土钉墙支护技术在建筑工程深基坑开挖施工中的分析应用

土钉墙支护技术在建筑工程深基坑开挖施工中的分析应用

尹宪鑫

尹宪鑫

广西建工集团基础建设有限公司广西南宁530007

摘要：通常地下工程施工均是于工程正式开工之前就开始挖掘，这时建筑施工深基坑支护工作则显得非常关键，直接影响到整个建筑安全、稳固。土钉墙支护施工技术因其施工流程少且成本偏低，近年来被广泛应用于建筑工程深基坑施工中。本文分析了土钉墙支护技术在建筑工程深基坑开挖施工中应用，并提出实用性应用策略。

关键词：土钉墙支护；建筑工程；深基坑开挖

土钉墙支护技术应用于高层建筑深基坑支护工程施工中可充分缩减施工工期，从而提升建筑质量且降低成本。随着国内社会经济水平的不断提升，中国现代化建筑工程正朝着高大中趋向发展，其使用功能、构造等各方面新要求的提出使得建筑工程基础埋深持续加深。本文着眼于房地产基础工程建设施工管理工作，详细分析基坑支护工程中各项施工方式，加上楼房基础加固工程中各项技术测量。

一、土钉墙支护技术概论

1.土钉墙支护技术施工

土钉墙支护结构均是于原位土体上进行加固，主要是指将土钉打进建筑基坑边坡土体中，从而将土体加固为稳定性较强的结构。土钉则是打进基坑边坡原位土体中细长杆件，土钉间距务必相同，通常一段原位土体上土钉排列非常密集。土钉外喷射水泥砂浆，最终形成土钉墙，使得土钉墙及原位土体更加紧密的结合。此类支护技术可充分提升基坑边坡安全稳定性，可以有效提升建筑工程基坑施工质量。

2.土钉墙支护施工适应范围

土钉墙支护结构一般而言则主要适应于超过下水位及通过排水后的素填土及普通粘性土，或是粘性沙土与粉尘等较均匀的土体边坡，含水量大的粉细砂层及淤泥土层等均不适应，也不可用于有着临时自稳力的饱和软土层中。建筑结构施工时所使用的土钉墙支护技术大都是于土体开挖时支护，建筑高层建筑所展开的深基坑开挖，地下工程结构土坡开挖等方面；或者是永久性挡土结构，此工程及土体开挖时临时支护结构互相结合；还有挡土结构及支护结构维修及加固等；最后是边坡稳定时所使用的土钉墙支护对于失稳堤坡加固。

二、土钉墙支护于建筑深基坑施工中的应用分析

1.土钉墙支护技术施工主要流程

图1土钉墙施工工序流程及质量控制简视图

完整的土钉墙支护技术主要为土钉墙施工、钢筋网喷射混凝土施工，同时为了奠定良好的基础为土钉墙支护工作的有序开展，则务必掌握具体施工流程。第一，土钉墙施工工艺流程。土钉墙施工工艺主要是开挖土方、修整边壁、测量放线、钻机就位、钻杆、孔位校正、角度调整、钻孔、清孔、插入土钉、压力灌浆、养护工作；第二，钢筋网喷射混凝土施工工艺主要流程为平整立面、绑扎钢筋网片、干配混凝土料、根据次序打开电风水等开关、喷射混凝土、养护混凝土面层。如图1所示，土钉墙施工工序流程及质量控制简视图。

2.土钉墙支护工作中施工要点

2.1测量放样

深基坑施工前期，工作人员应根据设计图严格设置尺寸大小，逐一定为施工场地中基坑上下口，同时进行清晰的标记，以便施工人员可精确无误的观察到，从而确保支护施工工作有序开展。

2.2基坑开挖

通常大雨会使得深基坑施工质量及进度受到影响，所以下雨时施工人员应于现场内进行大规模基坑开挖工作，及时抽离基坑中较多水分，尽量避免施工现场土质受其影响，从而确保基坑工程安全稳固。

2.3打土钉孔

深基坑施工时则工作人员打土钉孔要保持100mm孔径尺寸，完成机钉孔之后应确保是水平方向进入。安装土钉时则应确保土钉是安插于指定位置，从而提升砂浆握力及凝聚力，施工人员应确保焊接托架间距为2m。

2.4钢筋网绑扎

通常是将钢筋网片按照施工设计要求施以绑扎，钢筋网片长度及邻近接口错开程度务必符合规范要求。钢筋网辫扎好之后则于上部展开焊接，从而使得土钉及钢筋网充分结合。钢筋网片插进土体钢筋中再固定，与坡面距离为3cm，塔接时则上下左右务必对齐，长度务必保持于30cm之上。

2.5复喷

复喷应于土钉焊接完成之后进行，尽量避免钢筋后面出现裂缝，应先喷填钢筋后部。为了有效确保土地可与墙面紧密连接，可选择承压垫板方式施以连接。喷射混凝土选用复合型硅酸盐水泥，砂子应用时含水率需保持为5%，最大粒径不能大于10mm中砂。喷射时应充分掌握水灰比，从而保障混凝土表面平整度。

2.6锚固

砂浆柱体及密集锚杆互相结合，这对周边土体会产生良好的锚固作用，对砂浆柱周边土体形变也有较好遏制效果。土钉墙中的土钉拉力工作是土体出现形变之后所承受的拉力，并不需要对其施以外加预应力，密集土钉支护边坡则关键是加筋的意义，从而提升土体强度。由于土钉全长范围之内及土体接触而荷载均是沿着整个土体传递。

三、工程实例

某商住大厦高18层，地下室是车库用房，1、2层位商业用房，三层之上均是住宅，占地可达37.5m61.3m。该场地南边2.8m位置是市交通主干道，人行道下埋设相应供水管道及通信管线和煤气管道等各类市政设备，深埋大约1m；场地东边及北边地下则埋设直径为1.5m市政污水管道，总体深埋大约1.3m，场地西边相邻银行大厦。场地土层为杂填土层、粉质粘土层、淤泥层、砂质黏土层、基岩均是微风化大理岩。

该工程均使用机械开挖基坑土方，沿着基坑周围分层分段下挖，各段开挖程度均为7.5至10m之内，各层开挖深度均为1.6m，整体分为4层开挖，开挖之后则施以土钉及面层施工，等到水泥面层砼强度符合规定之后再继续，土钉支护完工之后的场地土方均使用退挖方式由西网东开始进挖到底。土钉均使用直径150mm，锚管壁厚为3mm，管壁之上均根据400间距来设置孔径为10mm出浆孔，将出浆孔设置于锚管深部三分之二处，锚管端部则采用600mm扩大头。软土中土钉作用主要是抗拔，这时土钉作用部分则是直线破裂面之外，若是锚管全长都设有注浆孔及压力注浆，锚管浅部极易注出水泥浆，同时挤压基坑侧壁，增加土体位移且深部位土钉注浆量缺失，从而降低抗拔力，这也可以说是软土土钉及好土土钉之间的差别。注浆压力均保持在0.5至1MPa，喷射直径则为15mm。场地北边的锚管为了尽量避开建筑桩位而调节其间距。该场地顶端图层性质较好则可利用其自立高度，开挖1.9m且土体滑动安全系数为1.05，挖掘时则使用机械挖土铲压入密排木桩。木桩应之前打进软土层中，以便避免在开挖之后而将淤泥直接暴露，从而降低了淤泥变动所产生的位移。杂填土中土钉则应使用纯水泥浆进行灌注，适当增加注浆量，水泥浆液也应注进杂填土中，同时提升了锚固体断面且提升了土钉极限抗拔力，充分降低了杂填土土体位移。

结束语

随着国内高层及超高层建筑物的持续建成和应用，从而有效提升了建筑工程用地率，同时为了满足国内人防工程及各项基础埋深要求，开发商方面开始于高层及超高层建筑物体下进行地下设计。本文就土钉墙支护技术在建筑工程深基坑开挖施工中的应用进行了分析，并提出实用性应用策略以提升国内建筑工程深基坑开挖水平。

参考文献：

[1]季红英.土钉墙支护技术在深基坑中的应用分析[J].科学时代，2013（05）

[2]杨立群.土钉墙支护在建筑深基坑施工中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（17）

[3]代国忠.新型土钉墙支护技术在基坑工程中的应用研究[J].地质找矿论丛，2011（06）

[4]肖烈烜.土钉墙支护在建筑深基坑施工中的应用[J].江西建材，2013（04）