土钉深基坑支护技术

土钉深基坑支护技术（精选11篇）

土钉深基坑支护技术 篇1

深基坑支护工程是近二十年来随着城市高层建筑发展而发展的一门新的实践工程学, 它还有待于理论上的完善, 如何取一种在经济技术上都合理的支护类型就必须充分考虑现场环境、工程地质条件以及工程要求, 同时要确保相邻建筑的安全。

1工程概况

太原铁路局迎春新区高层住宅楼地上18层、地下1层, 框剪结构, 基础埋深为-9.277 m。基坑南侧距已建6层楼较近, 边坡破坏后会造成很严重的后果;东侧为规划中的原小区绿色通道, 附加荷载较大;北边坡距建筑物稍远, 西边坡自然地坪比其他边坡低, 挖深相对较浅。根据JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程中安全等级的划分标准, 将本基坑的安全等级定为二级。

2方案选择及施工设计

本工程因场地比较狭小, 大部分都不具备放坡开挖的空间, 所以从经济、安全的角度出发, 根据施工场地的地质条件及周边建筑环境开挖深度制定基坑支护方案为土钉墙支护。

剖面结构设计 (东、南、西边坡, 高9.2 m) :-2.5 m以上挂网喷混凝土设计;-2.5 m～-9.2 m间采用土钉墙支护, 设计5排土钉, 参数见表1, 土钉墙支护见图1。

3施工工艺及质量要求

3.1 土钉墙施工流程

凿孔→安装土钉→注浆→挂钢筋网→焊加强筋→喷射混凝土→养护。

3.2 施工工艺

1) 凿孔。采用洛阳铲或钻机成孔, 按设计的孔位进行测量画线, 标出准确的孔位, 然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔, 严格注意质量, 逐孔进行验收记录, 不合格者为废孔, 重打。施工中土钉可能遇地下旧基础无法成孔, 可采用注浆花管代替土钉, 不用钻孔, 直接用机械或人工打入土中、注浆。2) 土钉安放。按照设计规定的土钉的长度、直径, 加工合格的杆体, 为使土钉处于孔的中心位置, 每隔1.5 m～2 m焊接一个居中支架, 将土钉体安放在孔内。3) 注浆。在安装土钉钢筋的孔内注入水灰比为0.45～0.5的纯水泥浆, 压力不低于0.4 MPa, 为确保土钉与孔壁之间注满水泥浆应由里向外注, 注浆管插入孔内距孔底约0.5 m～1.0 m处, 用废编织袋封堵孔口, 防止浆液外流。4) 挂网。在修好的边坡坡面上, 按各坡面设计要求, 铺上一层Φ6.5@200×200钢筋网, 网筋之间用扎丝间隔绑扎, 钢筋搭接要牢。5) 加强筋焊接。等注浆、绑扎网片施工完成后, 用Φ10圆钢将土钉头部呈菱形连接起来, 焊在杆体上, 然后再用2Φ14×200 mm的短钢筋对节点加固, 各焊接点必须牢固。6) 喷混凝土。在上述工序完成后, 即可喷射混凝土, 厚度按设计要求喷80 mm～100 mm, 配合比根据检测单位出具报告为准, 水泥标号32.5普硅水泥, 强度达到C20, 要求表面基本平整。

3.3施工质量要求及验收标准

1) 认真讨论支护技术方案, 做好向施工人员技术交底工作, 使大家明确施工工艺, 技术要领和质量标准。2) 对土钉的安装注浆、喷混凝土、焊接等关键工序实行工程技术人员跟班作业, 确保质量符合设计要求。3) 实行全面质量管理, 对每一道工序严把质量关, 符合以下质量标准:a.凿孔:孔的水平、垂直间距允许偏差±100 mm, 孔径允许偏差±5 mm, 孔深允许偏差±50 mm。b.挂钢筋网:网格允许误差±20 mm, 经、纬筋搭接点用扎丝扎牢, 搭接长度不小于300 mm。c.土钉制作:按设计选准材径、长度下料, 误差允许值为±20 mm, 支撑架间距1.5 m～2.0 m一个, 焊牢。d.土钉安装:检验材径, 长度和支撑架要符合本孔要求, 对号入座。e.搅拌浆液:严格按设计要求0.45～0.5的水灰比配料, 搅拌均匀。f.注浆作业:首先, 将符合孔深要求的注浆管插入孔内 (距孔底0.5 m～1.0 m) , 从里向外逐步回撤注浆, 达到孔口稍有溢流现象, 浆液背压不小于0.4 MPa, 即堵口封死。g.喷混凝土:严格按设计要求比例配料搅拌均匀, 喷混凝土时喷浆手要垂直层面喷, 注意观察料的水量 (不得有干料现象) 和回弹情况, 及时调整喷浆水量和距离, 抽取混凝土试块。

4施工监测

采用闭合法, 要求三等水准精度。在远离基坑边线15 m外选定基准点 (01点) , 在基坑周边及马路、管线沟边设置观测点, 并记录观测点到基准点之间距离的原始数据;每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移量;根据时间与变形增量绘制位移曲线, 以7 d为一周期, 每周期绘制一次S—t曲线图 (根据经验, 土体变形稳定时间一般在5 d～7 d) ;监测结果评析。

方向线交汇法, 二级导线精度。每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移量;根据时间与变形增量绘制位移曲线, 以7 d为一周期, 每周期绘制一次S—t曲线图;监测结果评析。

根据基坑开挖、支护的进度计划, 基坑监测分3个阶段, 根据不同施工阶段诱发基坑形变程度的不同, 确定相应的观测频率:第一阶段:土方开挖0 m～4.5 m深度期间内, 每2天观测1次第二阶段:土方开挖4.5 m～9.2 m深度期间内, 每天观测1次～2次, 如出现险情, 每2 h观测1次, 全天不间断。第三阶段:土方开挖、支护完成, 每2天观测1次 (持续至土方回填完, 如长时间无变化, 可每周观测1次) 。

5效果

采用此土钉方案支护, 没有出现滑坡塌方现象。工期提前10 d, 节约资金10万元。

参考文献

[1]JGJ 120-99, 建筑基坑支护技术规程[S].

[2]GB 50202-2002, 建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[3]GB 50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].

[4]GB 50086-2001, 锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].

[5]林一平.基坑中土钉支护应用的探讨[J].山西建筑, 2008, 34 (22) :96-97.

土钉深基坑支护技术 篇2

摘要：通过某基坑采用桩锚及土钉墙支护相结合的施工实践，介绍了设计方案、施工方法、技术难点及现场控制措施。

关键词：桩锚支护、复合土钉、要点控制实施

1工程简介及特点

某(陕西机工业集团有限公司)研发大楼由19层主楼，高约75.3m，地下二层，地下埋深约10.5m，地上部分总建筑面积约24000m2。

工程周围有3幢保护建筑和配电室一处，该工程因其特殊的地理位置，地处闹市，周边环境复杂及工程地质情况变化较大，使该基坑施工难度较大。

1.1工程特点：

①基坑深;②基坑所处的地理位置十分重要;③工程地质和水文地质情况十分复杂;

1.2技术难点

①如何确定一个安全、经济、环保的基坑支护方案;②由于场地狭窄，且只有一个门进出，运输不便，造成施工周期长，基坑暴露时间长，加之水位升高，对基坑极为不利;③如何解决土钉及锚杆在卵石地层中的成孔问题，是施工的难题。

2工程地质条件

表1土层力学参数

工程地质剖面图(见表)

3基坑周边环境情况

研发大楼基坑位于五一大厦东侧，东临药材公司，北接基地家属楼，南面为劳动东路。距离最近的楼为4m，在这样一个心脏地区进行10.5m的基坑施工，施工难度非常大。

4基坑支护与坑内降水

该基坑经过多方案的比选，最终采用桩锚及复合土钉支护。

第一步：西侧及北侧800护坡桩施工。施工要点：①先施工护坡桩，再挖土方，有利护坡桩施工;②锚杆原设计为20m，间距3.2m，因砂卵石成孔困难，实际施工时改为9±2mm，间距1.6m。缩短了长度，但增加了数量，减少了地层的蠕变量。

第二步，东侧上部土方开挖，土钉支护+护坡桩施工。施工要点：①先挖去桩顶土方，虽有利成孔但给灌注成桩增加了难度;②为了保证护坡桩施工安全，必须对已开挖桩顶部分进行支护，主要采用常规土钉支护。

第三步，无护坡桩部分复合土钉施工。复合土钉施工：①土方开挖。为确保施工安全，本工程在土方开挖过程中是严格遵循“分区、分层、分段、均衡、适时”的原则执行的：(1)基坑周边分层、分段开挖，每层2m左右，并留出土钉工作面。(2)土方开挖时特别要求挖土、运土的机械设备不得撞击支撑结构，也不得悬空的支撑构件上停放或行走。(3)整个基坑的土方开挖是井然有序的，特别是周边区的土方开挖，确保了支护工程施工的顺利进行。

②土钉及非预应力锚杆施工。针对砂卵石中难以成孔的问题，本工程土钉或非预应力锚杆的`筋材全部有采用钢花管制作。本工程土钉主要是按“击入法”进行施工的，施工机械包括3～12m3/min的空压机，冲击锤定位器对准土钉管靴，最后开动空压机，用人工或机械向前推移启动冲击器，在高频冲击力作用下，钢管被慢慢击至设置的深度;这种方法更加快捷、简便，保证了施工进度，克服了砂卵石成孔问题。

③按照岩土工程“动态设计”的原则，现场对施工中发现的一些在原设计图纸中未能考虑到、但确实存在安全隐患的区段进行了必要的设计变更，保证了边坡及周边环境的安全。本工程开工后对某些区段进行了补强加固处理。

第四步，基坑内降水：由于基坑周边无作业面，不能布置降水井及回灌井，加之原勘察水位在-12.48m，预先未考虑降水井，故根据现场实际情况，布置了几个3×8m的积水坑，进行坑内降水，保证了后续工程施工。

5点评

1、通过该工程的成功实施，为我们在砂卵石地层中施工土钉提供了成熟的经验。

2、基坑开挖分块、分段进行对控制基坑变形非常有利，复合土钉的布置为基坑分块施工创造条件。

3、对基坑周边有建筑物及无建筑物部分采取不同的支护方式，即增加了基坑和周边环境的安全性，又节省了造价。

土钉深基坑支护技术 篇3

摘要：近年来，随着经济建设的高速发展，高层建筑在各地大量兴建，地下空间的利用也越来越得到普遍重视。而随着城市建筑密度的加大以及市政道路网络的日益发达，深基坑开挖的地形条件变得越来越复杂，对深基坑支护体系的设计和施工也提出了更高的要求。本文在此以土钉支护为例对深基坑支护施工技术要点做了详细的研究。

关键词：土钉墙；深基坑；质量

一、土钉支护的原理及施工技术指标

土钉支护是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它通过浆体与土体外界面上的粘结力，沿土钉全长为基坑边壁土体提供连续支护抗力，不仅将欲滑移土体的侧向压力传递给稳定土体，同时也对滑移土体进行内加固，从而给土体以约束并使其稳定，最大限度地利用边壁土体的自承能力。

复合土钉墙目前尚无技术标准，其主要组成要素普通土钉墙、预应力锚杆、深层搅拌桩、旋喷桩等应符合国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 等技术标准的要求。另外，微型桩一般桩径Φ250～Φ300，间距0.5～2.0m，骨架可采用钢筋笼或型钢，端头伸入坑底以下2.0～4.0m。竖向钢管一般Φ48～Φ60，壁厚3～5mm。复合土钉墙在水位以下和软土中，采用Φ48、厚3.5mm 钢花管土钉，直接用机械打入土中，并从管中高压注浆压入土体。

二、土钉支护施工工艺要点

1、土方开挖

（1）土方开挖因采用自上而下方式开挖，每层开挖的深度应控制在土钉以下0.5 m 左右，第一层开挖分段长度不应长于15 m，第二层不应长于10 m。

（2）开挖时采用洛阳铲成孔，成孔时适当带水钻进，开钻时应低压慢钻，当钻头全部进入土层后，方可加大压力钻进，土质较差时，开挖长度不应长于5 m，并采用跳打法施工。

（3）为控制钻孔的难度，宜沿着深层搅拌桩搭接处开孔，既容易穿过桩体又不至于钻断已有深层搅拌桩。

（4）为确保钻孔的准确性，钻孔前采用经纬仪、水准仪、钢卷尺等进行土钉放线确定钻孔位置，土钉布孔距允许偏差为±50 mm，成孔采用锚杆钻机，成孔中严格按操作规程钻进，孔径允许误差±10 mm，钻孔偏斜度不大于30%，孔深允许偏差为±50 mm，倾角5 °～15 °。

（5）在基坑下层土方开挖施工时，须等混凝土强度达到设计要求强度的70%后，才能进行下层土方的开挖和土钉支护施工。

2、初喷混凝土

在基坑土方开挖出施工作业面并经整平后，应及时进行坡面的混凝土初喷施工。采用标号为C20 的混凝土，其配比为水泥∶碎石∶砂子=l∶2∶2，水灰比为0.46 左右，碎石粒径控制在5～12 mm，喷射压力控制在0.3～0.4 Mpa，厚40 mm，及时封闭暴露在外的土体。

3、土钉设置

（1）土钉的制作应严格按设计选准材径、长度下料，误差允许值为±20 mm，稳中架每个间距1.5 m，焊牢。

（2）土钉安装前应进行锚杆长度复核、验收，安放时，应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉锚杆一起放入孔内，注浆管应插至距孔底0.5～1.0 m 处。

（3）为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管，D48 钢花管土钉直接注浆。

（4）土钉水平间距误差不大于150 mm。

4、清孔

在土钉锚管压入土体过程中，压力作用下会有一定量的淤泥进入管中，进入的淤泥如不在注浆施工前及时清除，会严重影响注浆施工的质量及土层锚杆的承载力。因此，在注浆前须采用高压空气分段吹净孔内残留及松动的废土，以保证注浆施工的良好质量。

5、注浆施工

（1）注浆采用水泥砂浆材料进行，采用早强型硅酸盐42.5号水泥，水灰比为0.45～0.55。

（2）在注浆过程中，从底部开始先高速低压进行，当孔口开始溢出水泥砂浆后，再从孔口进行低速高压注浆。

（3）为保证浆液能充分挤满孔壁，一般要加压四次以上，注浆压力控制在0.6～0.8 MPa 的范围内，二次注浆须在一次浆液初凝后终凝前进行，二次注浆压力大2.5 MPa。

（4）在向锚管孔内进行注浆前，应预先求算出注浆施工所需的水泥砂浆体积，然后根据注浆泵的冲程数确定向孔内注入的浆体实际体积，以确定锚管注浆施工的孔内充填密实程度，一般锚管实际注浆量必须是管内体积的2 倍以上。

6、钢筋网施工

混凝土护壁终喷施工时，采用一层6@200×200 的钢筋网，编网过程中，钢筋网规格为双向钢筋网片，钢筋直径6.5，网片规格为@250 双向，竖筋与水平钢筋之间则采用20#双股扎丝连接固定，钢筋搭接绑扎长度不短于200 mm，钢筋搭接焊接长度不短于10 D（D 为相应钢筋直径）。

7、终喷混凝土

（1）在混凝土终喷施工前，应先全面清除初喷混凝土面层上的松散碎屑和浮浆，并洒水冲洗干净。

（2）喷射混凝土时，其喷射距离应控制在1.0～1.2 m 内，并由底部逐渐过渡到上部进行，一般应垂直指向坡面进行喷射，在喷射时应注意观察料的水量（不得有干料现象）和回弹情况，及时调整喷浆水量和距离。

（3）应严格掌握喷层厚度，表面平整度要求±30 mm。

三、土钉墙在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

土钉墙的施工应遵循分段开挖、分段支护的原则，在前层工作面开挖结束而土钉尚未设置时，很容易出现局部的塌方甚至导致整个围护结构的破坏，因此在每层土体开挖结束后，要尽快设置土钉。在基坑开挖过程中，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210m 以内，保证围护结构的稳定。

2、基坑按1：0.2 放坡，在结构开挖后，辅以人工修整坡面，坡面平整度允许偏差为±20mm，在喷射第一层混凝土前应清理坡面。

3、钻孔前进行土钉放线，确定钻孔位置并做出标记。孔深允许偏差为±50mm，孔径允许偏差为±5mm，孔距允许偏差为±100mm。本工程土钉成孔设计倾斜角为8°，在施工中主要采用機械钻孔。

4、为保证土钉钢筋与注浆体之间有足够的握裹力，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 设置一个。

5、土钉成孔完成后，将孔内残留及松动的废土清理干净，及时安设土钉并注浆；注浆时，将注浆管插至距孔底250mm～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，还需进行多次加压（压力为3.0MPa），一般不少于2 次，保证浆液挤满孔壁。

6、在钢筋网上设置400mm 长4Ф16mm 钢筋呈井字架形与土钉端部锁定筋焊接牢固。上一工作面与下一工作面的钢筋网的搭接长度应大于300mm并绑扎牢固，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毕，第一层混凝土要保证40mm～50mm的厚度。根据提前埋设的混凝土厚度控制标志，将混凝土墙面层总厚度控制在100mm，并且要保证所有的钢筋网片被覆盖，且钢筋有25mm 的保护层，每一层混凝土在终凝后，要及时予以养护。

8、当上层土钉注浆体及喷射混凝土的强度达到设计强度的70%后，方可进行下层土方开挖。在开挖下一层土方的过程中，严禁挖掘机触碰上层土钉墙结构及预留出来的钢筋网片。

四、结语

某体育中心基坑土钉支护技术 篇4

一、基坑支护方法分类

目前, 我国深基坑支护的方法较多。基坑支护方法按结构受力特点分为以下3类。

1. 被动受力支护结构。

其特点是支护结构依靠自身的刚度和强度被动的承受土压力, 限制土体的变形, 从而保持边坡安全稳定。常见的如人工挖孔桩、钻孔桩、钢筋混凝土预制桩、钢板桩、钢管桩、支撑围护结构及地下连续墙等。

2. 主动受力支护结构。

其特点是通过各种方法提高土体的强度, 使支护材料与土体形成共同作用体系, 从而达到支护的目的。常见的方法有土钉支护技术, 树根桩技术和搅拌桩技术等。

3. 组合形式。

其特点是将前两种支护方法同时应用于同一个基坑工程中。这种支护形式已经在许多工程中得到了成功的应用, 表现出很大的优势和潜力。

比较上述3种方法, 被动受力支护结构是传统的支护方法, 在这种支护方法造价高, 工期长, 施工难度大, 其局限性日渐突出。而主动受力支护结构安全度较高, 施工简单方便, 工期较短, 造价低, 噪音污染小, 弥补了传统方法的许多缺点, 其设计施工经验逐渐积累并日趋完善, 发展较快, 其中土钉支护技术是现在已得到广泛应用的支护方法之一。

二、工程概况

渭南市体育中心项目位于渭南城区渭清路以西, 乐天大街以北, 规划面积33hm2, 建筑面积13万m2, 总投资约7.12亿元, 计划工期3年。体育中心主要由两部分组成, 其中功能区主要建设一场两馆, 即主体育场 (总建筑面积30 000m2, 设观众席32 000座) 、球类综合训练馆 (总建筑面积21 690m2, 设观众席3 700座) 和游泳馆 (总建筑面积, 设观众席座) 。市体育运动学校功能区主要建设射击馆、综合训练馆、2栋教学办公楼、学生公寓、餐厅、室外田径场和游泳池等, 建筑面积43 700m2。主体育场拱墩基坑工程开挖深度为8.3m, 因南临乐天大街, 东临渭清路, 均为渭南重要的交通线路, 车流量较多。在基坑施工中不允许发生较大变形和沉降。通过土钉与土体形成复合体, 提高边坡的整体稳定性, 且能降低工程施工成本, 有较大的优越性。

三、支护方案设计

1. 支护方案选择。

根据工程地层特性以及深基坑情况, 初步确定该深基坑可以采用内支撑、地下连续墙以及土钉支护几种形式对基坑进行支护。

(1) 采用内支撑将会影响主体结构的施工, 在施工场地限制、主体结构施工工期紧的情况下, 不宜采用内支撑方式。

(2) 地下连续墙包括悬臂式或撑锚式, 可用于多层地下室的超深基坑, 宜配合逆作法施工使用, 利用地下室梁板柱作为内支撑。但是由于施工成本太高, 不予采用。

(3) 采用土钉墙支护, 可边挖土边施工, 待土方开挖完后, 土钉墙支护随即形成, 可立即进行基础施工, 工期最短。而且根据国内外资料分析, 土钉墙工程造价比其他支护类型低30%~40%。因此, 采用土钉墙支护结构是本基坑工程的最佳选择。

2. 支护方案参数设计。

本工程基坑工程开挖深度为8.3m, 为确保边坡施工安全, 并考虑降低成本, 基坑上层放坡为1∶0.3, 下层放坡为1∶0.5。根据现场实际情况, 采用土钉支护, 土钉水平间距1.50m, 竖向间距1.50m, 呈梅花形分布。土钉主筋Φ18, 横拉筋Φ14, 钢筋网片为Φ6.0@200mm×200mm, 面层混凝土厚度不小于80mm, 标号采用C20。孔内注浆为M20。根据实际计算土钉墙设计参数为土钉长度为6m, 共设置5排。详细的土钉设计参数、喷射混凝土及孔内注浆参数要求分别见表1、表2。

四、支护施工方案

1. 挖土。

基坑挖土应分层开挖, 以保证施工过程的基坑边坡安全。分层厚度应根据土钉的竖向间距确定, 一般挖至所在工作层土钉设计标高以下约0.3m处, 严禁超挖, 挖土机开挖应服从土钉支护的要求。挖土至设计坑底时, 应留置>200mm土方采用人工挖掘、抄平。土钉墙施工完本层面后才可开挖下一层面。结合监测的数据, 对土钉的密度和长度可适当加以调整。保证土体的位移在规范的范围内。

2. 修边坡。

根据施工计划总平面图, 首先确定基坑放样尺寸, 沿线挖出一条6~8m宽的工作断面, 机械开挖以后再人工修整坡面, 坡面平整度的容许偏差为。

3. 定位、成孔。

成孔前应根据设计定出孔位, 并做出标记, 成孔时对土体注意保护, 孔位误差应小于50mm。成孔作业时要避开邻近建筑的基础和管线。碰到障碍物时, 适当调整土钉长度、位置和数量, 确保边坡安全。成孔采用人工洛阳铲成孔。严格控制成孔位置和成孔角度偏差, 成孔倾角偏差不大于1度。土钉主筋每隔2.0m设置一组Φ6.0的钢筋船中心定位架。在复测孔深后, 放入土钉杆体, 用砂浆泵注入砂浆锚固, 注浆过程中要控制好土钉的长度及位置。

4. 灌注水泥砂浆。

采用水灰比为0.40~0.42的水泥砂浆, 用砂浆搅拌机搅拌均匀后将注浆管插入距孔底不小于40mm, 通过浆泵加压, 灌入孔底, 缓慢拔出注浆管, 直至浆体饱满, 稍后补浆1~2次。土钉施工后, 在修整后的坑壁上将编好的钢筋网固定在土钉上, 每隔0.75m设置拖垫, 防止钢筋网片弯曲。

5. 挂网与加强筋。

钢筋网片采用Φ6.0@200mm×200mm钢筋焊接或绑扎而成, 上下层钢筋搭接200mm, 焊接或用铁丝绑扎, 纵向钢筋插入土中200mm, 与下一层钢筋搭接, 加强筋压在钢筋网和土钉上, 与土钉焊牢, 并在土钉头上绑焊1个三角衬垫, 压住横向加强筋, 横向加强连接筋的搭接采用焊接。

6. 喷混凝土。

为保证喷射混凝土厚度, 打入土钉时, 土钉末端露出岩土面100mm。喷射混凝土采用干喷法, 使用32.5级水泥、骨料为中粗砂和直径10~15mm的碎石, 干料的级、配开工前由设计级出, 掺速凝剂, 掺量为水泥的3%。混凝土干料至少拌和2次。喷射机开机顺序为:送风—送水—送料, 关机顺序反之。

土钉墙面层混凝应分2次喷射施工, 喷射第一层混凝土厚度为30~50mm, 完成后, 安装土钉, 绑扎钢筋网片, 然后喷射第2层混凝土至设计厚度。喷射方向应与作业面垂直, 喷头至作业面距离为0.6~1.0m, 喷射顺序由下至上运动, 回料不得再用。要及时清理喷射机。

五、施工质量检验

1. 原材料检验。

土钉墙支护施工所用原材料 (水泥、砂石、砼外加剂、钢筋、钢管) 的质量要求以及各种材料性能的测定, 均应以现行的国际标准为依据。

2. 注浆强度及喷射砼强度检验。

用于注浆的水泥浆或水泥砂浆强度用70mm×70mm×70mm立方体试件经标准养护后测定, 每批至少留取3组 (每组3块) 试件, 给出3d及28d的强度, 注浆强度等级不低于12MPa, 3d强度不低于6MPa;喷射混凝土强度可用边长100mm立方体试块进行测定, 每批至少取3组 (每组3块) 试件, 强度等级不低于C20, 3d强度不低于10MPa。

3. 喷射混凝土厚度检验。

喷射混凝土的厚度, 可以采用凿孔法作为检验依据, 也可以用混凝土厚度标志或其他方法。有争议时以凿孔法为准。检查数量为100m2取1组, 每组不少于3个点, 其合格条件可定为:全部检查处厚度平均值应大于设计厚度, 最小厚度不应小于设计厚度的0.8。

4. 土钉抗拔试验。

土钉深基坑支护技术 篇5

关键词:土钉墙支护;深基坑;应用

中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)24-0068-02

随着城镇建设步伐的加快,高层建筑大量涌现,深基坑开挖工程屡见不鲜。目前,深基坑支護已经有多种较为成熟的技术,土钉墙支护是其中一种比较新颖的技术。所谓土钉墙支护,就是用加固和锚固现场原位土体的细长杆件(土钉)作为受力构件,与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系,其具有占地面积小、施工速度快、造价低、施工工艺简单等特点,因此在建筑行业得到充分肯定,得以迅速推广应用。本文就土钉墙支护技术在深基坑工程中的应用进行粗浅探讨,以供同行参考。

1土钉墙支护的特点及应用范围

土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术,它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内,将土体加固成能自稳的重力式的挡土结构,其特点主要体现在以下几个方面:①能合理地利用上体的自承能力,将上体作为支护结构的不可分割部分;②结构轻型,柔性大,有良好的抗震性和延性;③施工便捷、安全,土钉的制作与成孔简单易行,且灵活机动,便于根据现场监测的变形数据和特殊情况,及时变更设计;④施工不需单独占用场地,对于施工场地狭小,放坡困难,有相邻建筑,大型护坡施工设备不能进场时,该技术显示出独特的优越性;⑤稳定可靠,支护后边坡位移小,水平位移一般为基坑深度的0.1 %～0.2 %,最大不超过0.3 %,超载能力强;⑥总工期短,可以随开挖随支护,基本不占用施工工期;⑦费用低,经济,与其他支护类型相比,工程造价降低10 %～40 %左右。

土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排水措施后的素填土、普通黏性土、黏性的砂土和粉土等较均匀土体边坡。近年来,该项技术在东南沿海地区的基坑开挖中得到迅速的发展,不仅在砂性土的基坑开挖中广泛应用,且在填土和软弱土层中也得到成功应用。利用水泥土桩组合式土钉墙支护技术,使该技术能够应用在下降水的高水位地层。当场地同时存在土层和不同风化程度岩体时,应用土钉墙支护特别有利。土钉墙支护的应用范围非常广泛,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,如隧道洞门端部挡墙和洞口两侧挡墙,路堑土坡挡墙、桥台挡墙等;③现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固。如各类挡土墙的维修和加固,以及各类支护发生失稳或变形过大时的抢险加固等;④边坡稳定。用于加固可能失稳的堤坡。

2土钉墙支护技术在深基坑工程中的具体应用

2.1勘察工程,选择合适的土钉墙支护设计方案

在具体施工前,应根据工程地质及水文情况,确定基坑开挖的具体深度,了解由上至下的各土层情况,掌握周边环境允许放坡的大小及周边空地能为施工作业面及材料堆场提供的面积等。综合上述条件,选用比较合适的土钉墙支护设计方案,以保证基坑开挖安全、经济、周期短,即实现工程的社会效益和经济效益。

2.2土钉墙支护的施工流程和工艺要求

要想使采用土钉墙支护的工程取得良好效果,在施工中应

遵循正确的施工次序与工艺要求。

2.2.1放线

根据设计图纸,施工前要在基坑四周先划定地面排水沟的尺寸,再确定每段每道土钉墙施工的基坑开挖边线,并用木桩和白灰等作出开挖线标记。

2.2.2土方开挖

开挖作业要分层开挖,分层支护,边开挖边支护,即前一层土钉完成注浆1 d以上方可进行下一层边坡面的开挖,把土方开挖和支护施工密切配合,使开挖进程和土钉墙施工形成循环作业;土方的开挖应严格遵循分段的原则,一般作业段长度应控制在10 m以内,也应严格遵循分层方法,严禁超挖,达到控制土体的初始位移。

2.2.3修坡

开挖之后,为尽量缩短边坡土体的裸露时间,在边坡修整完后应立即喷射基层混凝土。一般在7 d后土钉墙固结可以达到足够强度,接着进行下一层土体的开挖,而且边坡修整应采用人工,这样,一方面增加混凝土面层与土体的黏聚力,确保挂网及喷砼的质量,另一方面也保持了坡面平整。

2.2.4安设土钉

安设土钉前,可以采用冲击钻等成孔,如击入的是钻孔注浆土钉,对于注浆钢管要设置注浆口,并在注浆口的附近焊接角钢支架,以减少地基土进入注浆管内及注浆土钉有足够的直径,同时要保持一定的倾斜度;同时,钢管击入过程中不可避免地将地基土挤入注浆钢管内,为确保土钉的注浆质量,在土钉注浆前应对钢管实施清孔。

2.2.5铺设钢筋网

将钢筋拉直,钢筋网片按照设计要求绑扎连接,其长度及相临搭接接头错开长度符合规范要求,如果有不能满足规范要求的,必须用焊接,焊缝长度也要符合规范要求。绑扎钢筋网时要留好搭接钢筋,钢筋网与下层钢筋网要搭接,长度为25倍钢筋直径,钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设。钢筋与坡面的间距宜大于20 mm,钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固,喷射混凝土时钢筋才能不晃动。钢筋网检查合格后要及时进行隐蔽验收。

3土钉墙支护技术在深基坑中应注意的问题

在实际的工程建设中,经常会遇到以下问题:业主一方面要求确保工程质量,另一方面又要求加快工程进度、降低工程造价,无形中增加了施工难度;建筑工程周边环境日趋复杂,特别是在市区施工,施工场地狭小且施工条件差;随着基坑开挖深度的不断增加,施工难度、技术难度也相应增大,施工单位承担的风险越来越大。以上种种问题要求深基坑的设计和施工人员必须选择技术可行、造价合理、安全可靠的支护方案。

3.1普通土钉墙应注意的事项

(1)施工前的准备工作。应熟悉掌握工程地质勘探情况,地下障碍物分布、埋深情况及地下洞穴、地下管线、渗水井的分布埋深情况。

(2)掌握地下排水管线的距离、材质、管径、使用寿命、排量、充满情况、是否渗漏、有无损坏等。

(3)掌握地下水分布情况,了解丰水期施工地下水变化情况,并及时对土钉分布数量进行合理调整。

(4)开挖墓坑时,对地基土变化情况须及时掌握,如出现砂类土要调整放坡,出现饱合土要查明原因,并对施工方案进行调整,制定相应措施。

(5)设计土钉位置时,要避开地下隐蔽物、井穴、管线、坑道,对于给、排水管线,运输通道一侧的加固土钉墙,应按复合土钉墙设计。

(6)须派有责任心的人员实施土钉孔注浆,为防止浆液过多外流,孔口用预制半月形混凝土块封堵。及时检查钉孔注浆饱满度,对于浆液流失过多钉孔要及时补浆,以确保钉孔注浆符合规范标准要求。

(7)土钉墙施工要随时注意天气变化,喷射混凝土面层时尽量避开雨天。

(8)普通土钉墙基础是非常重要的构件,是普通土钉墙起稳定作用的一个重要保证,因此,普通土钉墙要根据设计要求做好基础设施和施工,尤其是8 m以上的普通土钉墙,必须按设计要求做好墙基础。

(9)喷射混凝土面层施工,应根据原材料的含水率对用水量进行调整。当土钉墙坡度较大,喷射混凝土落地较多时,应及时回收利用或派专业抹灰工利用落地混凝土补抹土钉墙,做到就地取材、减少浪费。

3.2复合土钉墙应注意的事项

(1)要按设计要求挖一层地基土施工一层土钉,严禁超挖多层再集中分层补设土钉。

(2)采用截水護壁技术时,降水井易设在截水护壁层外侧。当地下水位较高,相邻建筑物为浅基础或需采用回灌技术保护相邻建筑物时,降水井应设在截水护壁层的内侧。

(3)严格按设计要求进行基坑开挖,在轻型支护或截水护壁及土钉墙强度未达到设计要求之前,严禁超前开挖,以免造成土钉墙及支护体的损坏,造成安全事故,增加经济费用,延误施工工期。

4结束语

总之,我国自20世纪80年代后期开始应用土钉墙支护技术以来,该技术以施工速度快、造价低、对场地的要求低、安全可靠等优势,在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验,甚至在一些技术上达到了国际水平,但由于各基坑开挖深度不同、水文地质、工程地质条件不一、设计、施工单位素质的差异,基坑采用土钉墙支护后,仍难免有基坑塌方、变形等情况出现。因此,对土钉墙支护技术仍需进一步研究和提高,以适应现代化经济建设的需求。

参考文献

1 林志毅.土钉墙支护技术及在深基坑工程中的应用[J].科技信息,2009(23)

2 张海军、程善柱.土钉墙支护技术在深基坑中应注意的事项[J].低温建筑技术,2008(02)

By Earth Nail Wall Supports and Protections Technology in Deep Hole Excavated for Building Foundation Project Application

Chen Tulin

Abstract:The article has carried on the discussion to it in the deep hole excavated for building foundation project’s concrete application, in the introduction earth nail wall supports and protections technology’s related knowledge’s foundation, pointed out that this technical application the question which should pay attention in the deep hole excavated for building foundation, by refers for the colleague.

土钉支护技术在基坑中的应用 篇6

深基坑支护设计与施工是目前城市建筑施工的重点和难点, 有不少建筑工程由于深基坑支护的失误, 导致重大经济损失并延误工期。因此, 在经济合理的前提下, 确保深基坑支护工程的安全可靠, 已成为当前城市建设中的一项重要课题。

土钉墙支护造价便宜, 工期短, 在10m左右的深基坑中大量的应用。新都会广场深基坑采用土钉墙支护, 通过设计、施工的控制以及在正常使用和雨季中的监控、处理, 确保了基坑的安全。

2 工程概况

新都会广场工程建筑面积8.6万m2, 钢筋混凝土框架抗震墙结构, 地上7层, 设有二层地下室, 基础南北长160m, 东西宽140m, 设计基坑周长约545m, 采用灌注桩基础, 基底标高-10.00m, 局部基底标高-11.00m。基坑开挖深度为9.6m。

根据地质勘探报告揭示场地内基坑支护影响范围内岩土层主要为 (1) 填土层1.3～2.6m; (2) 粘质粉土0～2.5m; (3) 砂质粉土1.6～5m; (4) 粉质粘土0.3～6.3m; (5) 粉质粘土、粘质粉土、砂质粉土、粉砂4.8～11.7m。

场区内实测三层地下水, 第一层上层滞水水位埋深0.80～3.00m, 第二层潜水水位埋深5.80～8.50m, 第三层潜水水位埋深25.40m。

基坑北侧临城市主干道, 基坑南侧为住宅小区 (6F) , 东侧为学校 (3F) 。

3 基坑支护设计方案

根据现场实际情况, 综合考虑安全、经济、场地条件、周边环境及施工工期等因素, 采用挂网喷锚支护+双排搅拌桩和摆喷墙联合止水+钢管桩超前支护的方案, 即先施工双排搅拌桩至12m, 然后施工三管摆喷墙, 摆喷墙底进入不透水层大于50cm, 摆喷墙墙顶施工至地面下11m, 即摆喷墙与搅拌桩搭接1m, 随后施工超前钢管桩, 土方开挖时逐层进行挂网。地质勘探报告揭示场地地下水位较高, 实际开挖中自然地面下1.0m左右见水。

3.1 基坑降水

考虑到保证地下室干燥施工作业, 采用大口径管井抽水的降水方案, 降水井布置在离开挖线1.0m处。基坑最深处底面标高为-11.00m, 考虑将地下水降至基底下1.0m以下。沿基坑四周布管井25口, 井距在基坑内部局部集水坑处布置渗井。

降水井深度约11～16m;降水井孔径为φ600, 全孔下入水泥砾石 (砂) 滤水管, 管底封死, 管外填滤料。滤料的规格2～4mm, 滤料填至孔口以下2m, 上部回填粘土封至孔口。

3.2 土钉支护

出于地下结构施工操作空间的需要, 基坑侧壁与地下结构外墙之间的肥槽为3m。

土钉墙高度10.10m, 布置8排土钉, 采用Ф25HRB335钢筋, 水平间距为1.2m, 土钉长14m, 孔径110mm, 排距1.2m, 其中第二、四、六排采用预应力锚杆, 长度26m, 预应力锁定值150KN。

土钉墙边坡面层挂Φ6.5@250×250钢筋网和1Ф16@1200横向压筋。

4 土钉支护施工

工艺流程如下:基坑降水施工→土方开挖至土钉标高下50cm→土钉成孔→杆体支放→注浆→坡面修正→铺设钢筋网→喷射混凝土→重复工序至基坑底→基底排水沟, 基底施工。

土钉墙施工随土方开挖进行, 基坑边坡原则上分段分层开挖, 采用“中心岛”开挖方式, 即先沿基坑边线开挖出10m宽条形护坡作业面。

土方开挖至土钉设计标高下0.5m后, 采用机械成孔, 孔径110mm, 并对孔深、孔径、倾角进行控制。成孔后及时插放钢筋, 并注浆。土钉杆体采用水灰比为0.5, P.O32.5普通硅酸盐水泥浆注浆, 在一次注浆完成2.0h内进行二次补浆, 并将孔口封堵。

喷射混凝土施工采用分段进行, 同一分段内喷射顺序按照自下而上施工。面层喷射100mm厚C20细石混凝土, 混凝土配合比为水泥:砂:石=1:2:2。

5 施工监测

基坑支护工程监测内容为:土钉墙顶部水平位移观测;基坑周边沉降观测;地下水位监测。

5.1 地下水位监测

5月10日项目开工, 到6月22日降水井施工完毕连续抽水后, 水位基本维持在8m左右, 不能满足施工的要求。经过分析, 增加Ⅱ区水泵数量、调整水泵抽水深度后并昼夜抽水, 使水位下降到开挖面1.0m以下。

5.2 基坑位移监测

土方开挖前测定基坑坡顶水平位移、沉降位移初始值;坡顶水平位移、沉降监测点沿基坑坡顶边线设置, 间距约30m;土方开挖过程中, 每日监测一次。沉降观测的基准点设置在基坑开挖影响范围之外市政道路上。

水平位移的观测采用视准线法, 以南侧基坑水平位移监测为例, 在要进行位移观察的基坑槽壁上设一条视准线, 并在该视准线两端基坑影响范围之外设置两个工作基点A、B, 分别作为主站点及后视点, 然后沿着该视准线在槽壁上分设若干观测点, 直接在读数尺读出测点的位移。

开挖到设计深度, 通过对水平位移监测数据分析, 南面基坑坡顶最大水平位移10mm, 基坑顶部的侧向位移与开挖深度之比1.7‰, 北面11m深的基坑最大水平位移接近30mm, 基坑顶部的侧向位移与开挖深度之比小于3‰, 满足设计提出的监测值控制标准要求坡顶位移的警戒值30mm。

6 雨季中出现的危机情况和处理措施

5～6月广东地区进入雨季, 夏季雨水天气给施工带来了不便和影响, 随着几场暴雨的来临, 危及边坡支护安全的险情不断出现。

6.1 危机情况

基坑边坡锚钉和面层喷射混凝土已施工完, 在坑壁局部出现了出水点和悬挂水。基坑东侧边坡坑壁出水点水量逐步加大并迅速形成涌水和涌砂现象, 东侧1～A轴到1～E轴土体局部塌方, 紧临基坑5m的园东南路路沿石侧出现裂缝。

南侧临住宅小区基坑支护变形超过警戒值, 地面最大裂缝65mm, 实测南侧12#、13#观测点水平位移75mm, 最大沉降位移170mm。水平位移变形发展见雨季位移变形曲线。

基坑西、北两侧场地条件较好, 全部进行了硬化处理。从观测数据分析, 开挖到设计深度, 基坑坡顶水平位移在雨季中变形稳定。

6.2 危机处理

对于坑壁局部渗水, 在基槽四壁增加泄水孔, 孔深0.6m, 高度距槽底0.8m, 间距2m。在护壁中插入周边带孔眼的包网塑料排水管, 把局部渗水通过暗埋在土钉坡面内的塑料排水管引入基坑周边排水沟及集水坑中, 利用水泵及时抽排, 加快边坡粉土层排水固结。

基坑东侧1～A轴到1～E轴采取分级支护, 首先把高2.5m, 宽4.0m的土卸除, 在-7.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆, 长度16m。

基坑南侧12#、13#观测点变形最大的位置延长到临近观测点, 即11#～14#观测点之间近100m范围内边坡角堆土卸荷, 堆土3.0m高, 3.0m宽。在基坑南侧-3.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆, 长度16m。

按上述措施进行施工和危机加固处理后, 对整个基坑及邻近建筑物的位移进行了跟踪监测, 各观测点均处于稳定状态。同时对基坑开挖后, 地面裂缝的开展情况进行了跟踪监测, 各观测点的裂缝均处于稳定状态。

6.3 原因分析

⑴经过现场复查, 基坑园东南路处离基坑水平距离6.5m, 埋深3.5m, 沿基坑分布两条污水管道, 从南往北走向, 将土体在垂直方向切成两段。雨水排入污水管道, 污水管道不畅通, 雨水渗入土体, 致使东侧1～A轴到1～E轴基坑失稳, 土体下滑。对本工程基坑周围地下管线埋设情况掌握不准确, 场外来水影响了基坑的稳定。

⑵基坑南侧临住宅小区绿化带, 坡顶距现状围墙2.0m。实测场地高差:场内比场外低0.5m。雨水渗入土体, 基坑深度范围内的粉细砂地层, 加上中间粉质粘土隔水层, 影响半径小和渗透系数小, 降水难度大, 影响了基坑的稳定。

⑶基坑西、北两侧场地条件较好, 全部进行了硬化处理。通过对水平位移监测数据分析, 开挖到设计深度, 基坑坡顶水平位移在10mm以内, 变形稳定。说明水源远近是影响基坑稳定的主要因素。地表水渗入土体造成坡体土层的力学性能指标严重下降和坡体水压力增加。

7 结论

⑴实践证明:土钉墙支护结构对水的作用特别敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重, 更为主要的是会降低土的抗剪强度和土钉与土体之间的界面粘结强度。后者是土钉能够起到加固和锚固作用的基础。

⑵基坑施工监测和动态设计对土钉墙支护结构非常重要。本工程南侧基坑水平位移在雨季发生较大变化后, 根据实际情况及时对设计作出必要的修改, 取得了很好的效果, 避免了倒塌事故。

摘要：新都会广场工程深基坑采用土钉支护, 通过设计、施工、监测多环节的控制, 并从现场量测数据分析表明:基坑最大水平位移发生在基坑顶部;雨季随着雨水渗入土体基坑水平位移增长发生较大变化;施工中通过现场监控, 及时对原设计作出必要的修改和采取必要的措施, 确保了基坑的安全。

关键词：土钉支护,设计,施工,现场监测

参考文献

[1]余志成, 施文华.深基坑支护设计与施工.北京:中国建筑工业出版社, 1997

土钉深基坑支护技术 篇7

土土钉挡墙自20世纪70年代产生以来,至今也不过30几年的历史,由于其明显的优势,在边坡工程、基坑工程中得到广泛的认可和应用。1972年凡尔赛地区首先用土钉加固铁路路堑边坡,我国的首例土钉墙是1980年用于山西柳湾煤矿的边坡加固。

土土钉支护技术则是一种主动的制约机制。总的说土钉喷锚支护技术有以下几种作用机理:

(1)箍束骨架作用:该作用是由土钉本身的刚度和强度,以及它在土体中的分部空间所决定的,土钉在复合体中起骨架作用,使复合土体构成一个整体,从而约束土体的变形和破坏,分担作用在土钉具有很大的抗拉、抗剪强度和抗弯刚度,土体进入塑性状态后,应力逐渐向土钉转移,延迟塑性变形。(2)应力传递与扩散作用:当荷载增加到一定程度,边坡表面和内部裂缝已经发展到一定宽度,坡脚应力最大。此时下部土钉位于滑裂区域以外土体中的部分、仍然能够提供较大的抗力。土钉通过他的应力传递作用使得可将滑裂区域内的应力传递到后面稳定的土体中,分布在较大范围内土体,降低应力集中程度。(3)对坡面变形的约束作用:在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分,喷射混凝土面板对坡面起着约束变形作用,面板的约束力取决于土钉表面与土体间的界面粘结强度。

1 工程实例应用

1.1 工程概况:

拟建建筑物为一栋地上23层医院业务综合楼,带1层地下室,总建筑面积50816.99m2,拟采用框剪结构,整体基坑实际开挖深度在自然地面-6.0m左右,现拟开挖基坑布局呈矩形,基坑开挖后的基底总面积约为2227.2m2,基坑南侧、西侧贴近已建建筑及三个消防水池。

基坑边线距离现有建筑物及消防水池太近,放坡系数为0.3-0.5,有可能因基坑开挖导致边坡发生有害沉降变形,根据《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)确定本基坑侧壁安全等级定为三级,对此段开挖局部基坑边采用逆作法土钉墙、喷锚支护。

1.2 工程地质条件:

该基坑场地地形较平坦,地貌单元单一,场地为拆迁已有建筑。场地地层主要由卵石、风化基岩组成。拟建场地地层由上至下分述如下:(1)杂填土:杂色,稍湿,松散,场地均有分布;层厚1.2-1.7m。由建筑垃圾,生活垃圾及漂石组成。含水量为15%,重度为17.5kN/m3,粘聚力c=18,内摩擦角0.0。(2)卵石:青灰色、土黄色为主、稍密-中密、湿-饱和。该层夹有少量漂石,最大粒径可达40cm,约10%左右,圆形、亚圆形,分选性一般,分布连续,充填物主要为粉土及中粗砂,局部含有细砂透镜体。在基坑范围开挖内没有地下水。

2 基坑支护设计参数验算

喷锚网支护所需各土层的设计参数见表1:

2.1 土钉支护内部稳定性计算:

土体主动土压力:根据库伦土压力理论计算,基坑剖面见图1。

取地区经验值卵石的内摩擦角φ=35°,按卵石土厚度为6.0m计算,则土层根据规范主动土压力系数:

其中γa为土体重度;h为底部土钉距地面高度。

假定为土钉作用所控制的坡面面层上的侧向土压力。因此只计算最低的土钉拉力。土钉抗拔拉力值计算如下式:

土钉设计内力或者最大拉力N

其中:hm为土钉的深度;Sx,Sy是土钉间的水平与垂直间距。

土钉的极限抗拉强度为:

所以Tg≥T满足要求。

2.2 土钉与土体间的界面摩阻力。

对没有超载或均匀超载的情况下,可能产生的破裂面与水平线的夹角为,考虑作用与土钉墙侧面的水平应力,则界面摩阻力为:

底部即第二排土钉的界面摩阻力:

其中:Ln2为土钉破坏面外锚固长度;

K0为静止土压力系数,K0≈1-sinφ',φ'为土体的有效内摩擦角;在此取值为综合内摩擦角。

h'为土钉有效锚固长度以上的土层厚度,在此取值为5.0m。

2.3 内部稳定分析。

在本设计中采用了上部Ф48钢管,在底部内力设计值为:

而土钉所要承受的最大抗力T=47.652kN≤E=106.52kN,即可以安全承受水平侧压力。

2.4 外部整体稳定性分析。

在土钉墙完全达到作用时,即当注浆完成后,水泥与土体发生物理与化学变化增强土体的固结强度,则与原土组成假定的重力挡墙。其作用类似于重力式挡墙,所以外部稳定性按照重力式挡樯考虑。外部稳定性包括抗倾覆性系数、抗滑移稳定性系数、地基承载力稳定性系数。

2.4.1 抗倾覆性验算。

验算上部土层土钉墙稳定性

取前面值,计算得

式中,Mw—土钉墙自重产生的抗倾覆力矩;Mm—土钉对墙体产生的抗倾覆力矩;ME—侧向土压力产生的倾覆力矩;γ0—基坑安全重要性系数,本设计取值1.2。

Kq=2.0则符合安全系数的要求。

2.4.2 抗滑移验算:

在此基坑土的有效内聚力可不作考虑,而偏于安全计算:

Ep为被动土压力。Wμ为土钉墙厚度取土钉水平投影11/12长度,在本设计中,若令Wμ=0,则Kh≥2.5,按照规范要求,临时性基坑安全性系数应不小于2.0,即可以满足要求。

3 设计方案

土钉墙设计方案

基坑按1:0.3-0.5放坡。

土钉锚杆水平间距为2m,土钉锚杆垂直间距为2m,土钉倾角15°,土钉Φ48钢管,土钉的具体长度如下:

第1排锚杆长3.0m;

第2排锚杆长6.0m;

第3排土钉长3.0m;

土钉为Φ48焊接钢管,加强筋为Φ10圆钢。水泥选32.5#水泥。钢板网网眼50×40mm,土钉采用Φ48厚钢管,尖部采用线锥焊接或将钢管端部制尖,端部1-2m每30cm按梅花形焊5mm焊洞制成花管,钢筋骨架采用Φ10单向钢筋做加强筋,平均喷射50mm厚M10砂浆。土钉垂直间距为2m,水平间距均为2m。

钢筋与圆钢的焊缝长度:钢筋与圆钢的搭接双面焊的焊缝长度按规范规定为≥5d1,即应不小于5×28mm及5×25mm,为了接头整齐,取搭接长度一律为140m

挂网喷浆护面:对基坑边坡中的卵石层向下开挖时,对坡面立即进行喷浆处理,进行成孔、安装锚杆、压力注浆,再挂网喷射浆,砂浆厚度为2-5cm。

4 位移监测与支护效果

土钉挡墙源于新奥法,新奥法的基本指导思想是围岩的变形和变形速率是施工的依据。同样土钉挡墙必须伴随施工过程中的监测,监测到的地面沉降和墙顶水平位移,及时反馈到设计和施工,根据位移沉降检查设计、施工的合理性,在基坑周围有代表性的位置设置五个测点。利用精密水准仪、经纬仪量测基坑边顶部的水平位移,测得基坑最大位移观测点为J5观测点位移为基坑深度的0.42%,变形值小于规范0.5%的要求,在变形允许值范围内,其顶部水平变形与时间关系如图2所示。

5 结论

(1)锚喷支护技术在地质条件较好的情况下运用于中深基坑的支护,具有质量安可靠,结构轻柔,具有良好的延性和抗震性、施工设备简单施工占用土地少、工程造价低经济效益好等特点。(2)从开挖结果来看,土钉墙挡土效果良好,保证了边坡稳定和地面建筑物的安全,这表明土钉墙支护,对加固土层,改善地质条件是切实可行的。(3)在施工期间,及时采取跟踪注浆,增大土体的c、φ值对于控制基坑周围沉降的发展,以及减少开挖给周围环境的影响是很有效的。从监测的效果来看基坑变在规范允许的范围之内。

摘要：本文介绍了土钉喷锚支护技术在医院综合楼基坑支护设计和施工中的应用,分析了复合土钉作用机理,验算了土钉支护结构的稳定性、安全性。对复合土钉墙的设计、施工工艺进行了较详细的阐述。通过监测支护结构水平位移认为:土钉喷锚网支护技术在本工程的应用是成功的。

关键词：土钉喷锚支护,主动土压力,安全系数,稳定性分析,水平位移监测

参考文献

[1]某医院综合楼场地岩土工程勘察报告[Z].

[2]某医院综合楼场基坑边坡支护施工组织设计[Z].

[3]GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S].

[5]GB50202-2002地基与基础工程施工及验收规范[S].

[6]JGJ120-9建筑基坑支护技术规程[S].

[7]CECS22:90土层锚杆设计与施工规范[S].

[8]CECS96:97基坑土钉支护技术规程[S].

[9]GB 50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].

土钉支护技术在软土基坑中的应用 篇8

关键词：土钉支护,软土基坑,应用

土钉支护作为一种经济可靠、快速简便的挡土技术, 已在我国高层建筑的深基坑开挖施工中得到愈来愈多的应用。

土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术, 在基坑开挖中, 土钉支护现已成为桩、墙、锚支护之后又一项较为成熟的支护技术。

土钉的特点是沿通长与周围土体接触, 以群起作用与周围土体形成一个组合体, 在土体发生形变的条件下, 通过与土体接触界面上的结力或摩擦力, 使土钉被动受控, 并主要通过受拉工作给土体以约速加固或使其稳定。

土钉适用范围:作为土体开挖的临时支护, 用于高层建造、地下结构等深基坑开挖、土坡开挖等;作为永久性挡土墙;边坡加固, 当支护体发生失稳时抢险加固。

土钉的优点:它具有材料用量和工程量少, 施工速度快;施工设备轻便, 操作方法简单;对施工场地适应性强, 占地小;结构轻巧, 柔性大, 有很好的延性;稳定可靠, 连坡水平位移小, 超载能力强;施工工期短;无噪音, 无污染;造价低等。现结合笔者曾在温州市东门大厦综合楼基坑支护过程中工作的实际情况, 作一些介绍。

一、工程概况

该工程位于温州市环城东路江宾路南侧。建筑场地东距路边线8m, 西侧有三幢二层民房距边轴线3m, 长轴方向与基坑边线平行, 南侧有临街商业用房距边线不足3m。主楼32层, 建筑高度95m, 框剪结构。裙楼8层, 建筑高度32m, 框架结构。均设有一层5 m高地下室, 属一类高层建筑。基础采用钻孔灌注桩, 基坑周长500m, 开挖深度A区为5.1m, B区为4.3m。

该楼地处温州海滨平原内, 海滩残丘东南, 地形平坦, 地貌单一, 在勘探深度内地层由杂填土、粘土、淤泥及淤泥质粘性土、碎块石混粘性土、风化基岩等6个工程地质层和6个亚层组成, 上部分别为: (1) 杂填土:厚度为0.7~3.0m。 (2) 沾土:厚度0~1.8m。 (3) 淤泥 (3-1) :厚度为12.4~13.5m。

二、支护方案选择

支护设计方案经专家认真分析论证, 最后确定采用土钉支护方案。

三、土钉支护施工

土钉支护作为一种挡土结构, 在温州市区还是首例, 而且用于城市建筑物密集地区, 要是成功, 将给该地区建筑工程基坑支护开创新一页。当然, 土钉支护的变形与否固然与结构设计参数有关, 但是, 在很大程度上取决于施工方法、施工工序、施工措施和施工速度。其具体施工工序为:

1. 土方开挖及修坡:

土方开挖应沿坑壁内侧周边6m范围内分层分段, 自上而下进行。每层开挖深度挖至土钉以下0.4~0.6m, 分段开挖长度第一层每段不得超过20m, 第二层不超过12m, 挖到呈流塑状的淤泥时开挖长度不得超过6m, 并采用跳槽开挖, 在确保边坡幅度尺寸的情况下, 尽量保持边坡壁面的粗糙, 以提高喷射时的粘结度。在继续往下层施工时, 必须待砼强度达到设计强度的70%后, 方可开挖和土钉施工。

2. 初喷砼:

在开挖出作业面经人整修后, 应立即进行坡面初喷砼。砼标号为C20, 其配比 (重量比) 为水泥:砂子:碎石=1∶2∶2, 水灰比为0.45~0.48, 碎石粒径为5~10mm, 喷射机的工作压力为0.3~0.4MPa, 厚度为40mm, 使暴露的土体及时封闭。但是, 在软塑状的淤泥层中, 在温州地下水位不高情况下, 经试验在气温高, 晴朗季节淤泥层基坑支护经风吹日晒, 表面水份蒸发后的土体比立即封闭的稳定。

3. 土钉的设置:

土钉的水平间距和垂直高度, 根据A、B两区不同挖深设置为1200×1200mm和1200×1100mm, 土钉采用D=48mm, t=3mm, 焊接钢管, 设计土钉的长度为11000~14000mm, 俯角5~15°之间, 采用人工或机械将锚管压入或重锤击入土体中。

土钉 (锚管) 前端焊有锥形扩大头尖端, 需6人用重锤击入被支护的土体中, 其锚管壁除离外坡面1~1.5m外, 其余部分四周管壁制成每隔50cm钻有4φ10mm孔的花管, 作为注浆孔。

4. 设置垂直超前木桩:

由于基坑底部土质超前, 除上部1.8~2.0m厚粘土较好外, 其余土质均为较差淤泥土层, 并根据土体受力情况一般中部大, 上下部小。我们采用大头直径为150~180×5000mm松木@400将木桩末端压入基坑基底以下2~2.5m止, 以防土体坡。

5. 清孔:

在压土钉 (锚管) 过程中, 由于压力作用使管内进入一定量的残碴余泥, 注浆前需将管内用高压空气分段进行吹净, 以保证下道工序注浆的质量。

6. 注浆:

该工程采用水泥砂浆注浆, 水泥采用早强型硅酸盐425#, 配合比 (重量比) 为水泥∶砂∶水=1∶0.5∶0.55。

注浆的质量是保证土钉 (锚管) 抗拔力的关键, 在操作过程中必须严格按有关施工规范要求进行施工。注浆时, 先高速低压从底开始注浆, 当水泥砂浆从孔口溢出后, 再低速高压从孔口注浆。一般加压在四次以上, 以保证浆液挤满孔壁。注浆压力为0.6~0.8MPa, 为增加浆液的和易性和水泥砂浆的早期强度, 使钉 (锚管) 早日进入工作状态。在砂浆中掺入适量的减水剂及早强剂。为防止水泥砂浆凝固收缩时锚固体与孔壁锚固力损失, 掺入2~3%的膨胀剂。同时, 必须注意向孔内注浆时应预先计算所需的浆体体积。并根据注浆泵的冲程数求出实际向孔内注入的浆体体积, 以确定注浆孔充填程度。实际注浆量必须超过孔的体积的一倍以上。

7. 编扎钢筋网、焊接端头:

护壁采用一层φ6@250×250钢筋网, 编网时层与层之间的竖筋连接需采用弯钩。竖筋与水平筋用20#双股扎丝固定, 钢筋绑扎搭接长度不小于一个网格边长。搭接焊接长度不小于直径10倍。

土钉 (锚管) 头先与垫板施焊, 垫板规格为300×300×5mm, 中央开设与锚管相匹配的孔, 从锚管头部穿入至钢筋网处和与其贴紧, 尔后将垫板与锚管焊接。然后, 按次将竖、横2φ16加强筋与锚管及左右、上下相邻锚管焊接。

8. 终喷砼面层:

在喷射砼前, 仔细清除初喷砼面上的浮浆和松散碎屑, 并洒水冲洗干净并使之湿润。面层上的钢筋网应牢固地固定在边坡上, 砼的喷射距离宜在0.8~1.5m的范围内, 并从底部逐渐向上部喷射, 喷射方向一般应垂直指向喷射面, 在钢筋部位, 应先喷射钢筋背面, 然后, 喷射钢筋前方, 防止在钢筋背面出现空隙。为了保证喷射砼厚度达到规定值, 可以边壁上垂直打入一定数量的短钢筋头作为标志。喷射砼完成后至少养护七天。

四、基坑上下排水

防、排水对保证基坑安全十分重要。根据多项支护施工监测, 雨水如浸入基坑壁将致使土体受力特征改变。根据该地区情况, 我们采用的方法是“浅层止水, 深部降水”。即在坡面及坡顶进行砼护面, 并及时作好明沟排水, 底部如地下水位较高应事先安排井点降水, 同时结合具体情况, 我们曾采用水泥搅拌桩作为止水帷幕, 这样不但可达到止水的目的, 且又改变了土质性能, 增强了土体稳定性。

经详细讨论分析, 该地段按地下滞留水处理, 决定不采用井点降水, 而采用全封闭喷网面层阻水。底层设有含滤料的滤水管, 将水引至基坑集水坑, 以防止在渗流过程中出现管涌, 并采取将钢筋网砼护面深入坑脚30cm。

五、事故处理措施

土钉施工最常见的事故是土体塌方。造成的原因是多种多样的。因此在这种情况下, 首先要截断水源, 疏排积水和渗漏水;用编织布盖住整个塌方区域及破坏面, 避免雨水再次冲刷浸入引起更大的塌方;卸荷, 根据基坑周边条件将基坑四周挖去部分土方以减少荷载;用沙袋在底部临时支护, 一般可采用底宽1~4m, 顶宽0.5~1m, 墙高3m;塌方部位打工字型钢板桩作为临时支护;由于地下水位高所造成塌方、滑坡应立即停止挖土, 适量回填并在基坑内设轻型井点降水, 降至基坑底1~1.5m以下为宜;用系统土钉支护技术采用几排中长土钉对塌方段加以临时加固支护;设置水平位移与垂直沉降观测点作为采取措施的决策依据。

六、工程质量的监控

大面积基坑开挖, 由于降水、开挖速度等因素的影响使基坑周围的土体位移, 应力平衡等问题变得比较复杂。特别是在软土地基中, 土钉本身的应力变化往往比较稳定, 而基坑四周土体的位移却较大。因此, 土钉基坑支护施工, 要随时掌握施工过程中基坑周边的变化情况。重点监控边坡的垂直沉降和水平位移, 注意观察土钉端部附近地表有无裂缝等现象。

测点应尽力布设在基坑四周, 特别是土质较差地段应着重加密。用水准仪监控测量垂直沉降, 用收敛计、经纬仪监控测量边坡水平位移。经统计, 该基坑支护为观测水平位移布点8处最大位移值31mm, 最小位移值为18mm, 平均位移值为23.75mm。而为垂直沉降观测布点6处, 最大沉降值为21.3mm, 最小降值为11.8mm, 平均沉降值为13.13mm。

七、经济效益

本工程基坑支护原设计为钻孔灌注桩, 上部设有钢筋砼冒梁, 并用钢管作为内支撑, 工程预算造价为180多万元。又如温州市信和街万丰城市广场商住楼3 1层, 另有地下室一层, 基坑挖深5.6~7.3m, 原基坑支护设计坑内设有钢筋砼内圈加钢筋砼支撑, 钢筋砼工程量很大, 基础施工完后还要将支护钢筋砼拆除外运, 工程预算造价256万。

该两项工程基坑支护均由福建闽武长城岩土新技术工程公司承担施工。实际承包费用分别为60万元和130万元, 经验收质量合格, 取得了良好的经济效益。

经实践, 只要设计施工合理, 在淤泥软土地层中采用土钉对基坑的支护是完全可行的, 特别是在温州市区内基坑挖深在5.5m以内采用土钉对基坑的支护既安全又经济, 应予以推广应用。因此它与常规钻孔灌注桩相比, 可节约投资1/2~1/3, 缩短工期70~75%, 且施工简便, 无污染, 无噪声, 无隐患危机感。

八、小结

土钉支护有突出的经济技术性能, 具有很大的推广应用潜力。

土钉支护技术在国内还是一种新事物, 要宣传和介绍土钉支护的技术知识, 推广、交流有关的工程经验和研究成果。土钉 (锚管) 支护现在主要用在建筑工程基坑开挖中, 但在公路、铁路、其它工程同样有着宽广的应用前景, 除了作为临时支护使用外, 土钉 (锚管) 经过科学处理也可作为一种性能可靠的永久挡土结构。CHF

参考文献

[1]胡明亮, 刘刚等.主编基坑支护工程设计施工实例图集[M].中国建筑工业出版社, 2008.6.

土钉深基坑支护技术 篇9

土钉墙基坑支护是近年来发展起来的一种用于基坑支护的新型技术, 由于具有费用低、施工速度快等优点, 得到了迅速推广。土钉墙支护技术是一种原位土体加固技术, 由被加固的土体和放置在土中的土钉体、钢筋混凝土面层组成, 原位土体通过喷射混凝土面板与土钉加固结合, 三者形成一个类似于重力式墙的一种挡土墙。

本文结合某工程土钉墙基坑支护实例, 分析了基坑的特点及土质情况, 介绍了该工程的技术方案和质量控制措施。

1 土钉墙支护技术的特点

土钉墙施工不需单独占用场地, 在原位土体上所形成的重力式墙的复合体, 可以显著提高边坡整体稳定性以及坡顶的承载能力。土钉墙支护深度一般≯12 m。适用于地下水位以上或经降水后的基坑支护, 土质不良的地区应少采用。土钉墙支护技术的优缺点见表1。

2 工程概况

某工程位于北京市通州区漷县镇, 该项目为1栋新建厂房, 地上5层, 地下1层。该工程基坑周边一倍开挖深度范围内, 无重要建筑和地下管线, 基坑支护等级为三级, 支护结构使用有效期为一年。

该工程±0.00相当于绝对标高16.45 m, 自然地面平整至相对标高-0.44 m。由于该工程基础埋深较深, 地层土质较差, 不可能大放坡开挖, 对该工程基坑支护采用1∶0.3放坡开挖喷护和土钉墙支护。

3 地质与水文概况

3.1 地质土层概况

根据钻探野外描述、原位测试及室内土工试验结果, 按土的岩性及工程特性, 可将土层划分为五大层。其中:人工填土层为一层, 新近沉积土层为二层, 第四纪沉积土层为三至五层。地质土层分析见表2。

3.2 地下水概况

勘查数据显示, 施工场地有两层地下水。第一层地下水类型为潜水, 稳定水位标高11.77~12.30 m (埋深3.70~4.10 m) 。第二层地下水类型为承压水, 稳定水位标高8.00~9.15 m (埋深6.70~7.0 m) 。

第一层地下水类型为潜水, 由地下径流补给, 并且以地下径流为主要排泄方式, 其动态变化规律与降水量密切相关。当年的最低水位在6月份, 7月份地下水位开始上升, 9至10月份为当年的最高水位, 之后逐月下降, 年平均变化幅度约2~3 m。

第二层地下水类型为承压水, 以地下径流和人工开采为主要排泄方式。承压水在6至7月水位最低, 在9至11月水位最高。承压水的动态变化规律较潜水略有滞后, 年平均变化幅度约1~2 m。

4 基坑护坡方案设计

从经济角度考虑, 该基坑工程的规模不大, 采用经济合理的支护方案对于工程造价具有非常重要的作用。土钉墙支护造价低, 在经济上具有明显的优越性。

从技术角度考虑, 该基坑挖深6.03~6.93 m, 在开挖深度范围内, 基坑边坡主要为粉质黏土素填土、粉质黏土-重粉质黏土、黏土黏质粉土等, 均具有较高的凝聚力, 且开挖深度与边坡荷载不大, 所以该基坑采用土钉墙支护。

该工程基坑开挖深度需严格控制基坑边坡变形, 保证其安全可靠。在方案设计和施工过程中, 应彻底避开所有管网, 确保管网不受任何扰动和损坏。

基坑开挖采用1∶0.3的边坡坡比, 土钉钻孔直径均为100 mm, 土钉长度有4.8 m、5.8 m、6.8 m、8.8 m四种规格, 水平间距为1 400 mm。面层为厚100 mm的C20喷射混凝土, 内配置Φ6.5@200 mm单层双向钢筋网。基坑支护平面图和剖面图如图1和图2所示。

因基坑底部不在同一个标高, 结合土质情况的特殊性, 开挖深度为6.03 m的采用A型支护, 开挖深度为6.32 m的采用B型支护, 开挖深度为6.93 m的采用C型支护。

主要施工工艺流程为:土方开挖→边坡修整→土钉成孔→安放钢筋→孔内注浆→面层钢筋绑扎→面层喷射混凝土。具体施工方案如下:

(1) 土方开挖。采取分层开挖, 开挖深度应控制在每个土钉孔口标高下500 mm范围内。当上一层作业面的混凝土面层达到设计强度的70%之后, 方可进行下一层作业面土方的开挖。挖掘机在开挖过程中, 应保护土钉墙面板, 避免碰撞。

(2) 边坡修整。对边坡预留的50~100 mm厚的土体进行人工修整, 修整的坡度严格按设计要求。

(3) 土钉成孔。采用洛阳铲人工成孔, 每把铲安排2人。作业中如遇坚硬土质时, 可适当调整土钉角度和位置。

(4) 安放钢筋。仔细检查成孔的深度和直径, 合格后, 将土钉钢筋和注浆管插入孔底。

(5) 孔内注浆。制备好水泥浆后, 注浆管和土钉钢筋同时入孔, 采用注浆泵通过水泥浆输送管注入土钉孔底, 注浆管底端距离孔底须≯200 mm。第一次注浆注满后, 间隔约15~20 min进行补浆, 补浆次数不少于2次, 并使孔内水泥浆饱满稳定后, 边注浆边拔出注浆管。

(6) 面层钢筋绑扎。采用人工绑扎, 绑扎钢筋网片时分段、分班组进行, 每组安排钢筋工4人, 钢筋网片的钢筋搭接长度为300 mm。钢筋网片外侧压筋必须与土钉弯钩采取焊接连接。

(7) 面层喷射混凝土。喷射混凝土的射距宜在0.6~1.0 m范围内, 由下而上垂直喷射, 同时避免钢筋背面出现空隙。喷射厚度控制在80 mm。

5 土钉墙施工质量保证措施

5.1 土钉成孔

土钉间距偏差控制在±100 mm, 成孔深度偏差控制在±50 mm, 成孔直径偏差控制在±5 mm。成孔水平倾斜角度为10°, 偏差控制在±1°之内。

5.2 注浆

注浆时根据地质土层的差异, 合理地确定注浆与补浆的时间间隔, 对于土质较为松散的地层可采取封孔压力注浆。

5.3 面层钢筋绑扎及焊接

钢筋网片的钢筋绑扎及焊接应严格遵照施工规范进行。钢筋网片外侧压筋必须与土钉弯钩焊接 (双L型土钉弯钩) , 焊缝长度不小于钢筋直径的10倍。钢筋网片和压筋绑扎完成后, 采用混凝土垫块将土钉之间的钢筋网片垫起50 mm, 土钉处的钢筋网片垫起间隙≮20 mm。

5.4 面层喷射混凝土

面层混凝土的喷射厚度为80 mm, 其方法是在土坡面上扎入定长钢筋, 喷射混凝土表面与定长钢筋齐平。

6 结语

在基坑工程中采用土钉墙支护, 保证了工程项目的基础建设, 且造价低、耗时少, 效果良好。实践证明, 该工程设计合理, 工艺简明, 措施得当, 可供今后类似工程的基坑支护施工参考。

参考文献

[1]李宏伟.某工程的土钉墙支护设计[J].福建建筑, 2006 (6) :94-97.

[2]屠毓敏, 张雪松, 莫鼎革, 等.土钉墙在超软地基基坑支护中的应用[J].岩土力学, 2004, 25 (3) :481-485.

复合土钉墙支护在深基坑中的应用 篇10

随着我国城市建设的发展，建筑物越来越密集，基坑开挖深度不断加大，基坑降水深度不断增加，对基坑支护和降水工程的要求也更加严格。而采用土钉墙以其工期短、施工便捷、经济节能、稳定可靠等诸多优点得到迅速的发展。但是，对于深基坑的支护，单独的土钉支护方法往往无法满足工程需求。土钉墙支护适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护或边坡加固。土钉墙不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土, 不宜用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。若在软土中应用土钉墙,可以结合使用其他支护形式(如水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩) 。复合土钉墙支护具有轻型，机动灵活，适用范围广、造价低、工期短、安全可靠等特点，支护能力强，可作超前支护，并兼备支护、截水等效果。在实际工程中，组成复合土钉墙的各项技术可根据工程需要进行灵活的有机结合，形式多样，是一项技术先进、施工简便、经济合理、综合性能突出的基坑支护技术，本文介绍的是深层水泥搅拌桩配合土钉锚杆的基坑支护方法。

2、工程实例

工程概况：厦门绿苑海景地下一层，地上11-33层，总建筑面积9.8万平方米，框剪结构。地下室层高4.5m，场内自然地坪标高-0.20，基坑实际开挖深度约6.3m,项目周围有主干道、酒店和在建工地。

2.1工程地质条件

地基土按其工程地质性质自上而下为：

①人工填土分布于整个场地表层，厚1.2～2.6m，松散状，稍湿；

②粉砂厚1.0～2.3m，松散、饱和；

③淤泥质土分布于整个场地，厚3.0～5.0m，流塑，属高压缩性土层；

④粉质粘土厚0.90～3.0m，呈软塑～可塑，属高压缩性土层；

⑤粉细砂分布广，厚1.2～3.5，松散，饱和；

⑥淤泥质土分布广，厚0.9～3.5m，流塑，属高压缩性土层。

通过地质勘查报告，本工程基底坐落在淤泥质土和粉质粘土之间，地下水位在1.6～2.2m之间。本场地多为弱透水层，局部为强透水层，含水量比较丰富，地下水靠大气降水及地表水补给，排泄方式为蒸发及向下渗透。经过综合各种方案的比较，本工程地下室基坑最终决定采用深层搅拌桩加土钉墙护坡支护方案。

2.1深层水泥搅拌桩

本工程的水泥搅拌桩分布在基坑四周，距离基坑边2.0m, 在水泥搅拌桩围蔽范围内设5个φ600降水井，井深8.5m；在围蔽范围外设3个φ600观察井，井深8.5m，观察坑内降水对周边的影响。搅拌桩设计直径为600～800mm，长11000mm,桩端进入④土层l.5m以上。基坑上部1.8m采用放坡（1：1）加1排土钉支护， 下部4.5m采用水泥搅拌桩加4排土钉支护。

土钉选用材料为φ48×3．5mm国标钢管，长度9000～12000mm，与水平夹角12～15度，如下图：

2.1.1施工工艺流程

测量放线→桩机就位→预搅下沉→配置浆液→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→配置浆液→重复喷浆搅拌提升→桩机移位

2.1.2施工过程质量控制要点

水泥搅拌桩采用325号普通硅酸水泥，水灰比0.45～0.55。(1)水泥搅拌桩上下各搅拌2次，钻孔的上升和下沉速度每分钟0.5～0.8m，最大不超过每分钟1.0m,以保证原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌合。(2)搅拌桩成桩均匀，无缩颈和断层，送浆前台与后台供浆联络信号必须连续明确，一旦因故中断供浆，必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，浆搅拌机应下沉至停浆点一下0.5m,待恢复供浆时再喷浆提升。(3)发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20s恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。(4)樁与桩之间的搭接时间不应超过12小时，否则，应对最后一根桩进行空钻，留出榫头以待下一批搭接。(5)为确保水泥搅拌桩的成桩质量，水泥搅拌桩施工前，应详细熟悉设计和周围环境情况。

2.2锚杆支护及土方开挖

2.2.1施工工艺流程

土方开挖→修整坡面→土钉成孔→放置锚杆→注浆→放置钢筋网片→喷混凝土→下层土开挖。此循环到设计标高为止。

2.2.2施工过程质量控制要点

(1)土方开挖：分段进行开挖，每20～30m划分为一个施工段。基坑上部-2.0米以上应按土钉墙放坡系数1：1分段开挖土方，人工修坡后，形成作业面，严禁超挖。(2)用钻机按设计角度成孔，孔径100mm,呈梅花型布置，达到成孔深度后及时下锚筋并注浆成锚。（4）第一次注浆选用水泥砂浆，强度不得低于M20，配合比为水泥：砂：水=1：0．5：0．45，水泥使用32.5级普通硅酸盐，注浆压力0.2MPa～0.50MPa直至浆液从口部溢出。间隔2h以后再次注浆，第二次注浆选用纯水泥砂浆，水灰比0.45，注浆压力为1.5MPa～2.0Mpa，使浆液冲破封口薄膜及初凝砂浆，浆液注入到砂浆和土体之间，达到注浆压力1min～2min，即可结束注浆。注浆间隔时间过长应及时清管，对孔口不实处采用喷混凝土方法塞实。(4)绑扎钢筋网、喷射混凝土：为保证保护层厚度先喷射混凝土一层，厚40，再铺设双向钢筋网6.5@200，相邻网片搭接长度为300，再次喷射混凝土，直到达到设计所要求的厚度，喷射顺序自下而上。（5）基坑开挖过程中，应随时准备砂袋，如发现基坑侧壁变形位移大于0.3%，则应立即停止开挖，堆填砂袋，防止基坑继续变形，并立刻进行支护。

2.3基坑支护施工成果检测

（1）在基坑施工过程和施工完成后，对水泥砂浆、混凝土试块的检测以及锚杆的抗拔检测，从结果看，实测值均超过了设计值，说明施工质量较好。

（2）为保证本工程支护结构的安全可靠，甲方特意聘请有资质的第三方检测机构对支护结构进行现场动态监测，开挖阶段每天观测1次，支护结构完成后，每星期观测1次，直到回填完成为止。实测最大沉降最大沉降为7.2mm，水平位移最大值26mm，基坑处于安全状态。周边建筑物及马路水平位移及沉降变形均为零，地面无下陷、开裂等现象。

3、结束语

复合土钉支护是土钉支护的改进和发展,尤其是在国内发展了土钉支护在不良地质条件下的应用技术,保持了传统土钉支护的许多优点。与传统的基坑支护方式相比，不但大大降低了成本（本工程经过测算，成本降低了近50%），而且不额外占用施工时间，争取了工期，为基坑开挖支护中一种很有竞争力的技术手段。

参考文献：

[1]李象范,徐水根.复合土钉挡墙的研究[J].上海地质,2004,(3):1～11.

[2] 基坑土钉支护技术规程[S](. CECS96/97).

土钉深基坑支护技术 篇11

阳泉华盛苑西区二期安置综合楼基坑支护工程位于大连西路后底沟,该项目由2幢31层综合楼及其1幢附属7层住宅楼、1幢13层底商住宅楼组成,基坑周长800余米,占地面积40 000多平方米,基坑大面积开挖深度5.06 m,坑中坑开挖深度1.00 m～3.00 m,土方量达20万m3。场区地质情况在基坑开挖深度影响范围内,上部为素填土,下部为粉质黏土,在基坑底部局部为淤泥质黏土;地下水位在0.35 m～1.50 m之间。东侧有河流,最近处约14 m;北靠胜利西路,最近处约8 m;南侧约10 m为河流;西侧为道路。

2 基坑支护方案选择

根据场区地质、水文情况及周边环境,此基坑开挖深度较深,周边环境允许放坡,但周边空地考虑为施工作业面和材料堆场,只能小角度放坡。依照基坑支护设计原则,此基坑安全等级为Ⅱ级,基坑支护结构最大水平位移不大于100 mm。 综合上述条件,经有关专家多次研讨、可行性论证、方案比较、综合分析,最终选定土钉墙支护方案。采用土钉墙进行基坑开挖支护,在方案设计方面,可以保证基坑开挖安全;在经济投资方面,土钉墙支护比各类排桩支护造价低,施工工艺相对简单,施工周期短。

3 土钉墙施工

3.1 施工方法

整个基坑二级放坡,设置1 500宽台阶:第一级放坡深2 m,坡角55°,第二级放坡深3.06 m,坡角70°;设四道锚管,竖向间距均为1 200,1 100,1 200,1 100;采用48×3打入式锚管@1 000,锚管长分别为6 m,9 m,9 m,9 m。土钉墙施工采取分层分段交替穿插进行,土方开挖与喷锚施工协调配合,在沿基坑约18 m宽范围内沿土钉逐层自上而下分层、分段挖土,并及时进行喷锚网支护施工,土方开挖不得超过相应土钉层距0.3 m,沿基坑水平向不超过15 m,不宜太深太长,以保证边坡安全和稳定。

3.2 操作要点

3.2.1 土钉设置

1)按设计规格下料,锚入端做成锥形(锐角),并将缝隙焊死,防止锚进土层时泥土进入锚管。2)锚管注浆孔采用电焊设置,将待加工钢管固定,按1.0 m的间距进行设置,将钢管旋转180°后按同样的标准进行注浆孔设置,两侧注浆孔间距为0.5 m,锚管锚入端离注浆孔最近距离为0.25 m,锚管尾部到注浆孔最近距离为2.5 m,注浆孔直径为5 mm。3)在注浆孔处用角钢(∠3 cm×3 cm×2.5 cm,L=50)焊上倒刺,焊接时必须满焊,防止钢管锚入时因振动而导致倒刺脱落。

3.2.2 孔位定位

1)标高控制。利用水准仪根据每层设计标高,在已开挖出的工作面两头部分设置竹签,再用建筑线将两点连成一条直线,该建筑线为该层土钉标高位置。2)间距控制。现场每台风镐利用L=1.2 m和L=1.1 m的12钢筋进行控制。3)角度控制。制作好三角架,施工过程中,每施工3 m,利用三角架校对一次土钉角度,确保土钉按设计要求角度打入。

3.2.3 网片铺设

网片采用绑扎制作,绑扎点间隔梅花形布置,制作网片时,相邻两网筋接头错开50 cm。14钢筋为斜向加强筋,6.5钢筋网片应与边壁保持5 cm距离且固定不出现晃动,钢丝绑牢,纵向筋插入土中300 mm,与下一层钢筋搭接,铺设时每边绑扎搭接20 cm;14加强筋压在钢筋网片上,与土钉外露部分焊牢。

3.2.4 喷射混凝土

干喷法,分片自下而上进行,喷头与受喷面距离控制在0.8 m～1.0 m,射流垂直指向喷射面,在土钉部位应从边壁开始喷射,防止出现空隙。喷混凝土面层厚度10 cm,在待喷射区域内,每平方米范围内,设置毛竹标记,毛竹外露部分为10 cm,喷射过程中,将毛竹外露部分完全覆盖后即达到要求厚度。

3.2.5 注浆

采用注浆泵按低压(0.6 MPa)方法进行注浆填孔,注浆的浆体搅拌均匀后立即使用,注浆应达到标准压力及注浆量饱满。开始注浆前、中途停顿或作业完毕后,应用清水冲洗管路,防止管路堵塞。

3.3 施工中应注意的问题

1)严格遵守施工程序,把好每道环节,锚杆、锚管、水泥、砂石及锚杆间距、长度、编网、焊接等均按图纸和要求进行。2)严格掌握开挖深度,保持土钉施工与土方开挖跟进协调,严禁超挖,保证边壁稳定,待土层喷锚支护稳定后,方可继续开挖。3)上道土钉墙水泥砂浆和喷射混凝土固结未达到足够强度(一般4 d左右),不得进行下一层土体开挖。4)做好现场排水,不使地表水流入基坑,基坑四周沿基坑顶部地面构筑400×400排水沟,在现场每个转角设置一个地表集水井降排水,及时将坑内地表积水排走,保持坑内作业面及坑底干燥。

4 基坑安全监测

1)监测设置:

预先在坡面上设置监测点(包括地表沉降和深层水平位移),监测斜管埋深10 m,位于基坑顶边线500 mm处,数量12处。

2)监测预警值:

当日地面累计沉降超过基坑深度的1%,或深层土体位移累计60 mm;连续3 d位移速度达3 mm/d或地表位移量累计增加20 mm。

3)监测成果分析:

基坑深层土体位移及地表沉降观测频率1次/d,若施工时,位移变化大,则应2次/d,监测至整个地下室底板施工结束。监测过程中,每天进行观测成果汇总并绘制水平位移(L)—距离(H)、沉降(S)—时间(T)关系曲线图和关系展开曲线图;每3 d对绘制图形及观测结果集中进行讨论,分析变形是否过大及是否趋于稳定,是否需采取补救措施。

4)监测结果:

在基坑开挖和地下结构施工过程中,临边地面开裂、土钉支护边坡的沉降、位移的发展速度均控制在预定的范围内,基坑施工始终是安全、稳定的,未发生实质性沉降。

5 应急措施

基坑内保证有一台挖土机可以随时调用,如发现开挖后坡顶位移、沉降呈增大趋势且不收敛,立即用挖土机挖土向坡脚回填土方,直至位移稳定,并尽快查找分析原因,采取加固补救措施。

6 结语

本工程采用土钉墙支护取得良好效果,在施工中应遵循正确的施工次序和工艺要求,做好监测,及时发现问题,采取必要的紧急措施,确保工程的安全和周边的稳定。本工程采用土钉墙支护技术具有较大优势,与一般的支护结构相比可节省费用50%以上,施工技术简单易行,能减少边坡开挖,且与土方开挖同时进行,大大缩短了施工工期,减少基础工程投资,综合效益显著。

参考文献