某高层建筑为地上16层，地下2层，局部8层，建筑总面积在12273m2，基础采用的是箱形，东侧距离邻近建筑仅有9m远。该工程开工时间正值雨季，从工程修建地实际情况来看，我们决定在基坑东、西两侧采用土钉墙支护的结构。场地土自上而下依次是：①杂填土，含碎石、砖块、煤渣等，结构稍湿松散，层厚大约是在2.0-3.8m。②粘质粉土，可塑，湿度饱和，中压缩性层厚度达1.9m。③粉质粘土层，饱和，可塑，中高压缩性，层厚度达1.2m。④砂质粉土层，饱和，可塑，低压缩性，层厚度达1.4m。⑤钻探深度在35m的范围内有潜水出现，静止水位标高时43.32m。

 

 

　　在这项工程中，采用了同济大学开发研制的《启明星深基坑支护软件》进行数据验算，并结合工程的实际情况进行修改。土钉墙支护结构的成孔直径D=100mm，土钉自上而下总共设置了四层，长度分别是7.2m、6.4m、4.8m、4.8m；土钉直径选用的是Φ22mm及Φ18mm的二级螺纹钢筋；土钉倾角为土钉自水平面向下倾斜8°；采用425#的普通硅酸盐水泥素浆，水灰比为1：0.4，用注浆泵进行注浆；边坡是按照1：0.2进行放坡，坡角为79°；土钉水平间距和垂直间距均为1.5m，上下插筋进行交错排列；用Φ6mm的钢筋绑扎成200mm的方格形网片；水泥、中砂和碎石的比是1：2：2.5；石子粒径在5-15mm之间；坡面喷射混凝土的总厚度是100mm。

 

　　三土钉墙施工流程及要点

 

　　1施工流程

 

　　第一层土方开挖→修坡→埋控制喷射混凝土厚度标志→喷射第一层混凝土→混凝土养护、钻孔→安设土钉→压力注浆→绑扎墙面钢筋网→钉端锁定筋与钢筋网、水平垂直加强筋焊接，混凝土第二次喷射→养护→开挖下一层土方→重复以上工序，直至最后一层工作面。

 

　　2施工要点

 

　　(1)工作面开挖共分四层，每一层工作面开挖深度为2.0m，其中最后一层工作面开挖至-7.595m，用人工开挖剩余的20cm。

 

　　(2)采用PZ-5型喷射混凝土机施工，第一层混凝土厚为40-50mm。检查机械设备、水管路和电线状态并进行初步试运行，埋设好喷射混凝土厚度的标志，喷射作业需分片分段进行，同一分段的喷射顺序要自上而下进行，喷头与受喷面要保持垂直且距离最好是在0.6-1.0m，喷射混凝土终凝后需及时喷水养护3d。

 

　　(3)可使用冲击钻或洛阳铲等机械进行成孔操作，后要及时安设土钉。土钉钢筋的制作要按设计要求提前预制，使用前需进行调直并除锈去污。混凝土可以适当的加入早强剂提高早期强度，停止注浆如果超过30min，则需要用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路后再继续灌注。

 

　　(4)钢筋网为Φ6@200mm×200mm双向，与土钉连接牢固。钢筋网喷射混凝土面层应向上翻过边坡顶部1.0m；钢筋搭接长度为35d。土钉端部锁定筋应与钢筋网、水平垂直加强筋相互焊接，加强筋直径≮4Φ16mm；钢筋网安装完毕并自检合格后，及时进行隐蔽验收。

 

　　(5)喷射第二层混凝土前，应去除第一层混凝土松散、松动的部分，混凝土的总厚度为100mm。

 

　　(6)第二层混凝土喷射完毕且终凝后，应及时洒水养护，日喷水不少于3次，养护时间不少于3d。

 

　　1施工过程中各主要工序质量控制

 

　　(1)严格控制每层开挖深度。土钉墙施工遵循分段开挖、支护，因此在每层土体开挖后，尽快设置土钉。基坑开挖中，测量员要现场架立水准仪进行跟踪监测，把每层开挖深度控制在2.0m以内。

 

　　(2)基坑按1：0.2放坡，开挖结构后，辅以人工修整，坡面平整度偏差为±20mm，在喷射第一层混凝土前清理坡面。

 

　　(3)钻孔前进行土钉放线。孔深偏差为±50mm，孔径偏差为±5mm，孔距偏差为±100mm。钻孔倾斜角度允许偏差为±1°。本工程土钉成孔设计倾斜角为8°，在施工中采用洛阳铲钻孔，人为因素易成偏差，在成孔前制钻孔参照角。在钻孔施工中，将参照角支架锚固在边坡上，用洛阳铲掘进方向与参照角导杆方向保持一致，即成孔方向沿参照角导杆方向掘进。参照角放置随土钉孔位置而变，在钻孔中，随时检查成孔情况。钻孔参照角做法。

 

　　(4)为保证土钉钢筋与注浆体之间有足够握裹力，土钉钢筋应设定位支架，支架为3Φ6mm钢筋呈圆弧形与土钉焊接，沿长度方向每隔1.5m设一个。

 

　　(5)土钉成孔完成后，用洛阳铲将孔内残留及松动废土清理干净，及时安设土钉并注浆；将注浆管插至距孔底250-500mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管。当浆液从底部充满至孔口时，进行多次加压(压力为3.0MPa)，不少于两次，保证浆液挤满孔壁。

 

　　(6)钢筋网设400mm长4Φ16mm钢筋呈井字架形与土钉端部锁定筋焊接牢固，此外，上、下工作面钢筋网搭接长应大于300mm，钢筋网要在喷射第一层混凝土后铺设。钢筋网片经自检和隐蔽验收合格后，方可喷射第二层混凝土。

 

　　(7)混凝土面层分两次浇筑完，第一层保证40-50mm厚度。在喷射第一层混凝土时，如遇上层滞水，每隔1.5m埋设一泻水管。根据提前埋设混凝土厚度控制标志，将混凝土墙面层总厚控制在100mm，保证所有钢筋网片被覆盖，钢筋有25mm保护层，每一层混凝土终凝后，及时养护。

 

　　(8)当上层土钉注浆体及喷射混凝土强度达到设计强度70%后，可进行下层开挖。开挖下层时，严禁挖掘机触碰上层土钉墙结构及预留出来的钢筋网片。

 

　　2材料质量及试验

 

　　材料要有复试报告单、出厂合格证。混凝土及水泥浆随拌随用，注浆用水泥素浆强度不低于M10，每30根土钉制作试块不少于一组。土钉墙面混凝土强度等级不低于C20，混凝土试块按相关规定留置。

 

　　3土钉抗拔力试验

 

　　在专门设置的非工作钉上试验直至破坏，并以此估计土钉界面极限粘结强度，选择基坑内具有代表性的第二层粘质粉土层，用同样工艺制土钉，进行试验，确定允许承载力。

 

　　4基坑变形监控

 

　　(1)及时对支护结构及周边建筑物安全和稳定进行监测；开挖前2倍开挖深度外，至少设两处位移观测基准点。

 

　　(2)基坑四周紧邻围墙上合理设监测点，基坑边缘外1-2倍开挖深度范围内及土钉墙支护结构均要作监控对象。

 

　　(3)各项监测时间间隔需依施工进程来定。在雨期和土方开挖时，加密观测频率。

 

　　(4)观测的结果可以形成书面资料来作为边坡变形与否的依据，如发现边坡失稳或变形超标现象，处理后才能继续作业。

 

　　(5)本次开挖基坑为二级，基坑变形监测值需符合规定。

 

 

　　从周边的水文和环境情况出发，该深基坑支护工程采用土钉墙支护结构，在缩短工期、节约成本的同时，还有效地保证了周边建筑物的安全。