基于土钉墙在深基坑支护工程中的应用

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【摘要】土钉墙，一个现代建设施工不可或缺的技术，其由天然土体形成土档墙的加固且与喷射砼面板的相结合，形成一种相似于重力挡墙，从而来抵抗墙后的土压力，以此来保持开挖面的稳定，这个土挡墙也被俗称为土钉墙。由于土钉墙具有的众多优点，使得此项技术愈来愈多应用到深基抗支护工程中，越来越得到大家的青睐。

【关键词】深基坑；土钉墙；特点；应用

1 前言

土钉墙支护，即是在基坑起挖过程中，在原位土体中置入较密排列的细长杆件土钉，并将钢筋网混凝土面层喷射在坡面上，由喷射混凝土面层、土钉和土体的共同作用而形成的复合土体，土钉墙主要用于地下水位以上或者经过降水后的黏性土，或者具有较好密实性的砂土地层，深度通常小于或等于15m 的基坑，当前，随着社会经济发展的加速和城市建设用地的限制，基坑开挖深度的要求也日益渐深，同时由于周边环境的越发复杂，深基坑开挖环境的效益问题也日益引起人们的关注，众多问题，使得深基坑支护技术在技术先进、经济合理、安全适用和保护环境方面提出了更高的要求。

2 土钉墙的特点

土钉墙具有的巨大优点，使得其的现代生活中得到广泛运用，在此将土钉墙的特点简单归纳如下：

2.1 安全可靠性高

加固的复合土体土钉墙是经过先开挖而后支护来进行的，分层分段施工，具有比土方开挖稍而后施工的特点，对比较复杂的土体结构更有利，在开挖过程中，根据土质条件的局部变化而采取相应技术措施，应地制宜。土钉是用来对现场原位土体进行加固的细长杆件，一般采用钻孔、放入变形钢筋，同时沿着孔注浆的方法而成，它通过与土体间的粘结力或摩擦力，在土体出现变形时被动来承受拉力作用，其由密集性强的土钉群、经加固后的土体本身和喷射混凝土面层三者共同形成的支护体系，由于随挖随支的特性，其能更有效地维持土体自身的强度，减少土体受到的扰动。进而使土坡保持稳定。这种所谓的“箍束骨架”，使得土坡的整体刚度与稳定性大大提高，也是其更安全可靠。

2.2 可缩短基坑施工工期

当前的很多支护体系都是在土方开挖前期施工的，这样就占用了施工工期，在要求工作效率的今天，这是一个必须解决的问题，正是由于土钉墙与土方开挖时同时施工，也可以与开挖形成流水施工，随挖随支的特点，针对工期紧的工程，可实现拆迁一块、开挖一块的快速施工目的，而且土钉墙支护施工用料省、造价低、速度快，具有其他桩墙支护所没有的优势，有人还说可以缩短 50%以上工期，面对注重效率的当今社会，这是一个可观的事情。

2.3 施工机具简单，易于推广

建设土钉墙所需采用的钻孔机具和喷射混凝土设备都是可移动的小型机械，便于移动，灵活巧用，占地场地小。同时此种机械振动小、噪声低，在城市地区进行施工，噪音污染少，对城市生活影响小，具有很大的优势。针对钻孔、压力灌浆和面层喷射混凝土，已是现代支护体系成热的工艺，难度不高，容易掌握，便于普及。

3 土钉墙的施工技术

3.1 放线

单位施工前，须依土钉墙支护设计方案划定排水沟的尺寸和方位，还需确定每段土钉墙施工时相应基坑的开挖边线的位置，可选择木桩或白灰做标记来识别。

3.2 土方开挖

土方开挖须与土钉墙施工紧密配合，严格按照设计要求进行作业，基坑开挖应按设计要求自上而下分段，分层进行，应及时支护且分层支护，严禁超挖；施工中需将土方开挖与土钉墙支护施工密切配合，连续的、循环的进行施工作业。开挖时还要注重留保护层，能尽量少的扰动边坡原状土会更好，开挖的深度通常应比设计层多0.5m左右，但要保持土体的初始位移。开挖宽度控制在8m~10m之间为最佳。

3.3 初喷混凝土

开挖、修整完成后，需及时喷射一层砼面层，厚度为约为5cm，根据基坑土层性质的不同，视情况改变砼的配合比，通常采用商品砼来喷射，喷射时需要注意砼表面光滑平整度、骨料分布均匀、回弹量大小等问题；要保证喷射砼面层不开裂，最低要连续喷水养护7d~10d才能实现；只有完成上一层的喷射作业和洒水养护后才能进行往下的开挖施工作业。

3.4 钻孔

当第一层混凝土强度达75%后，才能进行土钉钻孔。此主要使用机械螺旋钻机，土钉直径为100mm，钻的孔深一般要比土钉长0.15m。如用潜孔钻机，孔应保持水平下15°，不应当出现较大误差。钻孔不能带水作业。钻孔完成后须清孔，采用风钻高压空气，但要避免出现废渣飞出伤人的现象。若孔内出现渗水或塌孔，须及时进行压浆处理，清孔后安设土钉钢筋后注浆。

3.5 土钉安设

一般需要直径为16~32mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋，选择钢筋时必须注意钢筋平直且不能锈蚀。土钉由端杆螺母、定位托架和螺丝端杆三者组成，分别是6m、10m、12m。安装时注意孔中心，确保位于位置中心，每隔3m~5m可以在钢筋上设上托架，插入深度要求大于设计的90%以上。在安装时还要将注浆管绑扎在土钉上，一并放入孔内，角度须与孔的倾角相一致。为了稳定注浆，应置排气管在孔口处，以便孔内空气的排出。同时还要将注浆管插入孔底0.5m。安装完成后不得进行碰撞或敲击，避免杆体弯曲。

3.6 灌浆

此须注意几点：①在常压状态下进行，用1:1~1:2的灰砂比，W/C=1:2浆液水灰比；②在进行搅拌机造浆时，严禁人工搅拌， 并且要对浆液的产出量进行控制，保证浆液初凝前能用完；③灌浆浆前先清处孔内的残留废土，对孔洞予以清水冲洗，至流出清澈水；④用注浆泵进行注浆时，先从孔底以高速低压（压力为0.5MPa ~0.8MPa）注浆，持压3-5分钟待浆液从孔口溢出后，再转换为从孔口以低速高压注浆，这一过程注意注浆泵出浆口一直处于孔中浆体内，以便孔中气体能全都排出。

3.7 喷射第二层混凝土

此作业须分段进行，同段内还需自上而下喷射，经过实验室的测定来确定混凝土的配合比，实施喷射时喷头应缓慢联系，为了保持一定的厚度（约为80mm~150mm）。当面层大于120mm时，应分2次进行喷射。为避免搭接缝，搭接处应设置斜坡。为保证更加牢固，在进行下步喷射前，施工缝的结合面须清除浮浆和碎屑。

4 土钉墙支护技术应用在深基坑施工中遇到的几个问题

土钉墙广泛运用于深基坑工程，也已在全国不同地区、不同的地质条件下的取得了不少成功的经验，更是有些已跟上国际水平，但我们也要认识到还存在一些问题需我们进一步的研究或提高，以适应当今现代建筑业的快速发展，满足建筑业发展的需要，支护施工过程中常常存在的问题主要归纳一下几点：

4.1 土层开挖与边坡支护不配套

支护施工滞后于土方施工一段时间是常见现象，出现需要再次回填或搭设架子，以此才能完成支护施工。通常，土方开挖技术水平低，工序过于简单，组织管理水平不高，但支护技术含量较高，工序要求复杂，施工组织和管理也比土方开挖复杂，导致出现施工中协调管理难度困难，土方施工抢进度，错乱开挖顺序，尤其在雨期施工，严重出现不顾支护施工所用工作面，使得支护施工无法正常操作，以致出现支护施工落后土方施工，种种问题的出现，迫使土方以回填或者搭设架子、设置操作平台，以此来完成支护施工，这不仅影响支护施工进度，而且质量难以得到保证，还可能导致安全事故的出现。

4.2 设计与实际情况差异较大

由于深基坑支护土压力与传统挡土墙土压力的理论不同，当前在还无完善土压力理论指导下，仍只能沿用传统理论计算，出现误差也是不可避免的，也有学者对此进行了大量研究，当然，结合传统理论土压力计算与必要的经验修正相结合能达到一定实用要求，问题在于面对这样复杂的课题，与实际工程情况相脱离，易造成过量变形的后果。

4.3 工程监理不到位

根据规定，高层建筑、重大市政工程等的深基坑必须进行工程监理，很多事故工程的出现都是因为没有依照规定进行工程监理，或虽有监理但工作不到位。客观地说，深基坑工程监理对监理人员的业务水平有较高的要求，否则不能实现监理目标，我国现阶段主要针对支护结构工程的工期、进度、质量进行的监控，而对设计监理与对住宅及周边环境的监控尚有很大不足，还需要我们进行完善与提高。

4.4 施工监测不重视

主要体现在建设单位为了省钱、而不重视甚至不进行施工监测。市场经济，让很多人是看到利益而忽视很多东西。或者建设单位虽然设了一些测点，但是数据不足，忽视了坑边住宅的检测，或者不重视监测数据形同虚设，支护设计中缺乏监测方案，导致发生情况时不能及时警报，事故发生后原因也不能得到有效分析，事故不能得到早期处理，为减少基坑支护事故的发生，需要建设单位从施工到监理做到全面重视，进一步提高支护技术水平和管理水平。

5 结语

社会的发展，对施工技术的要求也越来越高，由于土钉墙的巨大优点，使得其土钉墙在社会建设施工中得到广大的运用，土钉墙施工中，也要重视土钉墙施工中出现的问题，及时解决，充分利用土钉墙技术的特点，认识到土钉墙的优点，也到认识和改变施工中遇到的不足，，土钉墙将会有更为广阔的前景。

参考文献

[1] 卢士华．浅谈土钉墙支护技术及在深基坑工程中的运用,恩施职业技术学院学报， 2008,(1)；