【摘要】土钉支护是一种用于土体开挖和边坡稳定的一种新型支挡结构，具有良好的延性破坏特征。通过土钉支护在内蒙古众兴煤炭集团办公楼工程中的应用实例，介绍了土钉支护的局部和整体稳定性计算及工程设计方法，并指出土钉支护应注意的问题。
1工程概况
1.1工程概况
内蒙古众兴煤炭集团办公楼位于包头市稀土开发区，地上十九层，地下室一层，框剪结构，总建筑面积为32239.46m2。基坑深度为7.8m，±0.000相对于1049.800m，基坑开挖总面积为4950m2。
1.2工程地质条件
1.2.1地质状况
根据钻探揭露，场地内各地层的物理力学特征描述如下：
第①层为粉砂，其土厚度变化0.4—2.4m；第②层为砾砂土，其土厚度变化3.0—6.0m；第③层为粉土，其土厚度变化3.5—5.5m；第④层为细砂，其土厚度变化1.5—4.3m；第⑤层为粉质粘土，其土厚度变化4.4—7.8m；第⑥层为细砂，其土厚度变化16.9—18.5m；第⑦层为粉质粘土，其土厚度为40m以下。本工程的持力土层以第③层的粉土层为主，地基承载力特征值为fka=180kpa。
1.2.2地下水主要为上层滞水
2土钉墙支护方案设计
2.1土钉墙支护段基坑的安全等级为二级
2.2深度为7.5m
2.3坡度：1：0.3
2.4土钉设计如下
其中：水平间距：1.5m，竖向间距：1.5m；成孔直径：100mm，采用人工洛阳铲成孔；面层布筋：φ6@300钢筋网；面层混凝土厚度：80mm；土钉与钢筋网片连接采用Φ16钢筋进行加强连接；坡顶散水面宽度为1000mm，钢筋网片深入散水面中的宽度为1000mm；建议在土钉墙施工前对场地进行硬化。
3土方开挖与支护配合要求
支护与土方开挖施工两者是相辅相成的，离开了土方开挖配合的支护施工，与离开了支护配合的土方开挖施工，都将严重影响工程质量和进度，从而将影响甲方的利益，为更好的服务于甲方，维护施工方本身的切身利益，并根据国家有关强制性规范要求，土方开挖与支护方应遵循以下几点基本原则：
3.1土方开挖必须保证支护施工工作面不少于8m，在基坑四周护坡处8m宽支护工作面范围内，土方开挖的方案及进度需以支护要求为主，基坑其它区域以土方开挖方自己要求为主；
3.2在基坑四周护坡处8m宽支护工作面范围内，每步土方开挖的高度应如下控制：第一步土方开挖可按2m深度控制，之后按每步1.5m控制，严禁超挖，避免造成边坡超挖产生塌方。特殊区域如需提高每步土方开挖的高度，需征得支护及监理单位同意后进行；
3.3护坡工作面形成后，支护方应尽可能在最短的时间内进行土钉墙施工，以保证土方开挖的进度；
3.4在基坑四周护坡处8m宽支护工作面范围内土方开挖时，支护方必须随时有工作人员与现场土方开挖人员进行配合；
3.5支护方与土方开挖方应及时交流施工过程中可能出现的影响施工质量和进度的问题和方面。
4机械设备计划
5施工方案
5.1工艺流程及施工方法
5.1.1施工工艺流程
5.1.2主要技术参数
（1）土钉孔径100mm，孔内注浆体强度等级M20。
（2）成孔深度：第一层，深9m；第二层，深9m；第三层，深8m；第四层，深7m，第五层，深5m。
（3）成孔间距：1.5m。
（4）土钉锚杆：HRB335级热轧带肋钢筋22。
（5）土钉布置形式：梅花型。
（6）网片钢筋：HPB235Φ6，间距300mm。
（7）喷射混凝土强度等级：C20。
（8）喷射混凝土厚度：80mm。
（9）坡顶混凝土：外延1.0m，作好护坡顶排水。
5.2施工方法
5.2.1挖土应按土钉垂直间距挖土并修坡面。机械挖土时应预留0.1m，之后人工修整，根据边坡土质情况，每开挖1.5m，进行一次土钉墙支护，并且开挖作业面低于土钉锚杆标高50～60mm。
5.2.2土钉定位成孔：按设计孔深，洛阳铲钻成孔。
5.2.3注浆：按配比制浆，注浆采用底部注浆法，注浆管应插入距孔底250～500mm处，随浆液的注入缓慢匀速拔出，为保证注浆饱满，孔口宜设止浆塞或止浆袋。
5.2.4铺设钢筋网片：网片筋应顺直，按设计间距绑扎牢固，在每步工作面上的网片筋应预留与下一步工作面网筋搭接长度，钢筋网应与土钉连接牢固，埋设控制喷层混凝土厚度的标志，并加设混凝土保护层。
5.2.5网片可以焊接或绑扎而成，网片允许误差10mm，铺设搭接长度不小于300mm。钢筋网片与下层喷射混凝土网片的搭接长度为25倍钢筋直径。
5.2.6喷射混凝土：按配合比要求拌制混凝土干料。为使回弹率减少到最低限度，喷头与受喷面应保持垂直，喷头与作业面间距宜为0.8～1.5m。喷射顺序应自下而上，喷射时应控制用水量，使喷射面层无干斑或移流现象。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3～7d。
6工程质量保证措施
我项目部将严格按照ISO9001质量标准和项目部制定的《项目质量计划》组织施工，严格控制工程质量。做好提前预防，避免事后处理。将质量措施细化到各施工工序之中。
6.1项目部质量控制实行专职质检员制度，进行跟踪检查，负责到底。
6.2施工现场实行工序交接制度，严格执行“三检”制度。
6.3各种进场材料：钢材、混凝土必须附有符合要求的合格证。
6.4锚杆孔径、孔深偏差在规范允许范围内，必须保证锚杆与孔壁胶结密实。
6.5土钉按规范要求进行抗拔试验。
6.6砼喷射时，必须控制地下水位标高在喷射底层以下。保证面层砼的稳定。喷射时，边坡保持干燥。
6.7喷射砼应进行抗压强度试验，试块数量可为每500m2取一组，每组试块不少于3个。
6.8喷射作业分段进行，同一分段内喷射顺序自下而上。喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.8～1.5m。
6.9喷射砼终凝以后，进行喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7d。
6.10土钉成孔宜符合下列规定
（1）孔位允许偏差不大于150mm；
（2）钻孔倾角误差不大于3°；
（3）孔径允许偏差-5mm～+20mm；
（4）孔深允许偏差-50mm～+20mm。
6.11孔内注浆时泵压力不得小于0.2MPa，注浆量不得小于每延米20kg。
6.12为排除职聚在基坑的渗水和雨水，在坑底设置排水沟及集水坑，排水沟应离开边壁0.5～1m，排水沟及集水坑宜用砖砌并抹砂浆，防止渗漏，坑中积水及时抽出。
7支护结构监测方案
7.1边坡变形监测
7.1.1布点方案
（1）控制点的布设
控制点应布设在施工影响区域以外安全、稳定的地区，另据《城市测量规范》要求，至少需建三个控制点，其间距不小于交会边的长度，埋设深度要穿过冻土层，控制点的坐标应从包头地方坐标系联测获得。
（2）支护结构水平位移观测点的布设
边坡支护体系水平位移的监测
根据本工程支护设计方案，我们可以分别在土钉墙的平台上布设位移观测点，水平位移观测点每20m间距布设一点，采用刻度尺固定于坡顶上。
7.1.2监测周期
（1）基点联测每月一次，以判定基准点的稳定性。
（2）在基坑开挖后进行首次观测，在基坑开挖和围护结构施工过程中每天观测1次，当观测值相对稳定时，可适当降低观测频率或停止观测，如3天一次、7天一次、15天一次直至停止。当变形超过有关标准、支护结构开裂或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数，并分析工程是否稳定。另外，在观测过程中，如基础四周大量积水、长时间连续降雨、产生严重裂缝时，根据工程需要，应临时加测，以确保基坑的安全。
7.1.3监测设备和仪器
观测所使用设备为DJ2型经纬仪。
7.1.4数据整理
（1）监测点位置图
（2）每次观测成果表
（3）全部监测工作结束后提交位移分析报告
7.1.5边坡变形控制值
8效益分析
工程建设时，周围的居民及企事业单位能正常的生活及工作，施工过程中产生的振动、噪音、粉尘等公害也得到了最大程度的降低。各种资源能较好的应用，节约了大量的人员、机具等费用，根据与以往施工的大放坡相比较，节省投入8万元，而且节省了施工场地，提高了安全保证，工期至少提前3至5天，形成了较好的经济效益。
9总结
通过在内蒙古众兴煤炭集团办公楼工程上的应用，深基坑支护取得了较好的效果。通过本工程的应用，在深基坑支护技术方面有了进一步的提高，为以后类似施工积累了丰富的施工技术经验，也为以后施工打下了坚实的基础。
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