土钉支护技术在基坑工程中的应用

土钉支护技术在基坑工程中的应用

摘要：土钉支护是近年来在国外发展起来的一种基坑支护技术。由于其具有造价低、施工迅捷、适应多种地质条件等特点，因此，在基坑支护和边坡加固中得到广泛应用。本文通过工程实例，详细论述了土钉支护施工技术在基坑工程中的应用，并提出了施工中应注意的问题。

关键词：钢管土钉基坑支护施工工艺基坑监测

中图分类号：tv551.4 文献标识码：a 文章编号：

一、工程概况

本工程场地自然地坪标高平均值为-0.600m，坑底设计标高为

-5.800m ，局部标高为-6.400m，故基坑实际开挖深度为 5.20m，局部开挖深度为5.80m。本工程基坑最大开挖深度为 5.80m，根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中关于土方开挖工程的边坡值的要求，本场地基坑开挖的边坡值应为 1：1，根据基坑与临近两边道路的实际距离，大部分边坡无法满足 1：1 的边坡值要求，故本基坑按现有实际条件开挖后，必须对基坑采取有效支护措施，方可进入下一道工序。经过综合考虑，本工程最后采用土钉墙进行围护。

土钉支护是以较密排列的土钉作为土体主要补强手段，通过钢管锚钉与土体和喷射混凝土面层共同工作，形成补强复合土体，达到稳定边坡的目的。边坡位移一般不超过2‰。

土钉墙支护比传统围护方法(钻孔灌注桩、深层搅拌桩)造价低、

工期短、无泥浆污染等，支护后的边坡稳定又安全。

土钉支护适用于地下水位较低或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土等，不宜用于淤泥质土、饱和软土及未经降水处理地下水以下的土层。场地土质较好且均匀，基坑开挖深度在5～

15 m范围内时，可采用土钉支护方法。

二、基坑支护方案

1施工准备

(1)土钉采用48×3.5钢管，土钉水平安放角为10°和20°，根据开挖深度布置土钉的排数，垂直方向间距为0.9，0.93，1.0，1.1，1.2，1.4，1.5m，水平方向间距为1 m，均采用梅花形布置(图1)。图1钢管钉竖向布置示意

(2)采用低压注浆，注浆压力控制在0.4～0.6 mpa。注浆采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5，注浆量不少于20kg／m，水泥浆应拌和均匀，做到随拌随用，一次拌和的水泥浆在初凝前用完。

(3)喷射混凝土强度等级为c20，厚度为100mm，混凝土配合比为水泥：砂：石=1：2：2，喷射混凝土中添加5％～6％的速凝剂。钢筋网规格为8@200，双向布置，加强筋规格为2l4。

(4)施工机具、设备采用空压机、混凝土喷射机、注浆机、钢管冲击机、电焊机和搅拌机。

2施工工艺

工艺流程为：测量定位放线→开挖工作面、修整边坡→土钉制作、安放→绑扎钢筋网、连系筋→喷射混凝土→土钉注浆。

(1)放线。先用测量仪器准确定出地下室外墙轴线位置，预留操作面，用石灰做出开挖线标志。

(2)土方开挖。基坑放线后即可开挖，边开挖边支护，每层开挖深度为1.50m，分层开挖，分层支护，挖完亦支护完。

(3)修坡。土方开挖后，按照设计剖面坡度修理基坑边坡，要求坡面修理平整，确保喷射混凝土的质量。

(4)土钉制作、安放。土钉第一根末端封闭，做成尖端，在土钉四周开注浆小孔，小孔直径为5～8mm，小孔在土钉上呈螺旋状布置，间距为500 mm。土钉口部2.5 m范围内不设置注浆孔。采用钢管冲动机将加工好的土钉按照设计标高、间距打入土体内。如深度不够需加接土钉时。土钉与土钉的连接部位采用钢筋焊接，搭接长度为30 cm。如遇建筑物基础和管线障碍，应设法避开。边坡顶部垂直土钉距基坑边1．5 m，土钉长度为1．50m，间距为2m。

(5)绑扎钢筋网。钢筋网片规格一般为8@200，双向布置，为加强面层与土钉协调受力，使钢筋网牢固地固定在边壁上，增加 l4mm 的连系筋，焊成井字形，将土钉与井字架焊牢，接头部分要预留一定的搭接长度(图2) 锚管端部、连系筋、三角筋应相互焊牢(图3)。图2钢筋网片平展示意

图3 锚管锁定示意

(6)喷射混凝土。面层混凝土在钢筋网编焊工作完成后进行，喷射混凝土的射距在0.8～1.5 m范围内，从底部逐渐向上部喷射，射流方向一般应垂直喷射面。在施工搭接处应清除杂质，在喷射前

用水润湿，确保喷射混凝土搭接良好，保证喷射混凝土质量，不发生渗水现象。

(7)土钉注浆。在面层喷射混凝土达到一定强度时才能注浆。注浆前先用高压水管插入管底部，冲洗钢管，直至出现清水。然后从钢管底部开始注浆，边注浆边拔管，再进行口部高压灌浆。土钉注浆通过两方面控制：一是注浆压力控制在0.4～0.8 mpa：二是注浆量控制在40kg／m左右。为防止土钉端部发生渗水，在土钉成孔之后、喷射混凝土之前，将土钉周围用粘土及水泥袋填塞密实，注浆饱满，即可避免出现土钉头渗水现象。

三、施工监测

土钉墙施工须以信息化施工作为保障，因此测试工作是必须的，测试项目包括：(1)边坡的水平位移，报警值为2 mm／d，连续3 d；

(2)边坡的沉降观测，报警值为1 mm／d。连续3d。

正常情况下，每天测量一次，开挖过程或阴雨天时须跟踪观察，每2 h测一次，提供信息数据。对支护位移的量测至少应有基坑边坡顶部的水平位移与垂直沉降。测点位置应选在变形最大或局部地质条件最为不利的地方，测点总数不宜少于3个，测点间距不宜大于30 m。当基坑附近有建筑物等设旋时，也应在相应位置设置测点。用精密水准仪和经纬仪量测。

四、应急抢险措施

1治水处理

本工程地下水位约在地表以下l m，含水率为30％左右，含水量

较大。雨水或其他地面水量较多时，应在地面沿坡壁四周、距坑壁1.0～1.5 m处设置排水沟，将雨水或其他地面水引流到远离基坑的地方排出，在排水沟与坑壁之间的地面喷射钢筋混凝土，以防坑边地面渗水。

当坑壁含水量较大并出现渗水或涌水现象时，喷护前在土钉上方20～40cm处设置长度为3～5 m的引流管。水平间距为2.0～2.5m，以减少边坡的水压和保持边坡的干燥，以利于喷射混凝土施工，在较潮湿的土壁上喷射混凝土时，应添加适量的速凝剂。

当坑底渗水较严重时，在坑底距坑壁1.0m处设置排水沟，将水引流至远离坑壁的集水坑，抽排到地面的排水沟内。土挖至坑底时，为防止地下水和软土上涌，应随挖随做混凝土垫层，以便将坑底封死。

2局部裂缝处理

局部坑壁位移过大、坑边出现裂缝时，可在适当位置加密加长布置土钉并采取外层拽拉加固措施，以防止变形扩大，确保边坡的稳定。必要时可在局部区域坑外卸载，确保基坑安全。

3局部滑塌处理

一般可在塌方处口部打垂直锚杆桩和焊接横向拉筋，将边坡外积土回填，及时喷射被面层，重新打入加长加密的土钉并同时注浆。

五、结束语

钢管锚钉支护深基坑边坡具有经济、迅速以及占用场地小、无噪音污染等优点而被广泛利用，但其在实际应用中应须进一步完善，