基坑施工阶段放坡土钉墙支护技术的应用分析

基坑施工阶段放坡土钉墙支护技术的应用分析

许瑞斌 

上海外服（陕西）人力资源有限公司

摘要：本文针对基坑施工阶段放坡土钉墙支护技术的应用进行了深入分析。首先介绍了放坡土钉墙支护技术的基本原理和特点，阐述了其在基坑施工中的重要性。随后，详细探讨了该技术在基坑施工中的具体应用，包括施工准备、土钉施工、喷射混凝土及后期养护等关键环节。通过分析实际工程案例，总结了放坅土钉墙支护技术的优势和注意事项。最后，对该技术的未来发展趋势进行了展望，为工程实践提供参考。研究表明，放坅土钉墙支护技术具有施工便捷、成本低廉、适应性强等优点，在确保基坑施工安全、提高施工效率方面发挥着重要作用。

关键词：基坑施工；放坡土钉墙；支护技术；应用分析

随着城市化进程的加快和地下空间的有效利用，深基坑工程日益增多。在基坑施工过程中，支护结构的设计和施工质量直接关系到工程的安全性和经济性。放坡土钉墙支护技术作为一种新型的基坑支护方法，因其经济、高效、适应性强等特点，在工程实践中得到了广泛应用。本文旨在对放坡土钉墙支护技术在基坑施工阶段的应用进行深入分析，探讨其施工要点、优势及注意事项，为相关工程实践提供参考和指导。

1放坡土钉墙支护技术概述

1.1 技术原理

放坡土钉墙支护技术是一种复合支护结构，主要由土钉、喷射混凝土面层和土体构成。其工作原理基于土钉与周围土体之间的摩擦力和粘结力，通过土钉将不稳定土体锚固在稳定土体中，形成一个整体的复合结构体系。土钉通常呈一定角度倾斜插入土体，并通过注浆与周围土体紧密结合。喷射混凝土面层则起到防护和连接作用，将各个土钉连接成一个整体，同时防止表层土体风化和剥落。

在受力过程中，土钉主要承受拉力，通过与周围土体的相互作用，将土体内部产生的剪应力传递到更深层的稳定土体中。这种应力传递机制使得整个支护结构能够有效抵抗侧向土压力，保证基坑的稳定性。同时，由于土钉的存在，增强了土体的整体强度和刚度，提高了支护结构的抗变形能力。

放坡土钉墙支护技术的核心在于充分利用土体自身的强度，通过土钉的加固作用，形成一个新的复合土体结构。这种技术不仅能够有效控制基坑变形，还能显著提高基坑的整体稳定性，为基坑施工提供可靠的安全保障。

1.2 特点及优势

放坡土钉墙支护技术具有多项显著特点和优势，使其在基坑工程中得到广泛应用。首先，该技术施工简便、速度快，无需大型机械设备，可以在狭小空间内进行操作，适应性强。其次，放坡土钉墙支护结构轻便灵活，对地基承载力要求较低，可有效减少基坑开挖量，节省工程造价。通过土钉的加固作用，形成的复合土体结构能够均匀分散应力，减少局部应力集中，提高结构的抗变形能力。同时，由于采用喷射混凝土面层，可以根据实际需要灵活调整支护强度，实现个性化设计。在环境保护方面，放坡土钉墙支护技术对周围环境影响小，施工过程中噪音和振动较小，有利于保护周边建筑物和地下管线。另外，该技术可以与其他支护方式相结合，如桩锚支护、地下连续墙等，进一步提高支护效果。

1.3 适用条件

放坡土钉墙支护技术虽然具有多项优势，但并非适用于所有基坑工程。：首先，从地质条件来看，该技术最适合应用于自立性较好的土层，如粘性土、砂质粘性土等。对于松散砂土、软弱黏土或地下水丰富的地层，需要采取额外的加固措施或考虑其他支护方式。同时，地下水位应低于基坑开挖面，否则需要进行有效的降水处理。其次，从基坑深度来看，放坡土钉墙支护技术通常适用于深度在15米以内的基坑。对于更深的基坑，可能需要结合其他支护方式或采用多级放坡设计。基坑周边环境也是重要考虑因素，该技术较适合用于周边建筑物荷载较小、对变形要求不严格的环境中。

2放坡土钉墙支护技术在基坑施工中的应用

2.1 施工准备

现场勘察是放坡土钉墙支护技术施工准备阶段的关键环节，对工程的顺利实施和安全性起着至关重要的作用。首先，需要对场地的地质条件进行详细调查。这包括土层结构、岩土性质、地下水位等信息的收集和分析。通过钻探、取样和室内试验，获取土体的物理力学参数，为支护设计提供可靠的数据支撑。特别需要注意的是，要识别可能存在的软弱夹层、溶洞等不良地质现象，以便在设计中采取相应的防护措施。其次，要对周边环境进行全面调查。这包括邻近建筑物的分布、地下管线的位置、交通情况等。需要评估周边建筑物的承载能力和允许变形量，以确定支护结构的变形控制标准。对于地下管线，要明确其埋深、走向和保护要求，避免施工过程中造成破坏。材料准备是放坡土钉墙支护技术施工的重要环节，直接关系到支护结构的质量和性能。主要涉及的材料包括土钉、水泥、砂石、钢筋等，需要根据设计要求和工程特点进行合理选择和准备。土钉是支护结构的核心组成部分，通常采用热轧钢筋或精轧螺纹钢筋。选择时需考虑其强度等级、直径大小、防腐性能等因素。对于腐蚀性较强的环境，可选用环氧树脂涂层钢筋或玻璃纤维增强塑料（FRP）土钉。设备选择是放坡土钉墙支护技术施工准备阶段的重要内容，直接影响施工效率和质量。

2.2 土钉施工

土钉施工是放坡土钉墙支护技术的核心环节，主要包括钻孔、土钉制作与安装、注浆三个步骤。钻孔过程中，需要根据设计要求确定钻孔的位置、角度和深度。通常采用潜孔锤钻机或冲击回转钻机进行钻孔作业。钻孔直径一般比土钉直径大50-100mm，以便于后续注浆。钻孔过程中要注意控制钻进速度和压力，避免对周围土体造成过大扰动。对于易塌孔的土层，可采用套管跟进或泥浆护壁等措施。土钉制作通常在现场进行，需要按照设计长度切割钢筋，并在一端加工成锥形，以便于插入钻孔。土钉表面要清理干净，必要时进行防腐处理。安装时，要确保土钉能顺利插入钻孔底部，并保持居中位置。在土钉外部可安装定位装置，如塑料定位环，以保证土钉在孔内的位置。注浆是确保土钉与周围土体紧密结合的关键步骤。通常采用水泥浆或水泥砂浆进行注浆，浆液配比需要根据土层特性和设计要求确定。注浆过程中要控制注浆压力和速度，一般采用低压慢注的方式，从孔底开始逐步向上注浆，直至浆液从孔口溢出。注浆完成后，要及时清理孔口多余的浆液，并做好防护。

2.3 喷射混凝土施工

喷射混凝土施工是放坡土钉墙支护技术中的重要环节，主要包括钢筋网铺设、喷射混凝土和质量控制三个步骤。通常采用冷轧带肋钢筋网或焊接钢筋网，网格尺寸一般为100mm×100mm或150mm×150mm。铺设时要确保钢筋网与坡面紧密贴合，并与土钉头部固定连接。钢筋网之间的搭接长度不少于300mm，并用绑丝牢固绑扎。在坡面凹凸不平处，可采用弹性支撑杆调整钢筋网位置，确保喷射厚度均匀。工艺中，干料和水在喷嘴处混合；选择何种工艺需要根据工程规模、质量要求和施工条件综合考虑。喷射时要控制喷嘴与坡面的距离和角度，一般保持0.6-1.5m的距离，垂直喷射。喷射应分层进行，每层厚度控制在50-70mm，总厚度通常为100-150mm。通过规范的喷射混凝土施工，可以形成一个坚固、均匀的防护面层，有效保护土体，增强支护结构的整体性和耐久性。

2.4 后期养护及监测

后期养护及监测是确保放坡土钉墙支护结构长期稳定和安全的重要环节，主要包括养护措施和监测内容及方法两个方面。养护措施主要针对喷射混凝土面层，目的是确保混凝土达到设计强度并具有良好的耐久性。常用的养护方法包括覆盖养护和洒水养护。覆盖养护通常采用塑料薄膜或湿麻袋覆盖喷射面，防止水分快速蒸发。洒水养护则需要在喷射完成后24小时内开始，并持续7-14天，保持混凝土表面湿润。在寒冷地区，还需采取防冻措施，如使用保温材料覆盖或加热养护。

3结语：

放坡土钉墙支护技术作为一种经济高效的基坑支护方法，在工程实践中得到了广泛应用。本文对该技术在基坑施工中的应用进行了系统的综述，涵盖了从施工准备到后期养护及监测的全过程。通过详细阐述现场勘察、材料准备和设备选择等施工准备工作，为工程的顺利实施奠定了基础。在土钉施工和喷射混凝土施工环节，重点介绍了关键工序和质量控制要点，为确保支护结构的质量和性能提供了技术指导。后期养护及监测部分则强调了维护支护结构长期稳定性的重要性，并提出了相应的措施和方法。

参考文献：

[1] 张军, 李明, 王宇. 土钉墙支护结构在复杂地质条件下的应用研究[J]. 岩土工程学报, 2018, 40(S2): 217-222.

[2] 刘建华, 陈云, 赵明华. 基于FLAC3D的土钉墙支护结构稳定性分析[J]. 中国矿业大学学报, 2019, 48(6): 1285-1292.

[3] 王强, 杨军, 李伟. 土钉墙支护结构长期性能监测与评估方法研究[J]. 地下空间与工程学报, 2020, 16(3): 786-793.

[4] 周建, 马亮, 孙凯. 土钉墙支护结构在软土地区的适应性研究与工程应用[J]. 建筑结构, 2021, 51(14): 104-109.