工工期较短。缺点是在施工前做好降排水工作，充分考虑土钉支护结构工作期间地表水及地下水的处理，设置排水构造措施。

2、基本规定

2.1、土钉墙支护适用于可塑、硬塑或坚硬的粘性土;胶结或弱胶结（包括毛细水粘结）的粉土、砂土和角砾;填土;风化岩层等。

2.2、土钉墙支护适用于基坑侧壁安全等级为二、三级者。

2.3、采用土钉墙支护的基坑，深度不宜大于12m，使用期限不宜超过18个月。

2.4、土钉支护应重视水的影响并应在地表和支护内部设置适宜的排水系统以疏导地表径流和地表、地下渗透水。当地下水的流量较大时，在支护作业面上难以成孔和形成砼面层时，应在施工前降低地下水位，并在地下水位以上进行施工。

2.5、土钉墙支护的设计施工应考虑施工作业周期和降雨、震动等环境因素对陡坡开挖面上暂时裸露土体稳定性的影响，应随开挖随支护。

2.6、土钉施工支护施工前应具备下列设计文件：

2.6.1、工程调查与岩土工程勘察报告

2.6.2、支护施工图包括支护平面、剖面图及总体尺寸;标明全部土钉的位置并逐一编号。给出土钉的尺寸、倾角和间距，喷混凝土面层的厚度与钢筋网的尺寸，土钉与喷混凝土面层的连接构造方法;规定钢材、砂浆、砼等材料的规格与强度等级。

2.6.3、排水施工系统图，以及需要降水时的降水方案。

2.6.4、施工方案和施工组织设计，规定基础分层、分段开挖的深度和长度，边坡开挖面的裸露时间限制等。

3、技术参数

3.1、土钉钢筋用HPB235、HRB335等热轧变形钢筋，直径在16～30mm范围内。

3.2、土钉孔径在70～120mm之间，注浆强度等级不低于M10。

3.3、土钉长度L与基坑深度H之比非饱和土宜在0.6～1.2的范围内，密实砂土和坚硬粘土中可取低值;对软塑粘性土比值L/H不应小于1.0。为了减少支护变形，控制地面开裂，顶部土钉的长度宜增加。非饱和土中的底部土钉长度可适当减少，但不宜少于0.5H，含水量高的粘性土中的底部土钉长度则不应缩减。

3.4、土钉的水平和竖向间距Sh和Sv宜在1.2～2m范围内，在饱和粘性土中则可小到1m在干硬粘性土中可超过2m，土钉的竖向间距应每步与开挖深度相对应，沿面层布置的土钉密度不应低于每6m21根。

3.5、喷混凝土面层的厚度不宜小于80mm，混凝土强度等级不低于C20，3d不低于10MPa。喷混凝土面层应设置钢筋网，钢筋网的钢筋直径6～10mm，网格尺寸150～300mm。当面层厚度大于120mm时宜设置二层钢筋网，上下端钢筋网搭接长度应大于300mm。

3.6、土钉钻孔的向下倾角宜在0～20o的范围内，当利用重力向孔中注浆时，倾角不宜小于15o，当用压力注浆且有可靠的排气措施时倾角宜接近水平。

二、土钉墙边坡支护的施工方法

1、锚杆施工

1.1锚杆成孔前，应按设计要求出孔位并做出标记和标号。孔位的允许偏差不大于150mm。钻孔倾角误差不大于3度，孔径允许偏差﹢20mm、-50mm，孔深允许偏差﹢200mm、-50mm。成孔过程中遇有障碍要调整孔位时不得损害支护

原定的安全程度。

1.2成孔过程中应作好成孔记录，按锚杆编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、事故处理等。应将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，发现有较大偏差时反馈修改锚杆的设计参数。

1.3锚杆成孔可采用机械成孔或人工成孔。

1.4钻孔后要进行清孔检查，对于孔中出现的局部渗水塌孔后掉落的松土应立即处理。成孔后应及时安设锚杆钢筋并注浆。

1.5锚杆钢筋置入孔中前，应先设指定位支架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距约为2—3m左右，支架的构造应不妨碍注浆时的浆液自由流动。支架可为金属或塑料件。

1.6锚杆钢筋置入孔中后，采用低压方法注浆填孔，注浆压力为0.4-0.6MPa，注浆时采用底部注浆方式，注浆导管底端应先插入孔底，在注浆同时将导管以匀速缓慢撤出，保证孔中气体能全部逸出。

2、编网

2.1、钢筋网片用HPB235、HRB335加工而成，网格规格为200×200mm，允许误差为10mm。可用焊接或绑扎而成，搭接长度不小于一个网格边长。

2.2、锚杆钢筋与网片钢筋焊接在一起，在锚杆端部用“十”字架和网片焊接在一起。

3、喷射混凝土

3.1、在喷射混凝土前，面层的钢筋应牢固的固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求。钢筋片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土上喷射下应不出现振动。

3.2、钢筋片可用焊接或绑扎而成，网格允许误差-10.0～+10.0mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于一个网格边长或200mm，如为搭接焊接则焊长不小于网筋直径的10倍。3.3、粗骨料最大粒径不宜大于是12mm，水灰比不宜大于0.5。在施工过程中在水量大的地段还要加4%的速凝剂。

3.4、喷射混凝土的厚度为10㎝，必要时进行养护。

4、喷锚施工质量保证措施

4.1、插入钢筋时由专人检查，若插入深度不够，则继续取土成孔，插入钢筋时要将注浆管绑在距孔底0.5m处。

4.2、注浆时要严格按配比搅浆，并随成孔随注浆，注浆渗漏较多时，要进行二次、三次补浆填到注满。喷混凝土时，由专人检查网长度及标志杆的安装。

三、工程质量控制及施工监测

1.质量控制措施

1.1、质量管理

技术员负责进行技术交底，按设计施工参数施工，整理技术资料及处理施工时发生的变更情况，及时与设计单位。建设单位联系;质量员监督施工质量，并作好质量记录，发现问题及时与技术人员联系解决。具体操作应执行《建筑基坑支护技术规程》中的有关规定。

1.2、质量检验

1.2.1、原材料检验。土钉墙支护施工所用原材料（水泥，砂石，混凝土外加剂，钢筋等）的质量要求以及各种材料性能的测定，均应以现行的国家标准为依据。

1.2.2、注浆强度及喷射混凝土强度检验。用于注浆时的水泥浆或水泥砂浆强度用70mm×70mm×70mm立方体试件经标准养护后测定，每批至少留取3组（每组3块）试件，给出3d和28d强度，注浆强度等级不低于12MPa，3d不低于6MPa;喷射混凝土强度可用边长100mm立方体试块进行测定，制作试块时应将试模底面紧贴边壁，从侧向喷入混凝土，每批至少取3组（每组3块）试件，强度等级不低于C20，3d不低于10Mpa。

1.2.3、喷射混凝土厚度检验。喷射混凝土厚度，可采用凿孔法作为检查依据，也可以用混凝土厚度标志或其他方法检查，有争议时以凿孔法为准。检查数量为每100m2取一组，每组不少于3个点，其合格条件可定为：全部检查处厚度平均值应大于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的80%。

1.2.4、土钉抗拔力试验。每一典型土层中，至少留3根非工程土钉进行抗拔试验，其孔径注浆材料等参数及施工方法应与工程土钉完全相同，在注浆体强度不低于6MPa时检验土钉的抗拔力是否满足设计要求，一般加荷至设计抗拔力的1.5倍，观察其抗拔力和变形，一旦发现异常情况，及时采取措施或给设计单位反馈修改设计加以改进。

2.施工监测

土钉墙支护的施工监测至少应包括下列内容：

2.1、支护位移的测量。

2.2、地表开裂状态（位置、裂缝宽度）观察。

2.3、附近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察。

2.4、基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化。

监测过程中应特别加强雨天和雨后的监测，以及对各种可能危及支护安全的水源进行仔细观察。在支护施工阶段，每天监测不少于1-2次，在完成基坑开挖，变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数。施工监测过程应持续至整个基坑回填结束，支护退出工作为止。

四、结束语

综上所述，经大量工程对比及综合分析，土钉墙支护技术具有良好的社会效益和经济效益，可以边开挖，边支护，工期很短。支护后，与其他支护方法相比，边坡稳定，对相邻建筑和道路影响小。与其他支护类型相比，可降低造价10%～40%。

参考文献：

[1]刘艳丽.土钉墙在粘性基坑支护的应用.福建建筑，2009第3期总第129期.

[2] JGJ120-99建筑基坑支护技术规程[S].