深基坑施工中土钉墙支护的施工技术与质量控制探讨_张学枫

第3期（总第122期）■深基坑施工中土钉墙支护的施工技术与质量控制探讨张学枫（福州市建筑工程质量监督站，福建福州350003）

摘要本文对土钉墙支护的技术特点及应用范围进行了说明，并介绍了土钉墙支护的施工流程与技术要求，重点阐述了土钉墙支护施工中的质量控制策略。关键词土钉墙；深基坑；支护技术

随着我国经济的不断发展，城市的基础设施建设规模也在不断扩大，建筑模式也逐渐由平面型开始向地下空间发展。高层建筑的不断增加对基础地基的开挖深度提出了要求，伴随着周边越来越复杂的环境，给深基坑支护技术提出了更高的要求。土钉墙支护技术是用加固现场原位土体的细长土钉作为受力构件，并在护坡面上喷射钢筋网混凝土层，通过土钉、土体和喷射混凝土层的共同作用，形成复合支护体系。该技术具有占地面积小、工艺简单、结构轻型、节约投资、施工快捷、安全可靠等优点，在粉质、砂质黏土等地质条件较好的地区得到了较广泛的应用。1土钉墙支护的技术特点及应用范围1.1土钉墙支护技术的特点土钉墙支护是用于土体开挖和稳定边坡的一种挡土结构，它是由被加固土体、土钉及附着于坡面的混凝土层组成，利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力约束土体的侧向变形，形成一种稳性结构。具有以下特点：①施工机具设施简单，操作灵活，占用施工场地小。土钉墙支护施工时所采用的钻进机械及混凝土喷射设备都是小型设备，机动性较强，占用施工场地少，施工所产生的振动和噪音低。②施工速度快，对相邻建筑物影响较小。土钉墙支护施工采用逐段开挖的方式进行，开挖成型后设置土钉与面层结构，对坡体扰动少，且可与基坑开挖同步施工，不独立占用施工工期。③施工安全性高。土钉墙支护施工的土钉制作与成孔简单易行、灵活机动，便于根据施工现场监测到的变形数据和特殊情况，有力地保障了施工的安全性。1.2土钉墙支护技术的应用范围土钉墙支护技术一般适用于地下水位低于土坡开挖段或经过降排水措施后地下水位低于开挖层的杂填土、粘性土、粉土、黄土及弱胶性的砂土等较均匀土体边坡。对标准贯入击数低于10击的矿土边坡，采用土钉一般不经济；对不均匀系数小于2的砂土，以及含水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土不宜采用；对塑性指数大于20的粘性土，必须评价其蠕变特性后，才可将土钉作为永久性挡土结构；对于腐蚀性土（如煤渣、矿渣、炉渣酸性矿物废料等）不适宜作为永久性支挡结构。2土钉墙支护的施工流程与技术要求施工流程一般为：按设计要求放线→土方开挖及修坡→底层初喷→土钉安装（钻孔、置筋、注浆）→绑扎钢筋网→复喷第二层混凝土→养护→监测→开挖下层。在土钉墙支护施工中应遵循正确的施工流程与技术要求，才能使工程取得良好效果。对各流程的相关工艺简要介绍如下：（1）放线。根据工程设计图纸的要求于施工前在基坑四

周划定地面排水沟的尺寸、确定每段每道土钉墙施工的基坑，并用木桩和白灰等做出开挖线标记，然后开挖边线。（2）土方开挖及修坡。土方开挖作业要采用分层开挖、分层支护，边开挖边支护的方式进行。一般可采用反铲挖土机，预留20～30cm人工修坡，开挖深度在土钉孔位置以下50cm左右，开挖宽度应保证在10m以上，每层开挖深度要不大于2m，最大限度地减少对支护层的扰动，前一层土钉完成注浆

1d以上可进行下一层边坡的开挖。要密切配合土方开挖和

支护施工，使开挖进程和土钉墙施工作业形成循环。开挖后要及时进行人工修坡，尽量缩短边坡土体的裸露时间，并在边坡修整完后应立即喷射基层混凝土。（3）初喷。为使土钉墙施工中挖好的坡面不发生垮塌，土方开挖后应立即预喷混凝土。混凝土一般采用等级为C20的细石混凝土，预喷的厚度为30～50mm，混凝土材料的配合比为水泥：石子=1.5：1.5，水灰比为0.5～0.6。喷射混凝土施工作业按照分段分片的方式依次进行，同一段内喷射顺序采用自下而上。另外，喷射混凝土终凝后要及时喷水养护3d左右。（4）土钉安装。安装土钉前必须进行隐蔽检查验收，对局部孔中出现的渗水塌孔或掉落松土，应立即清除，一般采用冲击钻、洛阳铲等成孔，钻孔直径宜为70～120mm；土钉采用常压灌浆，浆液一般采用0.4～0.45的水灰比，灰砂比采用1：1～1：2的水泥砂浆，在安放土钉时，应避免杆体扭压、弯曲；

注浆管要与土钉一起放入孔内，杆体放入角度与钻孔倾角保持一致；注浆管应插至距孔底25~50cm，为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管；土钉钢筋宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，钢筋直径宜为16～32mm；钢筋安装位置距孔眼中心，其插入深度不得小于设计要求的90%，安装后不得敲击、碰撞。为保证注浆质量，注浆前须用清水洗孔，直到孔口流出清水为止；

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注浆时应先高速低压从孔底注浆，当水泥浆从孔口溢出后，再低速高压从孔口注浆。（5）绑扎钢筋网。将钢筋网片按照施工工程设计要求绑扎连接，其长度及相临搭接接头错开长度应符合规范要求。钢筋网编好后，再在其上面焊接加强筋，从而使土钉、钢筋网、加强筋连成一体。钢筋网片用插入土中的钢筋固定，与坡面间隙保持3～4cm，搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎，搭接长度应大于30cm，并不少于两点点焊。（6）复喷。复喷应在加强筋与土钉头焊接完成后进行。为防止在钢筋背部出现空隙，应先喷填钢筋的后方，然后再喷钢筋前方；为保证土体与墙面的有效连接，可采用加强钢筋与土钉和分布钢筋连接，也可采用承压垫板方法连接。喷射混凝土采用复合硅酸盐水泥，砂子采用含水率在5%～7％、最大粒径不大于10mm的坚硬、耐久的中砂。喷射手应控制好水灰比，保持混凝土表面平整、湿润光泽，无干斑或流淌现象。（7）养护。为加强基坑支护效果，在喷射混凝土时可加入3%～5%的早强剂。养护面层喷射混凝土完毕并终凝后，应在12h内进行覆盖养护，12h以后第一次浇水养护，日淋水不少于3次，养护时间不少于14d。（8）监测。在基坑支护施工过程中，要建立全过程跟踪监控，对基坑及其周边环境随时进行监测，根据监测信息及时采取相应对策，以确保基坑施工工程、周围设施和建筑物的安全稳定。3土钉墙支护施工中的质量控制3.1严格做好土钉墙支护施工过程中的监理工作监理工程师必须严格审查分包单位资质和支护的技术方案。检查土钉支护计算的各项技术参数是否与工程地质勘察报告相吻合，各项设计参数是否与工程现场相符合；检查设计文件和设计计算的完整性和正确性，其中包括工程调查与岩土工程勘察报告、支护施工图、排水系统施工图以及需要工程降水时的降水方案设计、施工方案和施工组织设计、支护整体稳定性分析、现场测试监控方案和应急方案等等；采购的各种材料必须满足规范及设计要求，必须选择清洁、坚硬、耐久的材料，禁止使用含有达到有害量的废物、泥、盐类、有机物等的不合格材料；选择的混合剂不能对水泥的凝固、水化作用产生有害的影响。3.2坚决做好土钉墙支护的施工工艺控制首先，严格遵循“分段开挖、分段支护”的原则，严格监控开挖顺序和开挖高度、边坡坡度，随时检查边坡情况，发现边坡扰动要求施工单位及时采取补救措施；作好组织协调工作，要求施工单位及时设置土钉或喷射混凝土，尽量缩短边壁土体的裸露时间。其次，重点检查土钉成孔、土钉设置、注浆施工过程。检查施工单位的成孔机具是否符合要求；检查孔位的偏差、钻孔的倾角误差，孔径偏差、孔深偏差是否符合设计和规范要求；检查土钉钢筋的规格、直径、连接情况、钢筋定位支架设置情况及土钉插入长度；检查原材料的质量情况、注浆配比、压力及注浆量等。再次，做好喷射混凝土和预应力施工过程监理。在拌合料搅拌处，检查材料质量及配合比是否符合设计要求；检查钢筋网片的钢筋规格、间距、网片布置、网片搭接和与土钉的连接做法、钢筋网片的保护层等是否符合设计要求；检查喷射混凝土的施工过程是否满足工艺要求，具体检查喷射顺序、喷头与受喷面的距离、射流方向等；检查混凝土试块的留置情况和混凝土的养护情况。3.3做好土钉墙支护的施工监测

施工现场监测项目主要包括土钉的现场拉拔试验和墙面喷射混凝土的厚度钻孔检测。监测点应在基坑土方开挖之前设置，并用红油漆标记；监测点应设置在原建筑物显眼的墙角、支护结构的坡顶、道路或围墙显眼的地方。重点监测支护位移的量测、变形观测、地面沉降开裂状态的观察、临近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察、基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化等。3.4做好土钉墙支护施工的安全控制

督促施工单位作好各项边坡的安全防护措施和安全指示标志，对于夜间施工督促施工单位作好各项照明工作，督促施工单位定期检查临时用电、电源线路和设备的电器部件，确保用电安全；严格控制开挖高度和分层厚度，严格限制坡顶堆荷；督促施工单位作好各项防排水措施，避免影响护坡安全；对喷射机、水箱、风包、注浆罐等要求施工单位进行密封性能和耐压性能试验，合格后方允许使用；对机械设备，要求施工单位定期检查保养，避免出现机械伤害；在从事喷射混凝土等危险操作时，要求施工单位安排专职人员看护现场，避免出现安全事故；督促检查现场施工人员作好个人安全防护。4小结

土钉墙支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种挡土技术，施工速度快、施工设备和操作方法简单、对环境干扰小、经济效益好。为了保证土钉墙支护施工的安全和质量，施工前应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备如挖掘机、钻机、压浆泵、搅拌机等应能正常运转。监理工程师应充分认识到土钉支护的特殊性，施工中加强对土钉位置，钻孔直径、深度及角度，插入长度，注浆配比、压力及注浆量、土钉应力等检查工作，认真重视现场检测和施工监测。

参考文献[1]叶国民.土钉墙在基坑支护中的施工技术[J].四川建材，

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法[J].硅谷，2008（15）[3]朱昌华.议深基坑开挖施工技术[J].四川建材，2008（03）

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