简论支护土钉墙支护在深基坑工程中运用

论文导读：
摘要：土钉因其材料用量和工程量少、施工设备轻便、操作方法简单、结构轻巧、柔性大、施工所需场地小及安全可靠等优点，本文就主要综论述了其施工工艺及控制要点，并对施工过程中易出现的问题提出了处理措施。
关键词：土钉墙支护；深基坑；基坑支护；监测

一、土钉墙支护结构的特点及适用范围

1、土钉墙支护结构的特点

土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术，它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内，将土体加固成能自稳的挡土结构。土钉作用是沿通长与周围土体接触，以群体与土体接触界面上的粘聚力或摩擦力，使土钉被动受拉给土体以约束，使其达到稳定边坡的作用。

2、土钉墙支护结构的适用范围

土钉墙支护应用范围非常广泛，主要有：
(1)土体开挖时的临时支护，高层建筑等深基坑开挖，地下机构施工开挖，土坡开挖等。
(2)永久挡土结构，这类工程一般与施工开挖时的临时支护结合，如路堑土坡挡墙、桥台挡墙等。
(3)现有挡土结构和支护的修理，改建与抢修加固，边坡稳定的加固等。

3、土钉墙的构造

土钉墙由土钉和面层两部分构成，土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。
(1)钻孔注浆土钉为最常用的土钉，一般采用￠16～￠32mm的Ⅱ、Ⅲ级锣纹钢筋，￠70～￠120mm钻孔中形成。注浆材料为水泥净浆或水泥砂浆，其强度不低于M10。水泥浆水灰比一般为0.5左右，水泥砂浆配合比一般1：1～1：2，水灰比为0.38～0.45。注浆土钉设定位支架以使钢筋居中，孔口宜设置止浆塞及排气管。
(2)打入式土钉一般采用钢管等材料打入土中形成。打入式土钉一般钉长较短，不宜用于密实胶结土中。当打入钢管为周围带孔的闭口钢管时，可在打入后管内注浆，增强土钉与土的粘结力，提高土钉的抗拔能力。土钉长度宜为开挖深度0.5～1.2倍，土钉的间距宜为0.6～1.2m，土钉与水平夹角为1 0˚～20˚，土钉墙的墙面坡度不宜大于1：0.1。
(3)面层为土钉墙的重要组成部分。一般由￠6～￠l0mm，间距150～300mm的钢筋网，强度等级不低于C20的喷射混凝土组成，面层厚度一般为80～150mm。为保证土钉与墙面的有效连接，可采用加强钢筋与土钉和分布钢筋连接，也可采用加承压垫板方法连接。
( 4)当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施；土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，坡顶和坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。

一、工程实例

某商务楼工程；地上为12层，地下为1层，总建筑面积28812平方米。基坑占地面积3500平方米，实际开挖深度达5.10米。其中基坑西面为空旷场地，北面为河道，水位较高，距基坑边最小距离为15米左右，其余两面紧邻城市干道。为节省造价，工程支护主要采用了二级放坡土钉墙支护形式，局部转角部位采用灌注桩加上部3米土钉支护，土钉采用￠20钢筋，长度分别为6m、9m，钻孔注浆。坑中采用管井降水，同时基坑周边辅以5套轻型井点降水。场区主要土层自上而下分别为：①素填土0.3～

1.0m②粉质粘土0.5～2.5m③淤泥质粘土3～8.7m。

三、支护施工

1、土钉支护施工流程

开挖第一层土方→修坡→埋控制喷射混凝土厚度的标志→喷射第一层混凝土、混凝土养护，钻孔→安设土钉→压力注浆→绑扎墙面钢筋网→钉端锁定筋与钢筋网，水平垂直加强筋焊接，二次喷射混凝土→养护→开挖下一层土方、重复以上工序，直至最后一层土。

2、施工要点

(1)每一层工作面开挖深度为

1.6 m，其中最后一层工作面开挖至—4.8m，余土人工开挖。

(2)采用PZ—5型喷射混凝土机施工，喷射混凝土前，应对机械开挖的坡面及时修坡，每层混凝土喷射前埋设好混凝土厚度的标志，首层厚度控制在40～50mm。喷射作业应分段分片进行，同一分段喷射顺序应自上而下，喷头与受喷面应保持垂直且距离宜为0.6～

1.0m，喷射混凝土终凝后应及时喷水养护3d。

(3)采用专用钻孔机械成孔，成孔后及时安设土钉以防止坍塌，土钉钢筋按设计要求提前预制，混凝土宜加入早强剂以提高早期强度，注浆应连续灌注。
(4)钢筋网为￠6@200×200mm双向，应与土钉连接牢固，钢筋网喷射混凝土而层应向上翻过边坡顶部

1.0m；钢筋搭接长度为35d论文导读：

，土钉端部锁定筋应与钢筋网、水平垂直加强筋相互焊接，加强筋直径≮￠16mm。
(5)注浆分为两次注浆，第一次压力为0.4MP，第二次为0.8MP，第二次注浆按规定应在第一次注浆浆体初凝前完成，本工程实际控制在第一次注浆2～3小时范围内。
(6)喷射第二层混凝土前，应去除第一层混凝土松散的部分，混凝土的总厚度为100mm。第二层混凝土喷射完毕且终凝后，及时洒水养护，养护时间不少于3d。

四、基坑监测

1、应及时对支护结构及周边建筑物的安全性及稳定性进行跟踪监测；基坑开挖前，在2倍开挖深度以外，至少设置两处位移观测基准点。
2、在基坑四周紧邻的围墙上合理布置监测点，基坑边缘以外1～2倍开挖深度范围内需要保护的物体及土钉墙支护结构本身，均应作为监控对象。
3、各项监测的时间间隔可根据施工进程确定，在雨期及土方开挖过程中，要适当加密观测频率，当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数，当有事故征兆时，应进行连续监测。
4、观测结果要形成正式书面资料并作为边坡是否变形的依据，如发现边坡失稳或变形超标，应及时处理后方可继续作业。为此，现场当即对该两处坡顶面全部硬化处理，并将表层降水及时引流至城市排水管网，处理后监测正常。

五、注意事项

基坑开挖深度增加，施工难度增大，施工单位承担的风险也增加，因此要求深基坑的设计和施工必须选择技术可行、造价合理、安全可靠的支护方案，下面就土钉墙支护技术在深基坑中应注意的几个事项谈一下看法：

1、施工前应彻底熟悉、掌握工程地质勘探情况。

2、要掌握地下管线的材质、间距、管径、是否渗漏、有无损坏等。

3、要掌握地下水分布情况，及时掌握雨季施工地下水变化情况，并及时调整土钉分布数量。在本工程施工中就遇到一个问题，由于基坑北面为一条河道，河道局部地段有一条暗浜与其相连，暗浜的填土质量也较差，结果导致该处水系与河道相通。基坑在此处开挖，土钉成孔放置后，一直有水自土钉孔内及该处坡面渗出，坡面喷射混凝土后时间不长就整块脱落。为此，决定对该处基坑与河道之间进行压密注浆，通过压密注浆后将该处河道内的水通道阻断，同时在该坡面增加泄水孔，问题得以解决。

4、基坑开挖时要及时掌握地基土变化情况，制定相应措施。

5、土钉孔注浆应派有责任心的人员实施，及时检查钉孔注浆饱满度；对于浆液流失过多钉孔，应及时补浆。

6、土钉墙施工要随时注意天气变化，喷射混凝土面层时尽量避开雨天。

7、普通土钉墙要根据设计要求做好基础设施和施工，特别是8m以上的普通土钉墙必须按设计要求做好墙基础。
六、结束语
土钉墙支护深基坑工程与传统的支护形式相比，有以下特点：

1、应用范围广，可用于临时支护、道路工程、桥台挡墙。

2、材料用量少，施工速度快，工期可缩源于：硕士论文www.7ctime.com

短一半以上。

3、施工轻便、操作方法简单、对场地土层的适应性强。

4、经济、安全可靠。与一般的支护结构比可节省费用50%以上。

参考文献:
赵玉亮，刘星伟．土钉墙支护结构在深基坑工程中的应用[J]．内蒙古石油化工，2012年第04期．
刘旭灵，周觐．土钉墙支护技术在深基坑工程中的应用[J]．建筑科学，2012第S2期．