广东建材２０１２年第４期 施工技术 土钉墙支护施工技术 在基坑防护中的应用探讨 王永忻 （福建省上杭县才溪建筑工程有限公司） 摘 要：土钉墙支护是通过土钉技术的加固使其成为一个复合挡土结构。本文通过土钉墙支护技术 的特点、适用范围、构造等问题，并提出了一些建议。供类似工程技术人员参考借鉴。 关键词：士钉墙支护；特点；构造：施工 １土钉墙支护结构的特点及适用范围 土钉墙支以尽可能保持、显著提高和最大限度 ２土钉墙支护的机理 在工作机理上，土钉墙是高强度土钉、网喷混凝土 地利用基坑边壁土体固有力学强度、变土体荷载为支护 面层及原状土三者共同受力，增强了土体破坏延性，很 结构体系的一部分为其基本原理，土钉主动支护土体， 好地改变了边坡突然塌方的性质，有利于安全施工；在 并与土体共同作用，具有施工简便、快速及时、机动灵 工艺上，采用了边开挖边支护的方法，工作面不受，活、适应性强、随挖随支，以及安全经济等特点，因而在 缩短了工期；在投资方面，因土钉利用了土体的自承载 基坑中得到了广泛地应用，取得了显著地社会和经济效 能力，使基坑周围土体转化为支护结构的一部分，经济 益。但是在基坑支护过程中，也发生过地面开裂，坑壁塌 效益可观。土钉墙的面层不是主要受力结构，其主要作 方，坑地隆起失稳，邻近地下管破裂破坏等事故，因此， 用在于保持土体的局部稳定性。在边坡治理中，土钉墙 基坑支护安全被列为施工安全检查的重要组成部分，建 的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳 设部和各级行政主管部门也对基坑支护的设计施工作 定性的重要作用。密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围 出了相关规定。目前，深基坑支护已经有多种较为成熟 土体产生有效的锚固作用，了砂浆柱体周围的土体 的技术，而土钉支护是一项比较常用的技术。 水措施后的素填土、普通性粘土、粘性的砂土和粉土等 较为均匀土体边坡。当场地同时存在土层和不同风化程 度岩体时，应用土钉墙支护特别有利。土钉墙支护应用 变形。由于土钉在全长范围内与土体接触，其荷载传递 土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排 沿整个土体进行。 ３土钉墙的构造 （１）钻孔注浆土钉是最常用的土钉，一般采用 Ｉ）６ｍｍ￣３２ｍｍ的钢筋，置于ｃＩ）７０ｍｍ 范围非常广泛，可用于：土体开挖时的临时支护、永久挡 ＨＲＢ３３５级钢筋ｃ１２０ｍｍ钻孑Ｌ中，采用强度等级不低于ＭＩＯ的水泥浆或水 土结构、现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固、 泥砂浆注入孔中形成。水泥浆水灰比一般为０．５左右， 加固可能失稳的堤坡等。在建筑基坑支护中，主要用于 水泥砂浆配合比一般１：１～１：２。 基坑深度不超过２０ｍ的基坑支护。 （２）打入式土钉一般采用钢管材料打入土中形成，通 梁，洞口宽度不宜超过１ｍ，临时施工洞口补砌后，要挂 网防止收缩裂缝。 （１５）抹灰层厚度应控制在８．０～１２．Ｏｍｍ范围内。 （１６）厨房、卫生问应按防水措施进行处理，并进行试 水。 （１３）转角或交接处应同时整体砌筑或加拉钢筋。 （１４）墙面抹灰施工前，应提前一天用清水清理基层及 （１７）加强施工过程的技术管理工作，制定管理人员责 墙面，具体操作可用喷雾器纵横均匀个雾洒一遍，或采 任制，加强监督检查，出现问题及时处理，保证工程质 用１：１：１水泥基聚合砂浆刷涂喷浆对墙面进行处理（Ｔｋ 量。● 泥：胶：细砂），脚手架洞应用细石混凝土填塞密度。 ——９１—— 施工技术 广东建材２０１２年第４期 常钉长较短，施工简单快速，但不易用于密实胶结土 底板标高为一７．５ｍ，基坑开挖深度约７．２ｍ。该工程场地 中。 当打入钢管为周围带孔的闭口钢管时，可在打入 北边有一幢一层高中级食堂（距基坑边１０ｍ），其它三面 后管内注浆，增强土钉与土的粘结力，提高土钉的抗拔 为空地，其水文、地质情况如下： 力。注浆方式有低压注浆和高压喷射注浆。土钉长度一 角为５～２０。。 工程场地位于上杭县城汀江北岸，据汀江５０￣６０ 露，场地岩土层地表为人工填土，其下为冲洪积粉质粘 般为开挖深度的０．５～１．２倍，间距为１～２ｍ，与水平夹 米，汀江一级阶地上，属冲洪积堆积阶地地貌。据钻探揭 面层为土钉墙的重要组成部分。土钉结构的面层虽 土、粉（中）砂、卵石，下伏为白恶系沙县组（Ｋ２ｓ）泥质粉 不是结构的主要受力构件，但它是传力体系的一个重要 砂岩风化层。 部分，也起保证各土钉之间土体的局部稳定性，防止场 地士体被侵蚀风化的作用。面层应在每一阶段开挖后立 即设置，以原位土体的减少并阻止原土的力学性 质，特别是抗剪强度的降低。目前常采用的面层为 ＨＰＢ２３５级钢筋①６～①１０ｍｍ，间距１５０￣３００ｍｍ的钢筋 网，强度等级不低于Ｃ２０的喷射混凝土组成，面层厚度 为８０～１５０ｍｍ。 ４复合土钉墙技术及其施工的一般原则 和要求 在士钉墙施工过程中，总结出一种经过改良的复合 土钉墙技术，这种复合土钉墙在被加固的土体内，除了 设置短而密的土钉外，还在基坑的临空面设置有适当宽 度并插入坑底一定深度的水泥搅拌桩。由于设置了水泥 搅拌桩，防止 坑底的隆起和管涌，并建立了一道止水 帷幕，形成封闭的防水系统；其次，形成了自立高度，提 高了基坑过坡开挖阶段的稳定性。复合土钉墙是基坑支 护设计的一种新技术，对于在类似软弱土层中进行支护 设计起到重要的作用。 土钉墙支护作为一种挡土结构应满足规定的强度、 稳定性、变形和耐久性等要求。当土钉墙支护用于城市 建筑密集地区的深基坑时，控制与支护的变形就变 得更为重要。深基坑开挖土钉墙支护的施工特点是： ①施工过程中必须白始至终与现场的测试监控相结合， 通过变形等测量数据和施工过程，不断发掘现场地质情 况，及时指导下 ‘步的施工。②要充分考虑地表径流和 地下水的影响。如施工时渗水严重就不能喷射面层混凝 土，容易引起塌坡和塌孔。当地下水的流量较大，施工时 应采取专门措施降低地下水位。 ５应用实例 上杭县杭鑫汇景商住楼工程一至五层为酒店和写 字楼，六至二十六楼为商品房，该工程地下室有２层，地 上２６层，占地面积２３００ｍ。，建筑面积４００００ｍ ，其地下室 ９２ 地下水主要为第四系洪积卵、砾石层中的孔隙潜 水，受大气降水补给，和汀江水具有联系，旱季时向南往 汀江排泄；勘探期问初见水位为８．１～９．２ｍ；稳定水位 埋深约７．６～８．９ｍ。 根据该工程所在场地的工程、水文地质情况及周边 环境，并综合考虑造价、工期和技术可行性等因素，决定 采用土钉墙结构护坡。设计参数：土钉立面采用梅花形 式布置，土钉竖向和水平间距均为０．８ｍ，注浆采用 ３２．５Ｒ硅酸盐水泥、水泥浆水灰比０．５；采用ＨＲＢ３３５级 钢筋①２２土钉锚固，注浆压力不小于０．５ＭＰａ；面层结 构采用ＨＲＢ２３５级钢筋 ８＠２００ｍｍ×２００ｍｍ的钢筋网片 及１００ｍｍ厚Ｃ２０喷射混凝土组成，面层分２次喷射，每 １．２ｍ设一泄水孔。粘土层中钢筋土钉设计承载力 １４ｋＮ／ｍ；粉质粘土、粉（中）砂、卵石层中钢筋土钉设计承 载力１６ｋＮ／ｍ；人工填土层中钢筋土钉设计承载力 １０ｋＮ／ｍ。 ５．１土钉墙施工主要技术 土钉墙施工工艺：施工准备一第一层开挖一成孔一 安放土钉一注浆一挂网一喷射混凝土一清理 （１）施工前制定施工方案，并做好测量放线、机械调 试、材料进场检验、土钉加工和监控量测布点等准备工 作。 （２）基坑降排水：基坑采用井点降水，距坑边２ｍ设 一截排水沟。在施工过程中要使地下水位保持在开挖面 以下，创造无水开挖的条件，对土钉墙的受力稳定至关 重要。 （３）基坑开挖必须分层分段开挖，逐层施工土钉，开 挖后及时封闭土体，施工土钉。 （４）打土钉孔，孔径１００ｍｍ，水平钻机成孔。 （５）土钉制作、安装。 土钉使用前须除锈、除油、焊牢（搭接焊长不少于 ｌ０倍的钢筋直径）；为保证土钉插入孔后居孔位 置，以便在注浆后增大钢筋与砂浆的握紧力，土钉应焊 广东建材２０１２年第４期 托架，托架为对中支架，相邻两托架间距２ｍ；注浆管同 施工技术 （３）坚持“安全第一、预防为主”的方针，加强对职工 土钉插入锚孔时，对注浆管下端口应采取保护措施，以 的安全教育，并体现全面、全员、全过程的原则，确保只 免堵塞；注浆管必须随土钉下至孔底，若中途注浆管脱 有经过安全教育的人员才能上岗。 落，必须重新安装土钉；注浆时，要做到边注浆边往外拉 ５．４土钉墙边坡支护的施工质量控制 动注浆管，不可拉动得太快，以免造成水泥浆脱节而使 ５．４．１施工工艺控制 浆液不够饱满；注浆开始或中途停止超过３０ｍｉｎ时，就 土钉孔眼的位置必须根据受喷面实际情况和设计 用水清洗注浆机及注浆管，重新注浆；砂浆严格按配合 比计量并搅拌均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在 布置。作土钉用的钢筋，使用前须除锈矫直，安装位置距 初凝前用完，并严防石块，杂物混入；注浆过程中观察孔 口返浆情况，如孔口返浆用粘土在孔口围僵，确保浆液 的密实。 （６）挂网、泄水管孔布设、喷射面层。 挂钢筋网时间应在注浆４ｈ后进行。支护面沿水平 和竖直向预埋长５００～ｌＯ００ｍｍ直径５０ｍｍ外罩滤网的 ＰＶＣ管作为泄水管，管子口部四周用水泥浆封固。待钢 筋网编制与连接筋焊接完成后，应及时喷射混凝土面 层。 （７）基坑变形监测及应急措施：基坑开挖前在基坑边 及邻近建筑物布置监测点，监测点间距一般不大于 ２０ｍ，在距基坑周边不小于２Ｈ（Ｈ为基坑深度）布置监测 基准点，数量不少于２个，基坑开挖前进行监测点及基 准点测量，测量至少两次，以取得初始值。基坑开挖及支 护施工期间每天监测一次，当监测结果变化速率较大 时，每天监测两次，当有事故征兆时，应连续监测。支护 施工结束后，地下结构施工期间每周监测… 次，直至基 坑回填土结束。 ５．２土钉的试验 土钉支护施工必须进行土钉的现场抗拔试验，应在 专门设置的非工作钉上进行抗拔试验，直至破坏，以确 定极限荷载，并据此估计土钉界面极限粘结强度，每一 典型土层中，至少应有３个专门用于测试的工作钉。经 现场检测，该工程土钉实际抗拔力值均大于土钉抗拔力 设计值，而且土钉位移很小，土钉外观无明显变化，所 以，该工程土钉的施工是满足设计要求的。 ５．３施工安全管理措施 （１）制定安全生产责任制，明确项目经理为项目安全 生产第一责任人，对有关的管理、执行和检查人员都明 确具体职责，做到分工明确，各负其责。 （２）制定基坑专项施工方案，分析确定危险部位和过 程，并制定相应的应急措施，使这些危险部位和过程能 得到有效控制。 孔眼中心，钢筋插入深度不得小于设计要求的９０％，安 装后不得敲击、碰撞。灌浆用的砂浆应拌和均匀，随用随 拌，孔眼在灌浆前用风吹净，灌浆时从孔底开始，连续均 匀的进行。挂钢筋网前必须将坡面清理平顺使钢筋网紧 靠坡面钢筋网与土钉的联接必须牢固可靠。喷射混凝上 的配合比必须经试验确定喷射混凝上宜随拌随用。分层 喷射混凝土时后层混凝土应在前层混凝土终凝后进行， 如超终凝１小时以上时，则受喷面必须用水、风清洗；喷 头应与受喷面垂自其间距以０．６～１．２ｍ为宜。喷头应连 续、缓慢横向移动喷射厚度应均匀。喷射混凝土施工终 凝２ｈ后及时进行湿润养护，养护时间不得少于ｌ４天。 ５．４．２原材料控制 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。 ６结语 随着近年来城市建设的发展，高层建筑不断增多， 人防工程和地下空间的开发利用，基坑开挖工程日益增 多，基坑支护安全尤为重要。土钉支护技术具有施工机 具灵活，工艺简单，能够适应比较狭小的工作场地，且投 资少等特点，受到界内人士的广泛重视，土钉支护技术 也逐渐被推广及使用。● 一９３—
