简析贵阳土钉墙在贵阳地区明挖深基坑施工中运用与站

论文导读：
摘要 本文结合工程实例，介绍了土钉墙构造、原理和施工技术要点与优缺点，为此工艺在贵阳地质特点下的施工适应性提供参考。
关键词 土钉墙；深基坑；支护；施工
A文章编号 1674-6708（2012）77-0166-03
1 土钉墙的特点及应用所在
土钉墙是种高度强网喷混凝土面层、土钉及原状土三者共同受力，增大了土体延性的破坏，有效的改变了边坡突发塌方的危险，有助于施工的安全；其工艺采取了边支护边开挖的办法，工作面不会受到限制，工期有效缩短；在投资效益上，经济效益可观。
土钉墙支护比较适合在地下水位之上或用过降排水措施后的普通粘性土、素填土、粘性的砂土等等较均匀土体边坡上面。近此年，该种技术在开挖基坑施工中得到迅速的发展，不但是砂性土的开挖基坑应用广泛，而且更是成功应用在填土和软弱土层中。
2 项目概况

2.1 设计概况

贵阳轨道交通一号线会展中心～行政中心明挖区间，基坑平均深12m，宽度为10.5m～10.8m，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）的有关规定，基坑安全等级属于二级，基坑变形控制保护等级为二级。基坑采用二级放坡土钉墙支护，基坑坡度为1：0.2；坡面采用挂网HPB235，φ8@150×150mm；喷射混凝土强度等级C20，厚100mm；土钉采用钢花管φ42、φ48，单根长6m～11m；基坑位于红粘土地层时，在放坡二级平台插入间距

1.0m，φ89（t=4.5mm）无缝钢管，插入强风化层下3m。

2.2 地质概况

本项目区间基坑位于人工杂填土、硬塑状红粘土、可塑状红粘土。

2.3 施工概况

人工杂填土成孔过程中易塌孔、卡钻，硬塑状红粘土施工过程中成孔较容易。

2.4 周边环境

项目施工地点毗邻市政府，北侧为通往政府主干道。南侧为相邻施工单位及施工便道。施工过程中北侧通道多为轿车通行，南侧施工便道为出碴车辆通行。
3 基坑防护方式及工艺

3.1 施工工艺流程

杂填土及红粘土在施工过程中极易造成变形，局部行车地段易形成大面积坍塌，为保证在此地层中边坡开挖稳固，在土方开挖前做好以下措施：
1）对基坑范围内绿化带进行拆除，并按照测量边线破碎混凝土路面；
2）基坑周围在围挡附近做好排水通道，使地表水及基坑内抽出水排至影响带外；
3）按照测量交底进行土方开挖，并在开挖至坡面线时进行人工修坡；
4）挖土深度按照土钉位置进行控制，开挖面比土钉低50cm；
5）平台设置竖向超前钢花管，防止坡面坍塌。
基坑土方分两阶段进行施工：第一阶段，配合土钉分层开挖、分段开挖；第二阶段，挖除基坑核心土体。

3.2 土钉墙施工

土钉墙施工包括五个工序：钻孔、安装土钉、注浆、钢筋绑扎及喷射混凝土。
1）土钉加工及钻孔：土钉制作和常规土钉制作基本相同，采用了无缝钢管并钻注浆孔加工成钢花管。在杂土层中用阿特拉斯液压钻车冲击成孔。在纯土层中采用潜孔钻机成孔；
2）注浆方式：主要用后退式注浆的方法。由低到高的来注浆，加压要缓慢，应控制其最大压力在1.5MPa左右，如过快过大加压，会导致软土的变形，更严重甚至会让面层产生崩裂，非常不利于支护。土钉插入后注浆将土钉与土体嵌固于孔中的收缩现象，影响了土钉的嵌入程度，再进行了二次注浆对第一次的注浆进行补强。
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浆作业：土钉完成后进行钢筋网绑扎，并在土钉位置设横、纵向加强筋。喷射混凝土均匀喷射，快速封闭暴露土层，防止地表水渗入及减缓钢筋、土钉锈蚀。
随着土方分层开挖，及时进行以上作业循环。

3.3 如何支护杂填土层

杂填土分布在基坑中，它的成份多数是建筑垃圾、石、砂等。在这样地层中，很难成孔，或钻直不易，或钻进不易。如用套管钻孔来解决此类难题，那成本太高。所以我们采用即安全又可靠经济快捷的高压花管钢注浆法。方法：喷射混凝土封闭，再把钢花管打入到该土层中，高压注浆钢花管，让浆液可通过一定密度的管壁孔眼，在排掉气体的同时，渗入到一定范围（20m～30m）土层缝隙中，有效把建筑垃圾和其它松散土壤结成较坚硬完整的整体。

3.4 淤泥夹层的支护

担心开挖过后应力释放后，此层在水的作用下，出现滑移压缩变形，在揭露此层表面后就指定了指定性的加固处理施工方案。施工方法是：开挖前进行超前加固（垂直边坡打入8m长的竖向φ89钢管间距1m；开挖时必须控制好深度和长度，开挖后马上使用喷射混凝土封闭。从而按通常的土钉支护施工工艺操作，最后顺利通过了此类不良地质地段。
4 土钉支护方式的优点
1）作为土层支护的一种方法，土钉自上而下的施工方式及施工特点具有很多优越性：
（1）与传统挡墙相比，不需要基坑开挖及回填，从而提高了经济效益减轻了对环境的影响；
（2）土钉支护占用场地狭小减少市政道路的占用，对于市政工程比较实用；
（3）土钉支护在施工过程中所需时间较少，施工快捷、方便，适合于土层及时支护的及时性要求。
2）与常用支拉锚杆锚定挡墙相比，土体加固于实用的土层具有以下优点：
（1）由于最大土压力支护和在没有传递到开挖面，从而取消了所需的高承载能力的结构面。无需混凝土永久层；
（2）在土石混填及纯土层地段施工灵活，相对于大直径竖向混凝土桩设置来说，土钉施工更方便易用；
（3）对于工期来说土钉施工易于缩短工期，土钉无需应力施工设备简易，人力物力投入较少。
5 施工监测

5.1 施工监测

在开挖基坑施工中，地层应力的改动将致使基坑边坡结构变形甚至位移，主要包括基坑结构及周围土体的侧向位移和竖向沉降，这些位移超出一定范围，必然对基坑边坡结构产生破坏，并影响临近道路的安全使用。施工工况动态分析是在理想条件下模拟施工过程计算得出的，在岩土中修建地下工程，由于对地下工程设计合理性进行理论分析牵涉问题很多，比较困难，其主要原因是：1）复杂的岩土；2）难以模拟的施工方法；3）围岩和结构， 相互支护作用的复杂性；4）城市周围地下工程环境很复杂，必须通过信息化来施工，最快的反馈施工论文导读：
情况并不断修正完善设计，进而保证地下工程施工过程中周围建（构）筑物安全。信息化施工的基础是对施工过程进行监控量测，具有深远意义。

5.2 监测结果

本工程在深基坑支护部位的东西两侧使用全站仪进行了位移监测，附近建筑物部位使用水准仪进行了沉降监测。此施中专毕业论文www.7ctime.com
工段共设9个测点，在基坑开挖高峰时间内，一天观测一次，以后每3 天观测一次，直至基础施工至地面（基础随开挖及时进行施工）。
图4 基坑变形观测数据分析
通过位移时程曲线分析，各测点水平位移范围为1mm～15mm 之间，各测点的位移时程曲线后期变化平缓，位移增量很小，由此可见基坑处于整体稳定状态，通过对周围地表沉降观测，最大沉降量为4 mm ，最小沉降量为2mm，所以基坑开挖对周围建筑物未产生任何不良影响。
6 施工经验
当实际施工中出现适应的地质条件略有不符时，工程设计中经常采用以下措施来限制变形：
1）采用的钻机有潜孔钻、液压顶进钻两种。经过现场试验，在杂填土层中潜孔钻成孔很难，用阿特拉斯液压钻车顶进成孔较好，但受基坑宽度（作业距离）、推力和钻杆长度的影响成孔总深度有制约，一般不能超过9m，因为管外空间很少的因为在同样深度锚固效果不入潜孔钻。软土层中用冲液压钻车接顶进钢花管，打入土层中随即注浆即可，施工快捷方便，但是锚固效果不好，事实证明潜孔钻澄孔后的土钉锚固效果也不好，因为本工程特点的粘土吸浆效果很差。所以建议杂填土层中采用自进式锚固支护；纯土层中取消土钉，只采用短锚钉挂网喷封面即可，但基础底的干燥环境很重要，如果做不到，就需要考虑改变支护方式，改用桩板墙之类的支护形式；
2）加大土钉面的密度。这样一来不仅可增加抗拔力，更重要的是能改良软土的作用。实践中，软土的改良主要依靠抗拔力的增加，再者才是增加的长度。在实践工程中，竖向间距和土钉的水平距离最好能控制在

1.2m～1m为宜。如有特殊地段可以加密；

3）加长土钉长度。在软土被改良情况下，增长土钉，可有效的提高土钉抗拔力；
4）土钉的主要材料通常选用强度较大的钢筋。但又考虑到成孔在软土中比较不易，工程中一般用具有同等强度的钢管来代替钢筋，用设备直接将钢管冲击打入软土层中。锚管的管体可以用普遍钢管，壁厚以工程实际状况来确定，以满足强度要求为前提。锚管内端部应加工成锥形扩大头，沿管壁呈螺旋线型布孔，注浆孔孔径一般取φ8～φ10mm，间距约15cm；靠近锚管外端部

1.0m～5m处不设孔眼。

7 安全措施要保证
1）施工工作者要戴好安全帽，3m以上空中作业应佩带好安全带；
2）建立安全领导的小组以该项目经理为首，坚决执行好国家相关建筑安全的规定，以“安全第

一、预防为主”为指导方针。并需要培训才能上岗；

3）制定基坑施工专项方案，分析存在危险的地方，分析施工中危险的过程和部位，准备好相应的应急方案，所有施工设备务必要一箱、一机、一闸、一漏的保护；
4）要在临时的脚手架挂上钢丝网，喷砼浆时，一定不可在同一垂直线上有其它人操作；
5）加强施工机械设备的维护，及时检查设备，使设备能保持良好的运行。
8 施工中应注意的事项
1）注意保护好土坡的原状土，以免受外界扰动，在开挖基坑完成后要马上对其进行护层面的施工，以防止间隔时间太长，以免土体受扰动而引发局部塌方；
2）为让保护层和土体结合更紧密，喷浆前和修坡中都要喷水湿润表面；喷层中层要设有钢筋网；要注意水泥新旧砂浆搭接，以确保护层的整体性良好和不透水性；
3）必须清理好基坑，以防止地面水或者雨水渗入坡体内，以防护层沿坡面滑动和层土坡脱节剥离等。
9 结论
轻轨明挖区间深基坑中选用了土钉墙进行基坑防护，节约时间及施工场地，基坑各监测点变形值均在设计范围内，保证了工期及防护质量。全线基坑施工单位中是唯一一家质量、进度双优先施工单位。
参考文献
程良奎，李象范.岩土、土钉、喷射混凝土—原理、设计与应用.
吕春华，吴绍强.土钉墙施工技术在深基坑支护工程中的应用.