摘要：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。本文具体的介绍了深基坑坑壁采用土钉墙支护的施工方案，详细的综述了土钉墙支护体系施工工艺，从实施效果指出了采用土钉墙工艺，既保证了施工安全，也保证了工程进度不受影响，具有较好的效果。
一、概述
在我国土钉技术应用始于20世纪80年代初，因为它具有材料用量少、施工速度快、安全可靠、经济等优点，当前该项技术普遍在多高层建筑的深基坑开挖中得到越来越广泛的运用，获得了显著的社会效益和经济效益，从《建筑基坑支护技术规程》其将土钉支护技术正式定名为土钉墙。
在土钉墙支护体系中土钉与土体共同作用，充分利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力约束土体的侧向变形，形成一种自稳性结构，既增强了土的主动受力能力，又增强了土体破坏的延性，从而使边坡维持稳定。
二、工程概况
某高层住宅楼，基坑开挖后基底面积为2080m2，长65m，宽32m，基坑深度为6.2m，属于深基坑。因此项目在建筑群内施工，东侧32m坑壁紧邻一临时建筑，基坑开挖时东侧放坡受到限制，施工时正值雨季，边坡的不稳定因素较多，下雨、边坡超载等均会对土壁的稳定状况产生影响，为保证基坑东侧土方开挖后不会对临时建筑产生影响，经过多方案研究讨论，决定采用土钉墙支护基坑东侧坑壁，确保坑壁土方的稳定和施工安全。
三、方案策划
1.构造设计方案
（1）喷射混凝土厚度采用100mm，喷射混凝土标号为C20细石混凝土。
（2）土钉采用Φ22螺纹钢筋，长4.5m，末端做0.2m直弯钩，土钉孔直径100mm，深度比土钉长0.2m，并用1∶3～1∶4的水泥砂浆固结，土钉间距采用1.5m×1.5m，倾角14°方形布置。
（3）钢筋网为双向Φ6@200和横向Φ20加强筋，排距1.5m。
2.施工材料的选用要求
（1）水泥：优先选用普通硅酸盐水泥P.O32.5，也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，性能符合现行水泥标准，应有出厂合格证，并有复检报告。
（2）砂：应采用坚硬耐久的中粗砂，含泥量小于5%，细度模数宜大于2.5，含水率宜控制在5%～7%。
（3）骨料：应采用坚硬耐久的碎石，粒径不宜大于15mm，不能使用含有活性二氧化硅的石料。
（4）外加剂：根据现场实际情况选用符合质量要求的早强剂，其掺量为3%～5%。
（5）水：不得使用污水及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按计算超过水量1%的水。
（6）钢筋：选用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋，直径18mm～32mm，盘条钢筋6mm～8mm，应有出厂合格证、原材料试验报告。
3.施工机具的选用要求
（1）成孔机具设备。根据现场土质特点和环境条件选择成孔设备，如：冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机、洛阳铲等，在易塌孔的土体钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔设备。
（2）灌浆机具设备。灌浆机具设备有注浆泵和灰浆搅拌机等，注浆泵选用孔口压力大于0.1MPa的泥浆泵，其规格、输浆量应满足施工要求。
（3）混凝土喷射机具。混凝土喷射机应密封良好，输送连续均匀，输送水平距离不小于60m，垂直距离不小于10m；空压机应满足喷射机所需的工作风压和耗风量要求，可选用风量9m3/min以上、压力大于0.5MPa的空压机。
四、施工工艺
1.土钉墙边坡支护的施工工艺
土钉墙边坡支护的施工流程为：
挖土→整修坡面→初喷→土钉定位成孔→插筋→孔内注浆→挂网→复喷→养护。
2.开挖、整修坡面
施工时因基坑土质较好，采用边坡开挖后一次喷射混凝土，人工修整边坡时，墙面坡度不宜大于1∶0.1，此项工艺直接关系到面层喷射混凝土的质量和材料耗用量，因此要严格按要求控制。
3.初喷
为使挖好的坡面不产生垮塌，土方开挖后立即预喷混凝土来保护土体，预喷厚度为30mm～50mm。其混凝土材料的配合比为水泥∶石子=1.5∶1.5，水灰比为0.5～0.6。
4.土钉定位成孔
按土钉间距1.5m×1.5m放定位线，土钉孔施工采用洛阳铲人工成孔，孔径为100mm，孔向下倾斜14°。成孔过程中严格
控制孔深、孔径、孔位以及成孔倾角，严格执行规程要求。
5.插筋与灌浆
土钉的长度为开挖深度的0.5倍～1.2倍，施工中取4.5m，间距为1.5m，成孔后按设计要求插入Φ22mm加筋杆，加筋杆每1.5m焊接Φ6钢筋制作的对中支架，起导正作用，防止出现偏心，以提高抗拔力。在插筋的同时，用加筋杆将注浆管带进离孔底0.3m的地方，注浆管路应保持畅通，然后进行灌注，注浆材料的配合比为水泥∶砂子=1∶3，浆液应搅拌均匀、过筛，随拌随用，灌浆压力为0.6MPa。
需要注意的是，注浆开始或中途停止超过30min时，须用稀泥浆润滑注浆泵及其管路，注浆孔内一定要灌满，不能形成空洞和孔隙，注浆完成后在孔口处设置止浆塞。
6.挂网
上道工序完工后绑扎钢筋网，钢筋直径选用为6mm，间距200mm绑扎固定于坡面之上，钢筋网片搭接长度应大于300mm，边坡横向间距1.5m设置通长加强筋，钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固，保证喷射混凝土时钢筋不晃动。
7.复喷
挂网后整个坡面复喷混凝土，喷射混凝土应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，面板混凝土强度等级为C20，喷射厚度为100mm，喷射时喷头与受喷面应垂直，宜保持在0.6m～1.0m的距离，面板应在基槽上口处向外翻边1m。筛分后的砂、石料以及水泥、速凝剂等由人工加入搅拌机料仓搅拌均匀后自动落入和搅拌机相配套的喷射机内，在高压空气的作用下经输料管送至喷头处，与供水装置送来的水混合后喷向受喷面，一次喷射混凝土至设计厚度。喷射手应控制好水灰比，保持混凝土表面平整、湿润光泽，无干斑或流淌现象。
8.养护
为加强支护效果，在喷射混凝土时加入3%～5%的早强剂，喷射混凝土终凝2h后应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3d～7d。
9.基坑排水系统
土钉墙支护宜在排除地下水的条件下施工，在坡顶和坡脚必须设置排水措施，以免地面积水流入基坑，坑内积水流向坡脚，以确保土钉墙的安全。
五、实施效果
基坑支护结构的安全是保证工程建设顺利进行的前提条件，是支护工程要达到的最终目标。此次在施工过程中对临时建筑位移进行监测，最大偏移量2mm，远小于规范允许值要求，达到了预期的效果。实践证明，该方案在本工程的实施过程中，成功地解决了深基坑支护问题，确保了施工质量和安全。
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