基坑土钉墙支护技术在某建筑基坑工程中的应用

基坑土钉墙支护技术在某建筑基坑工程中的应用

摘要：结合某建筑基坑工程的施工实践，对土钉墙结构及其作用机理进行了简要分析，重点对土钉施工、钢筋混凝土面墙施工、排水等关键施工环节进行了相应探讨，并指出了相应的施工安全注意事项，以供同类工程参考。

关键词：基坑工程土钉墙支护混凝土面墙基坑排水

1 工程概况

某培训中心大楼为16层框一剪结构体系的中高层建筑，地下l层设置为车库。该建筑基坑的开挖深度设计为5.8m，基坑为45mx21m的长方形，开挖坡度设置为5％，最大偏移距离约为30cm，基坑东侧仅靠市政交通道路，西、北两侧紧街道，南侧为已建成的框架结构小高层住宅，施工场地十分有限。

2 场地地质条件

(1)杂填土层：夹杂少量砖、碎石等，以粉土为主，厚度范围为0.40m-3.73m，平均层厚约1.25m；

(2)粉土层：场地内普遍分布，承载力相对较低，韧性较低，厚度范围为0.65m-4.62m，平均层厚约2.15m；

(3)粉质黏土层①：场地内普遍分布，多呈软塑～可塑状干强度中等偏高，韧性较强，含有较多有机杂质；厚度范围为1.25m-3.86m，平均层厚约2.37m；

(4)粉质黏土层②：场地内普遍分布，呈可塑状态，混含有约10-20％的姜石(直径多处于0.3-3cm之间)，干强度相对较高，韧性中等。厚度范围为3.35m-7.68m，平均层厚约5.49m。

更下层土体为工程性质较好的砂土层和微风化基岩，地质情况在此省略。根据工程场地的地质勘察报告，场地范围内地下水稳定水位埋深约为1.2m。结合施工场地的地质水文条件，以及综合考虑基坑施工对场地周边环境因素的影响，决定采用土钉墙支护技术对基坑边坡进行加固处理。

3 土钉墙结构及其作用机理

土钉墙支护体系主要是由被加固土体、土钉(锚杆)及钢筋混凝土墙面组成，组成—个类似于重力式挡土墙的基坑边坡加固体系，凭借其自身的强度和刚度来抵抗基坑侧壁巨大的水平应力，确保基坑边坡在开挖期间保持稳定。并通过其拉拔作用对开挖边坡产生加固效果，而边坡复合土体的变形或位移则由于混凝土墙面的存在被约束。

4 土钉墙关键施工技术

基坑边坡的土钉墙施工可与土方开挖平行交叉进行，基坑开挖与边坡支护应分层进行，每层厚度不超过3.0m，其主要施工工艺及其顺序如下：边坡开挖(每层2.9m)，坡面平整，土钉安装(包括钻孔、插钢筋、注浆施工环节)，钢筋网绑扎固定，细石混凝土墙体喷射施工，合理养护，在坡顶和坡地四周设置相应的排水设施。组织验收。

4.1 土钉施工

(1)人工平整坡面：当基坑边坡开挖至预定深度后，在基坑边坡侧壁上需采用铁锨进行人工削坡平整，使基坑边坡足够平整并确保其坡度符合相应的设计要求和规范规定；严格按照设计图纸上标注的尺寸距离，通过采用钢尺确定钻孔位置，采用木桩或钢杆设置明显的现场标记，作出编号，孔位误差控制在5cm范围内。

(2)钻孔施工：钻孔施工前，应充分掌握基坑施工场地周边的地下管网分布情况，待钻完一个孔后，应将取出的土体参数与设计时采用参数进行比较，偏差较大时需修改土钉的设计参数。

(3)土钉制作与安放：为确保土钉在孔内居中安放，在土钉钢筋放入孔中前，在土钉钢筋上每隔1.50m距离设置一个∮6钢筋做成的圆形钢筋定位架(直径100mm)，清孔干净后将预制的土钉钢筋安放人孔。

(4)水泥砂浆灌注施工：采用M20水泥砂浆，通过砂浆搅拌机充分搅拌后将注浆管插入孔内，采用重力式注浆，直到孔内沙浆充满欲出，在初凝前再补浆2次。另外，采用的水泥砂浆水灰比不宜过高，一般情况下采用0.4-0.45为宜，开始注浆后应尽量一次性连续完成。

4.2 钢筋混凝土面墙施工

(1)钢筋网片安放：通过焊接或绑扎将钢筋制成网片，其网格允许误差为±8mm。铺设钢筋网片时，相邻网片的搭接长度至少为一个网格边长，采用搭接焊进行连接时期焊缝长度至少为使用钢筋直径的10倍。

土钉钢筋上端部通过相应的锁定筋与墙体内的加强筋及钢筋网片焊接牢固，钢筋网片在安放施工时，在满足相应的保护层厚度规定要求前提下，将其牢固固定在边坡侧壁上，钢筋网片可通过将短钢筋插入土内固定，使其在混凝土面墙喷射施工时不出现振动。

(2)混凝土面墙喷射施工：采用的混凝土配合比应通过相应的配合比试验确定，粗骨料的最大粒径控制在10mm内，水灰比不超过0.45，并应通过采用相应的外加剂来调节初凝时间和早强强度。

喷射混凝土时，应自下而上分层喷射，射流方向应与墙面保持充分垂直；在分布有网格钢筋的部位先喷填钢筋后方，再正常喷射，防止钢筋网格后面出砚空隙。喷射混凝土终凝后2小时，应采取连续喷水养护5-8天或喷涂养护剂对混凝土墙面进行合理养护。

4.3 排水设施

土钉墙支护技术宜在排除地下水的条件下采用。在基坑开挖支护时，应采取恰当的排水措施，及时排除包括地表水，支护内部排水及基坑积水，防止土体长期处于饱水状态，并应及时减轻作用于混凝土面墙上的静水压力。

(1)在基坑四周支护范围内，应对其地表加以修整，设置相应的排水沟，防止地表积水向土体渗透。在靠近基坑顶部边缘约2-3m远的地方应适当垫高处理，并带有里高外低的一定坡度，以便径流远离基坑边坡。

(2)为技术排出基坑开挖底部淤积的渗水和雨水，应在基坑四周设置相应的排水沟和集水坑。四周排水沟距离边坡控制在0.5-0.6m范围内，排水沟和集水坑应采用砖砌并用水泥砂浆抹面，防止渗水，坑中积水应及时抽出。

(3)由于该基坑工程的施工范围及周边场地内地下水位偏高，故在土钉墙面墙施工过程中，每隔2～3m应设置一道相应的出水孔，下雨前对未进行土钉墙喷射施工的边坡采用彩条布铺盖保护，防止雨水浸泡边坡土体，并应及时抽出基坑内部雨水。

5 施工安全注意事项

为防止开挖后但还未进行土钉墙支护的基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易塌边坡可采取如下措施：1)对修整后的边坡侧壁及时喷射一层薄的水泥砂浆，待其具有一定强度后再进行钻孔施工；2)在开挖边坡表面先安放相应的钢筋网并喷射混凝土面层，然后再进行钻孔设置土钉；3)在水平方向上把一条边坡分为若干段进行间隔开挖；4)条件允许时，可先将作业深度上的边坡侧壁的坡度放大开挖，待设置好土钉墙后，再回填。

6 结语

该建筑基坑工程采用土钉墙支护技术进行边坡加固，达到了预期的技术与经济效果，同时也缩短了施工周期。目前，基坑土钉墙支护技术作为建筑业推广的十项新技术之一，因其具备的许多优点在我国建筑施工领域中具有广阔的发展前景，尤其是在城市市区内施工场地十分有限的建筑工程项目中。

参考文献：

1.龚晓南，地基处理[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

2.地基与基础规范[s].中国建筑工业出版社，2001.

3.果广福.吴三斗，祁大鹏.菜培训中心大楼基坑支护设计和施工技术[J].山西建筑。2010，2.