关于土钉支护施工技术在深基坑施工中应用探讨

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【摘要】：土钉支护技术具有技术安全可靠、缩短施工工期、工艺流程简单以及成本价格相对较低的优点，所以其目前受到基坑支护工程的亲睐。本文从土钉支护以及深基坑施工的原则和工艺流程上进行了分析和探讨，以供参考。

【关键词】：土钉支护；施工技术；深基坑施工

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

随着改革开放的不断深入以及城市的快速发展，我国的建筑业无论是从建筑规模还是从建筑数量上来看，都实现了飞速的增长。由于深基坑支护技术在基坑工程中的应用不但能够对边坡的稳定性起到保障作用，而且其在充分符合变形控制需要的基础之上，还能够对基坑周围环境的安全以及稳定起到很好的保证作用，因而深基坑支护技术在基坑工程中得到了人们的大力推广以及不断的发展。

一、土钉墙支护深基坑概述

通过土钉将天然土体就地加固并结合喷射混凝土面板,形成一个类似重力挡墙来以此抵抗墙后的土压力,从而达到保持开挖面稳定的目的,这个土挡墙称为土钉墙。

土体与土钉形成的复合体,不仅提高了边坡整体承受坡顶超载的能力和稳定性,还增强了土体的破坏延性,改变了边坡突然塌方的性质,有利于保证施工安全。土钉墙位移小,一般约为20mm,并且设备简单,易于推广，对相邻建筑影响较小, 土层锚杆比土钉长得多, 土钉墙钻孔方便,而且施工单位可以利用喷射混凝土等设备;如能与土方开挖配合好,实行平行流水作业,则可缩短工期、经济效益好,一般成本将会低于灌注桩支护。

二、深基坑支护的类型和应用范围

1、自立式支护

自立式支护通常用在地质条件相对较好的施工场地，这种支护方式基坑内没有支撑，有利于机械化挖土与地下工程的施工，但是其支护桩顶的水平位移比较大，如果基坑较深或者地质条件较差，那么工程造价将是相当高的。

2、桩锚支护

桩锚支护方式主要用于土层性较好的施工场地。对于一些基坑深度较大的建筑工程，岩土锚杆要有固定的参数，比如轴向抗力不能大于等于600kN，采用二次高压注浆等。

3、排桩内支撑支护

排桩一般都是冲或钻孔灌注桩，也有的工程用的是地下的连续墙或者是预应力管桩。根据平面的形状的不同，内支撑系统的布置方式也有所不同，譬如水平拱圈式支撑系统、角撑对称式支撑系统等。

4、喷锚支护

喷锚支护是一种联合支护型式，它将钢丝网、喷射混凝土和锚杆结合在一起。这样的支护方式主要用于人工填土和粘性土的施工场地，切不可用在含水丰富的细沙层和卵石层。基坑深度要小于12米。

深基坑支护结构是由挡墙和支撑两个部分组成的，挡墙的形式是多种多样。近年来支撑也取得了非常大的发展，其中圆形支撑、拱形支撑、角撑和对撑都是非常常见的支撑形式。由于基坑的横竖方向的尺寸都比较大，为了保证建筑的安全，避免支撑过长，造成建筑失稳，需要在基坑中间立柱，即所谓的“支撑”。支撑杆的杆体多是直径相当大的圆钢管，也有的是H型钢。中间立柱要保证埋进基坑底一定的深度，避免建筑上方有重量较大的承载物时，中间立柱不下沉，不倾斜。

三、土钉墙施工的一般原则和要求

作为一种挡土结构土钉墙支护应满足规定的稳定性、耐久性、变形和强度等要求。当用于城市建筑物密集地区的深基坑开挖时，支护变形的限制与控制就变得尤为重要。土钉墙支护在深基坑开挖时的施工具有下列特点：

1、施工过程中必须结合现场的测试监控，通过施工过程和测量数据，不断汇报现场地质情况，及时对下一步的施工作出指导。

2、要充分考虑地下水和地表径流的影响。如施工时严重渗水，面层混凝土就不能喷射，且易引起塌孔和塌坡。当地下水有较大流量时，应采取措施来降低地下水位。在地下水位的作用下，竣工后的支护的土钉内力和面层压力均会明显增加，尤其是粘土中的土钉抗粘结能力和粘土的抗剪能力与含水量有很大关系。

四、土钉墙施工主要技术

土钉墙的施工工艺：施工准备第一层开挖喷射第一层混凝土成孔安放土钉注浆作泄水孔钢筋网焊锚头喷射第二层混凝土清理。在基坑周边设计了坡顶沉降观察点、位移监测点、土体测斜孔、水位观察孔，在土体中设置有土体压力监测点，要求在施工过程中对围护结构的变形情况进行严密地监测。

1、施工前应制定好施工方案，并做好机械调试、测量放线、材料进场检验、监控量测布点和土钉加工等准备工作。

2、对基坑采取井点降水，且在距坑边2m处设一截排水沟。要使地下水位在施工过程中保持在开挖面以下，从而创造无水开挖条件，这对土钉墙的受力稳定至关重要。开挖基抗应严格按设计要求分段、分层，土钉逐层施工。分层高度控制在1.5m以内，分段长度控制在20m以内。采用反铲挖掘机开挖、汽车运土，土体人工修坡要预留300mm，边坡修整好后及时喷射第一层约50mm厚的混凝土，以防雨水冲刷及崩塌，施工中应做好钢筋标记。

3、当混凝土强度达到2.5MPa时，对土钉进行定位放线，并开始架设钻孔机进行钻孔。钻孔至预定深度后，采用高压风清孔，并复测孔深。施工时如遇障碍难以继续成孔或遇局部土质松散不能成孔时，钢筋土钉可用锚管土钉代替。

4、机孔经检查满足要求后开始安放工钉。土钉每隔2m左右焊上定位钢筋以保证土钉居中。土钉安放完成后及时采用注浆机完成注浆。为保证与周围土体结合紧密，应设止浆塞在孔口处，注浆管插入到距孔底500mm左右，且边注浆边拔管，直到注满为止。1h左右在第一次注浆后采用水泥砂浆进行第二次注浆，可以掺入少量膨胀剂，保证和土体的密实。

5、钢筋网固定后进行第二次混凝土喷射，应在喷射中保证厚度，坡面与喷射口垂直，并从下往上一环压一环，在坡顶做好地面排水和硬化设施，以防土体被雨水侵入。

6、面层完成后，立刻进行场地清理，并在喷射混凝土初凝后进行养护，龄期为7d。土钉墙的使用期间，应在坡顶面5m范围内控制超载。

7、基坑结构与支护监测

（1）基坑支护的监测内容。

主供水管。基坑的北边距支护20m贯穿1m直径主供水管,根据地区土质条件的特点,若基坑挖土时,支护部位监测该位置有较大变化,应停止挖土,并稳定位移,回填支护边坡,坑外采用注浆及卸载加固处理,保证主供水管不位移变形,确保可以正常使用供水管。

支护与静压桩交叉施工的安排。因工期紧,需要支护与静压桩交叉施工时,要考虑静压桩土应力释放的影响,交叉施工安排为静压桩施工二分之一时,在已施工的静压桩区域施工深搅桩; 两边推进施工顺序,根据静压桩的施工进度,安排深搅桩进度,然后根据分段强度进行正常支护施工。

（2）围护结构的监测。

围护结构强度监测及完整性。以灌注桩为挡支结构时,可用低应变动测法对离析、桩身缩颈、断裂、夹泥等缺陷部位和缺陷程度以及桩身强度进行检测。以水泥搅拌桩、旋喷桩为支挡结构时,可用轻便触探法或低应变法检测桩身均匀性和强度。

结束语

随着经济发展，人们生活水平的提高，建筑行业的高层、超高层逐渐增多，基坑深度也在增加，促成了深基坑工程施工技术的不断进步，土钉墙支护技术由于具有材料用量少，施工速度快，安全可靠，经济等优点在深基坑围护中得到广泛应用。

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