杭州市市民中心是杭州市政府办公楼迁建工程，是省重点工程，也是杭州市建设钱江新城、打造国际大都市的至关重要工程。我公司承建的杭州市市民中心S1地下车库基坑工程是整个杭州市市民中心项目中难度最大，挖深最深的基坑工程。本工程地下二层。基坑面积为29637m2，平均开挖深度12.74m，最大挖深达14m，基坑部分为钱塘江近代冲海积沉积的粉砂性土层，在动水作用下极易形成管涌，流砂，地质条件非常差。本工程地处新安江路、钱江路、富春路交叉口，基坑周边道路有许多重要管线通过，北侧已建建筑物离基坑非常近，基坑环境极为不利。本文主要对喷锚土钉墙施工工艺做一个系统的阐述，供同行人员参考。

 

　　1.1土钉墙结构及原理

 

　　土钉墙是由被加固土体、土钉及钢筋混凝土面层组成，形成一个类似重力式墙的挡土体系，以其自身的强度和刚度承受和抵抗坑壁侧向应力，使开挖坡面稳定。

 

　　土钉是通过成孔、插筋及注浆来设置的，沿其通长与周围土体接触，依靠接触面的粘结摩擦力与被加固土体形成复合体，当坡体发生变形时，土钉产生被动应力，并通过其被动受拉作用对坡体进行约束，而复合土体的变形则通过混凝土面层予以约束。

 

　　1.2土钉墙支护优越性

 

　　1）土钉墙能充分利用被加固土体的自重，降低了支护结构的负载。

 

　　2）土钉墙结构轻便、柔性大、有良好的延展性。

 

　　3）施工设备简单，对周围环境干扰小。

 

　　4）与土方开挖平行作业，无需单独的施工场地，对施工空间狭小，放坡难度大的场地能显示出其独特的优越性。

 

　　5）相比与其他类型的边坡支护方案，土钉墙工程造价低。

 

　　2土钉墙支护设计方案

 

　　采用深基坑支护软件（F-SPW4.0）计算，其中土层参数选用《岩土工程勘察报告书》中的建设值，考虑到土层的埋藏条件及基坑开挖情况，选择了典型断面进行计算，结果如下：

 

　　2.1土钉布置

 

　　2.1.1Ⅰ-Ⅰ断面（基坑东坡、南坡、西坡）

 

　　土钉水平方向间距1.5m，垂直间距为1.5m，第一排土钉距地表1.5m共布置4排土钉，以梅花型布设，土钉长度6.0-9.0m；土钉采用Φ20螺纹钢筋。

 

　　2.1.2Ⅱ-Ⅱ断面（基坑北坡）

 

　　根据现场条件，北侧考虑地面临建及材料堆积场地，故在此处土钉设计长度为9.0-10.0m，其余同Ⅰ-Ⅰ断面。 

 

　　2.2锚孔灌注

 

　　采用M15砂浆，土钉钢筋沿其通长方向设置船形中心定位架，保证土钉钢筋居中安装。

 

　　2.3砼面层施工

 

　　采用C20豆石混凝土，厚度不小于50-80mm，内设Φ6@200双向钢筋网片，保护层厚度不小于20mm，网片搭接长度大于35d。

 

 

　　土钉墙施工与土方开挖交叉或平行施工，开挖与支护应分层进行，分层厚度不大于4.5m，主要施工工艺流程如下：平整坡面→安装土钉（包括成孔、插钢筋、注浆）→绑扎固定钢筋网→喷射细石混凝土面层并进行养护→设置坡顶脚散排水措施→验收。

 

　　3.1排水

 

　　土钉支护宜在排除地下水的条件下进行施工，应采取恰当的排水措施，包括地表排水、支护内部排水及基坑排水，以避免土体浸水饱和坍塌并减轻作用与面层上的静水压力。

 

　　基坑四周支护范围内的地表应加以修整，构筑砼面层排水沟。靠近基坑顶部宽2-4m的地方适当垫高，防止地表雨水向下渗透，并且里高外低，便于水流远离边坡。在坑底设置排水沟、集水坑，及时排出积聚在基坑内的渗水和雨水，排水沟离开边壁0.5-1.0m。排水沟及集水坑用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏。

 

　　3.2土钉施工

 

　　3.2.1坡面平整

 

　　采用人工平整坡面，基坑边壁采用小型机具或铁锨进行削坡，保证边坡平整并符合设计规定的坡度，然后按照图纸设计要求采用钢尺确定孔位，以木桩或钢杆作为标记，孔位误差小于50mm。

 

　　3.2.2成孔

 

　　成孔采用人工洛阳铲成孔，成孔前对放设的孔位编号，成孔过程中做好记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、事故处理等，并将取出的土体与初设时所认定的加以对比，有偏差时修改土钉的设计参数，本工程孔径为120mm，孔径误差为-5-20mm孔深允许偏差为-50-200mm，成孔倾角为15度，偏差小于±3度，成孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。

 

　　3.2.3土钉加工与安放

 

　　为使土钉居中，在土钉钢筋置入孔中前，在土钉钢筋上每隔2.0m设置一个Φ8钢筋船形中心定位架，清孔后将土钉钢筋置入孔中。

 

　　3.2.4灌注水泥砂浆

 

　　采用M15水泥砂浆，用砂浆搅拌机搅拌均匀后将注浆管插入孔内，采用重力式注浆，直至砂浆饱满，在初凝前需补浆1-2次。为保证土钉质量，孔内注入浆体的充盈系数必须大于1.0，每次注浆时，预先计算所需的浆体体积并根据注浆泵的冲程数计算出实际向孔内注入的浆体体积，以确定实际注浆量超过孔的体积。同时，注浆用的水泥砂浆的水灰比不宜超过0.45。浆体应搅拌均匀并立即使用，开始注浆前，中途停顿或作业完毕后须用水冲洗管道。

 

　　3.3钢筋砼面层施工

 

　　3.3.1钢筋网片安放

 

　　钢筋网片可焊接或绑扎而成，网格允许偏差±10mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或20mm，采用搭接焊时焊缝长度不小于钢筋直径的10倍。土钉筋端部通过销定筋与面层内的加强筋及钢筋网片连接，其相互间应焊接牢固。钢筋网片在安放时应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度，钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，喷射混凝土时不得出现振动。

 

　　3.3.2混凝土喷射施工

 

　　喷射混凝土配合比应通过试验确定，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45，并应通过外加剂来调节所需和易性及早强时间。

 

　　喷射砼前，应对工人进行详细的技术交底，并对机械设备，风、水管路和电路进行全面检查及试运转，以保证面层砼顺利施工。喷射砼时应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.8—1.5m范围内，射流方向垂直指向受喷面。钢筋部位应先喷填钢筋后方，然后再喷前方，防止钢筋背后出现空隙。继续喷射作业时，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之湿润。

 

　　喷射混凝土终凝后2小时，应采取连续喷水养护5-7天或喷涂养护剂，确保面层混凝土充分养护。

 

 

　　本工程坚持下道工序对上道工序的验收，每根土钉的成孔、拉杆制作及安装、灌注及喷射混凝土在自检合格后，由监理进行中间验收，在支护工程竣工后，整理所有原始记录和试验结果存档备查。工程采用土钉墙支护方案，不但大大节约了土方开挖量，而且质量得到了很好地保证，并节约了成本。虞总对该工程十分重视，对施工全过程进行了监督和指导，圆满完成了该工程，受到工程指挥部高度认可。