近年来，随着我国经济建设和城市建设的快速发展，高层建筑和地下工程的大量兴建，建筑基坑越来越深，坡度越来越陡，这给基坑支护提出了新的挑战。土钉墙支护技术由于具有材料用量少，施工速度快，安全可靠，经济等优点在深基坑围护中得到广泛应用。

 

　　 土钉墙是一种原位加固土技术，就其作用机理而言，既不同于桩、墙围护结构体系，又有别于水泥土重力式挡墙，它对土坡稳定的主要作用是注浆土钉通过置换和护渗，改变土体性质，土钉与土体间相互作用，土钉自身承受拉、压、弯、剪及面层土压力，有效地提高土体的抗剪强度和整体“刚度”，土钉在“土钉墙”复合体内犹如钢筋网架一样，具有骨架作用，并与土体形成一个完整的整体，如同挡土墙那样共同承担土压力和外荷作用，制约边坡变形，从而使开挖边坡稳定。在复合体内，外来荷载主要由土钉承担，并在复合体内起着应力传递和均匀扩散的作用，使所受外来荷载能均匀地传递扩散。土钉与喷射坡面的固化水泥浆相结合，能有效地限制坡面土体侧向变形，加强边坡约束。因此，在这种支护形式中，计算分析必须注意满足复合体特定的内部和外部稳定性验算。对变形有严格要求的护坡工程，土钉墙应做变形预测分析，符合要求后方可采用。

 

 

　　 土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排措施后的素填土、普通性粘土、粘性的砂土和粉土等较为均匀土体边坡。当场地同时存在土层和不同风化程度岩体时，应用土钉支护特别有利。土钉墙支护范围非常广泛，主要有：①土体开挖时的临时支护。用于高层建筑等深基坑开挖，地下结构施工开挖，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相结合③现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固等；④边坡稳定。用于加固可能失稳的提坡。

 

 

　　 土钉墙支护作为一种挡土结构应满足规定的强度、变形、稳定性和耐久性等要求。当土钉墙支护用于城市建筑物密集地区的深基坑开挖时，控制与限制支护的变形就显得尤其重要。施工过程中必须自始至终与现场的监控相结合，通过测量变形等数据，在施工过程中不断发掘现场地质情况，及时指导下一步的旆工。

 

　　 此外，还要充分考虑地表径流和地下水的影响。如施工时渗水严重，就不能喷射面层混凝土，这样容易引起塌坡和塌孔。当地下水的流量较大，施工时应采取专门的措施来降低地下水位。竣工后的支护在地下水位的作用下，其面层压力和土钉内力均会有明显增加，特别是粘土的抗剪能力及粘土中的土钉抗拔粘结能力与含水量有很大关系。

 

　　 4.1工程概况

 

　　 某产业园工程，场地平整，交通便利，占地面积53553．68m2。其中，一拟建建筑物面积约14000m2，地上8层，地下2层，结构形式为框剪结构，基础形式为筏板基础，基坑深度5．3m。

 

　　 4.2基坑支护设计方案

 

　　 根据该工程现场实际情况，综合考虑安全、经济、场地条件、周边环境及施工工期等因素，本工程西侧、北侧采用钢筋网喷射混凝土+钢花管锚杆进行支护，东侧、南侧采用钢筋网喷射混凝土+钢筋锚杆进行支护。钢筋网喷射混凝土中钢筋网采用6级钢筋，钢筋网间距为200mm×200mm，支护厚度为100mm，喷射混凝土的设计强度等级为C2O。

 

　　 4.3施工准备

 

　　 进场施工前，首先要组建项目经理部，落实施工材料和工作人员，合理安排施工材料和工作人员，与业主及监理保持密切协作，安排专人负责进料，并由工程师核定，确保钢材、水泥、地材等材料的质量。做好施工设备辅助设备的进场、组装和试运转，确保设备的完好率。合理地规划和布置施工现场，检查临时性的生产生活设施是否满足施工需要。

 

　　 4.4钢筋锚杆施工

 

　　 4.4.1工艺流程：开挖作业面→修边坡→造锚杆孔→安放锚杆→灌注水泥砂浆→焊接加强钢筋→喷射细石混凝土→下层喷锚施工。

 

　　 4.4.2成孔：鉴于基坑周边建筑物情况、地质条件，本工程决定采用人工凿孔或钻机钻孔，对于坡残积土层中锚杆采用专门的锚杆钻机机械作业成孔与洛阳铲作业成孔配合施工。根据设计的孔位布置进行测量画线，然后标出准确的孔位，在按照设计要求的孔长、孔的5°倾角和孔径进行凿孔。锚杆定位偏差不大于30mm，锚孔偏斜度不大于5%，成孔深度超过锚杆设计长度的0．5m。

 

　　 4.5锚杆安装

 

　　 4.5.1锚杆采用φ22螺纹钢筋，根据设计长度切好钢筋，焊接前钢筋平直、去除锈斑、油污，为使锚杆处于孔的中心位置，沿锚杆体轴线方向每隔2m设置一个对中支架，对中支架采用φ8钢筋制作，将除锈并保持顺直的锚杆体与注浆管、止浆袋一起放入孔内；

 

　　 4.5.2对于钻孔遇到障碍物无法钻进时，改变钻孔方向；土层为软土时，加大倾角；

 

　　 4.5.3钻孔钻进达到设计深度后，不要立即停钻，要求稳钻lmin~2min，防止孔底尖灭，达不到设计孔径。钻孔结束后，将孔内松土、泥浆等清除干净后；方可送人锚杆。

 

　　 4.6注浆

 

　　 4.6.1注浆材料采用P．0．42．5R普通硅酸盐纯水泥浆，水灰比为0．5：0．6，浆体28天无侧限抗压强度不低于25MPa，压力不低于0．4MPa，以确保锚杆与孔壁之间注满水泥浆，水泥浆内加膨胀剂及早强减水剂；

 

　　 4.6.2注浆前应先洗孔，直至孔口返出清水为止。水泥浆自孔底向外灌注，在注浆管插入孔内距孔底约0．5m处，在孔口绑扎止浆面袋，防止浆液流出，随着浆液的灌入，逐步将注浆管向外拔出，直至孔口，拔管过程中应保证管口始终埋在水泥浆内，待孔口溢浆，即可停止注浆；

 

　　 4.6.3发现孔口有漏浆或不饱满时，及时进行补灌。锚杆孔内锚固体强度达到设计强度的70％以上且不小于3天时，方可开挖下一层土方。

 

　　 4.7钢筋网喷射混凝土施工

 

　　 4.7.1按设计配筋对面网及加强筋进行分层制作，用电焊联结加强筋的搭接与锚头；在钢筋使用前应调直，并清除污锈，用扎丝扎牢网筋，要求钢筋网搭接为一个网格长度。

 

　　 4.7.2a.喷射混凝土的原材料：水泥采用P．0．42．5R普通硅酸盐水泥，骨料为中、粗砂、最大砾径不大于25mm的砾石；b喷射混凝土的配合比为水泥：砂：碎石=1：2：2．5，水灰比为0．45；c.混合料搅拌时间应≥2min，且搅拌均匀，存放时间≤2h，混凝土强度为C20，厚度为100mm；d.喷射混凝土时，为了避免由于距离过小而造成过多的混合料反弹损失，距离过大而影响受喷面混凝土的密实度，受喷面应与喷枪口距离保持在lm～1．2m；e.应分段分片依次进行喷射混凝土作业，应自下而上喷射同一分段内的混凝土，一次喷射到设计厚度。在喷射终凝2h后即可进行喷水养护，养护时间根据气温环境，一般为3天～7天。

 

　　 4.8钢花管锚杆施工

 

　　 4.8.1钢花管锚杆采用φ48、δ3．5钢管，长度为6m～9m，倾角为15°，压力灌浆水泥采用P．O．42．5R纯水泥浆，水灰比为0．5：0．6，水泥用量≥30kg／m；

 

　　 4.8.2φ48、63．5钢管制作成滤管(花管)，入土端加工成桩尖状，滤水孔对向间距500mm，孔眼前端(造管尖侧)焊接钢筋或角钢块，构成孔前倒刺及保护块；

 

　　 4.8.3采用冲击锤将钢花管按设计角度及位置对正，击入土中到设计长度；

 

　　 4.8.4在打入钢花管锚杆时，发现有管涌或塌孔时，采用低频小冲击力设备将锚杆打入土层，并且间隔打入，防止产生振动影响；

 

　　4.8.5锚杆采用底部一次注浆，注浆压力达到0．6MPa～0．8MPa，浆注满后稳压3min～5min，在初凝之前用1．2MPa压力注浆补浆一次，注浆孔附近的混凝土要具有抵抗注浆引起的压力扩散作用，锚杆综合抗拔力设计值不小于8kN／m；

 

　　 4.8.6坡面为挂钢筋网喷射混凝土，钢筋网格为6、200mm×200mm，骨架钢筋采用2φ20，沿锚杆位置布置；

 

　　 4.8.7钢筋网绑扎要预留搭接筋，搭接长度为一个网格长度，钢筋网格误差≤土20mm，焊接加强筋，并与钢花管头焊接；

 

　　 4.8.8喷射混凝土厚度为100mm，强度等级为C20，混凝土中必须加入速疑剂，其厚度控制用锚杆头或插入标桩进行，喷锚完成后，进行喷水养护，养护时间根据气温环境，一般为3天～7天；

 

　　 4.8.9上层喷锚完成3天后，进行下一层开挖喷锚作业，以此循环，直至坑底标高。

 

 

　　 本工程通过采用基坑土钉墙作为基坑支护技术，不仅可以保证基坑土方开挖，而且施工设备进出方便、安全、可靠，施工周期短，确保了基坑边坡的强度及稳定性，得到了监理、业主、质量监督站的好评，收到了良好的社会效益。