摘要：笔者结合工程实例，详细论述地下室基坑支护土钉墙技术的应用，并作出了相关的阐述，以供参考。
1前言
现代都市建筑一般都带有地下室，但是，由于场地狭窄，常常给地下室开挖造成很大困难。因此，基坑支护结构的设计与施工，已成为当前高层建筑基坑施工的热点与难点，成为影响整个工程造价及进度的关键。当施工场地狭窄，基坑深度又不太大时，土钉墙是一种较为经济实用的支护型式。它的特点是：施工简便、所需工作面小、比较经济节省，而且与基坑开挖同步施工，节约工期。
2工程实例
该工程建筑总用地面积13659m2，总建筑面积62175m2，其中地室面积10680m2。拟开挖基坑周围场地十分狭小，基坑边线距原有居民楼仅0.60~1.50m，拟开挖基坑深4.0m，基坑占地面积约11000m2。
地质勘察报告提供有关基坑支护开挖土层岩土主要工程指标
根据现场场地条件，经过比较多种支护方案，最后确定本工程采用土钉墙支护，土钉墙坡角为82°。
2.1土钉墙设计
设计条件：工程地质条件良好；但场地十分狭窄；基坑与周边原有建筑距离物十分逼近，而且，原有建筑相对较高、又较为残旧；基坑坡顶需考虑地下室施工时的材料场内二次运输及少量堆放。
设计参数：考虑施工过程中材料的场内二次运输及少量堆放，地面荷载取：q1=20.0kN/m2；二级钢筋ftk=335N/mm2，土钉墙坡角β=82°，基坑深度H=4.0m，根据地质资料，其余设计参数选取如下：
内摩擦角准k=14.6°土重度r=19.5kN/m3
土钉与水平面角度α=10°土钉孔径dn=110mm
土钉排距、列距Sy=Sx=1.2m土钉拉力分项系数γs=1.3
土钉与土体之间的界面粘结强度qs=30.6kPa
计算公式：
eq=ζq1e1=0.55ζrH
式中：Τuj———土钉抗拉承载力设计值；
Τk———土钉受拉荷载标准值；
ζ———荷载折减系数；
eak———土钉长度中点所处处的基坑水平荷载标准值；
eq———地表均布荷载引起的侧压力；
e1———土钉长度中点所处深度位置上土体自重引起的侧压力。
计算土钉长度
土钉长度中点所处深度位置上土体自重引起的侧压力：
e1=0.55ζrH=0.55×0.60×19.5×4.0=25.74kN/m2
施工用均布荷载引起的侧压力：
eq=ζq1=0.60×20.0kN/m2
=12.00kN/m2
土钉长度中点所处深度位置上的侧压力：
eak=e1+eq=25.74+12.00=37.74kN/m2
土钉受拉荷载标准值：
Τk=ζeaksxsz/cosα=0.6×37.74×1.2×1.2÷0.98
=51.05kN
土钉稳定区锚固段长度：
L=γsΤu/πdnqs=1.3×51.05/(3.14×0.11×30.6)=6.28m
土钉滑移区长度：
L1=tg（45°-准/2）×（H-h）或：L1=0.3H(取较大值)h———地面至土钉距离。
距地面0.80m处土钉滑移区长度为例（此处滑移区长度最大）：
L1=tg（45°-准/2）×（H-h）=tg37.70×（4.0-0.8）=2.47m
或：L1=0.3H=0.3×4.0=1.2m(取L1=2.47m)
土钉总长度应为：
L=L1+L2=6.28+2.47=8.75m(取土钉长度9.0m)
（2）土钉墙面层设计
土钉支护的面层作用主要是限制土钉之间土体的变形，将土体侧向压力有效地传递给土钉，并调整相邻土钉的受力状态。根据全长注浆土钉的受力分析及工程数据测试，土钉端部和面层受力较小，面层厚度不必太厚。
面层参数取为：
网筋准6@300×300（双向），喷射混凝土厚度为100mm、强度C20。
面层喷射混凝土配比为：
水泥1：砂2.3：碎石2.3：水0.4。
由于土钉注浆体强度远比土体强度高，因此土钉支护设计中注浆体强度不是控制参数。
土钉注浆视情况采用孔底或口部加压注浆，第一排土钉采用低压注浆，注浆压力为0.1MPa，第二、三排土钉注浆压力为0.3~0.4MPa。
注浆配比为：水泥1：砂0.3：水0.45，并添加合适添加剂。
基坑监测：
沿基坑顶根据周边情况每隔20m左右设置一个位移观测点；测精度应不低于三等精度（即水平位移测量变形点的点位中误差为±6.0mm），水平位移预警值为0.36%h、允许值为0.50%h（h为基坑深度）。
当出现以下情况之一时，应及时与甲方、设计和监理联系：坡顶、底面或周边构筑物等出现裂缝或坡顶位移较大且位移不稳定、不收敛或超过设计预警值和允许值等相应的规范要求。
施工过程中，应通过目测、巡查或其它监测手段等多种形式，对基坑变形进行全面了解和监控，及时了解和监控周边建筑物和道路等设施的安全情况。
2.2土钉墙施工
土钉墙施工工艺流程：
（1）制锚：
锚杆质量要求：锚长误差10cm；杆体每隔2m做对中架；锚杆搭焊长度≥5d，双面焊。
（2）开挖：
土钉墙支护的特点是边开挖边支护。为了保证基坑边壁在开挖过程中土体应力场和应变场不产生大变化，因此，对土方开挖有严格要求，挖土必须分层分段开挖。层厚为1.2m(即锚杆排距)。严禁超挖，严禁上层喷射混凝土面层和注浆体尚未达到一定强度时就开挖下层，以免造成边壁坍塌。
（3）钻孔：
采用机械成孔和洛阳铲成孔相结合。技术质量要求：孔径11cm；孔深允许误差-20cm；成孔角度为8~12°；单孔遇障碍物时可在50cm内调整。
（4）注浆：
技术质量要求：配比如下：水泥：砂：水为1：0.3：0.45，并加适宜外加剂；注浆压力≥0.3MPa；水泥32.5#普通硅酸盐水泥。
（5）修坡面：
注浆后人工修整坡面；定点、放线确保坡面平整，由于本项目地下室施工工作面十分狭窄，部分区位仅300mm，为保证地下室结构工程正常驻施工，应严格控制坡面到地下室外墙体距离。
（6）编网及焊接：
技术质量要求：网筋准6@300×300；网筋搭接为点焊、绑扎；锚头“L”字型，焊接连接。
（7）喷射混凝土护面：
钢筋网片和锚杆头焊接好以后，立即进行喷射混凝土作业。喷射时，喷枪距作业面控制在1.5~2.0m距离，水灰比、所用材料必须符合设计要求。喷射混凝土的程序是，混凝土喷射机将水泥砂石料、添加剂均匀通过管路，用风压送到作业面。在作业面的枪头出口处有一注水装置，水和水泥砂石在枪头处通过风压在向外喷射时均匀的混合在一起，喷至作业面。
技术质量要求：材料：普425#水泥、砂、碎石或豆石（粒径小于15mm）；配比：（水泥）1：（砂）2.3：（石）2.3：（水）0.4：3%速凝剂(水泥重量比)；配料的搅拌：上料前初拌，上料后水泥砂石经过喷浆机和输送料管混合，即可达到均拌目的；混凝土强度C20；喷射前坡面作喷射厚度标记，喷射混凝土面层厚度为10cm。
（8）开挖下层：
开挖下层土方时间与上层喷射混凝土面层强度、注浆强度、地质条件、边壁位移量有关，根据本项目具体情况，上层混凝土面层喷射24h后方可进行下层土方开挖。
（9）变形观测：
在基坑降水当日起实施变形观测；基坑开挖过程中，每天对基坑变形情况进行观测，基坑开挖结束一个月后观测间隔改为7d；地下室土方回填完成后结束了观测。
观测过程中详细记录了观测基准点和变形观测点的位置、编号、观测日期、本次观测值和累计观测值，并绘制基坑变形曲线，了解基坑变形趋势；变形观测结束后，将上述观测资料编制成表，并附文字说明整理归档。
3结语
目前，基坑支护的方法很多，如地下连续墙、护壁桩、预应力锚杆、土钉墙等，其中，土钉墙是一种较为经济实用的支护型式，合理的设计、正确的施工，将会取得良好的经济效益。本工程中应用土钉墙施工技术，在保证安全的前提下，做到了工期最快、质量最好、造价最小，有效地解决了本工程场地狭窄的问题。
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