深基坑土钉支护设计及施工方案 基坑土钉支护技术规程

　　 摘 要：本文结合工程案例分析土钉墙支护的工艺流程及施工技术，通过分析其设计、施工的关键点，采取合理可靠的技术措施并进行全过程控制，可以更好地发挥其技术优势。� 　　关键词：土钉墙支护技术;概念;原理;工艺流程;施工方法
　　
　　土钉支护技术是近年来发展很快的一种主动支护技术，适用于边坡加固和基坑支护。由于经济可靠而且施工快速简便，已经在深基坑支护工程中得到迅速的发展和应用，在我国的深基坑支护工程中，土钉与内支撑、排桩地下连续墙、锚杆已共同成为深基坑的主要支护技术。下文通过案例分析土钉墙支护的工艺流程及施工技术。�
　　1 土钉支护技术的概念�
　　 典型的土钉支护体系包括: 原位土体中的土钉群、护面的钢筋网喷射混凝土面层、被加固的原位土体、防排水系统(见图1)�
　　 表1为部分现行相关规范规程的概念对比。�
　　
　　规程规范概念
　　CECS 96∶ 97以土钉为主要受力构件的边坡支护技术，它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷混凝土面层和必要的防水系统组成
　　YB 9258-97以较密排列的钢筋作为基坑土壁补强的手段，通过插筋锚体与土体以及支护面的钢筋网喷射混凝土共同作用，形成的复合基坑维护体系
　　JGJ 120-99采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构
　　�
　　
　　表1中概念虽有文字区别，但在于土钉支护组成、特征及原理等方面的定义是一致的。根据构造方法不同，土钉体可分为成孔注浆型、击入型、气动射入型、注浆击入型、高压喷射注浆击入型等，以成孔注浆型应用最广泛。�
　　2 土钉支护技术原理�
　　 土钉的原理在于利用土钉相对较强的抗拉、抗剪和抗弯强度( 主要通过抗拉作用) 弥补天然土体自身抗剪强度的不足。土钉对土体的补强作用通过土与土钉界面之间的粘结力和摩阻力( 在土与土钉产生相对变形的情况下) 而得以发挥。另一方面，密布于土体中的土钉起到了空间骨架的作用，配合以喷混凝土面板，土―土钉―面板相互作用、共同工作而成为一个整体，使加固后的土体整体刚度大大提高，变形性能也得以改善，成为一种性能良好的主动支护体系。�
　　土钉支护技术的适用性�
　　 土钉适用于地下水位在最终开挖面以下或经过降水能够达到这一要求的具有一定临时自稳能力的土体。包括有一定粘结性的人工填土、可塑坚硬的粘性土和胶结或弱胶结( 包括毛细水粘结) 的粉土、砂土和砂砾层。松散砂土、夹杂流塑软塑粘土层及其他抗剪强度较差的土体，在采用表面喷混凝土层、浅层注浆或水泥土搅拌桩加固、微型桩等措施后，也可以采用土钉支护技术。土钉不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土层中，不能应用于没有临时自稳能力的淤泥饱和粘土、填土，当土钉设置在具有侵蚀性的土层中作为永久性支挡结构中，应考虑防腐措施。对于 N ＜10 或相对密度低于 0．3 的砂土边坡，采用土钉一般是不经济的; 在不均匀系数小于 2 的级配不良的砂土中，不可应用土钉; Ip＜ 20 的粘性土，必须认真评价其蠕变特征后，方可将土钉挡墙作永久性支挡结构; 在软土边坡中土钉的长度和设置密度都很大，而且成孔时保持孔壁的稳定性也比较困难，应用土钉一般不太经济。�
　　3 深基坑土钉支护工程实例�
　　3.1 工程概况�
　　 某高层住宅楼，位于某居 民 区 为 临 街 工 程。占 地 面 积1258.6 m2，北侧为 24 m 宽道路，东西南临住宅楼，长 91.2m，宽13.8m，地上 17 层，地下 2 层。基坑开挖按 1∶ 0.3 放坡，因施工现场狭窄，为保证周边住宅、道路及地下管网的安全和基础施工的顺利进行，须对基坑进行有效支护，遵循安全可靠、技术可行、经济合理、节约工期的原则，该工程土方开挖时，拟采用土钉墙支护技术对基坑边坡进行支护加固处理。根据工程勘察报告，本工程场地基土的构成及岩性特征，自上而下分为 6 层: ①杂填土: 层底埋深 0.8m～2.1m，平均厚1.45m褐、褐黄，以粉土为主；②粉土:层底埋深2.9m～5.8m，分布厚度1.8m～4.5m，平均厚度3.15m，场地在该层底为一厚0.9m～1.7m的粉质粘土层，场地西面在埋深1.9m～3.2m处为一层1.6m左右粉质粘土，向南变薄，直至为零，在埋深3.5m～5.3m内含细砂；③细砂、中砂:层底埋深6.9m～8.0m，分布厚度1.2m～4.2m，平均厚度2.7m，场地东为细砂、中砂互层，以细砂为主，含有粉质粘土和中砂，场地西以中砂为主，夹有粉砂、粗砂；④粉土:层底埋深10.0m～11.5m，分布厚度2.0m～3.6m，平均厚度为1.9m；⑤粉质粘土:层底埋深12.5m～14.0m，分布厚度1.4m～4.0m，平均厚度2.7m。⑥粉土:本次勘察未穿透该层，该层顶部为一厚1.3m左右的细砂层。�
　　3.2 工艺流程及施工方法�
　　3.2.1 工艺流程�
　　 工艺流程为:开挖基坑→修整边坡→锚杆制作→钻土钉孔→安装锚杆→注水泥浆→编钢筋网→喷射混凝土。�
　　3.2.2 主要技术参数�
　　 1)土钉孔径100mm，孔内注浆体强度等级M15;2)钻孔深度(自上而下分两排):第一排:7m;第二排:8m;3)钻孔间距:水平间距1.2m，竖向间距1.5m;4)土钉锚杆:HRB335级热轧带肋钢筋Ф20;5)土钉布置形式:三角形;6)网片钢筋:CRB550Ф5，间距200mm;7)喷射混凝土强度等级:C20;8)喷射混凝土厚度:80mm～100mm;9)坡顶混凝土:外延1.0m，作好护坡顶排水。�
　　3.2.3 施工方法�
　　 1)材料:矿渣硅酸盐32.5级水泥，5mm碎石，中砂，CRB550级5冷轧带肋钢筋;2)施工:a、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，可采取全面或分段挖土支护；b、土钉定位成孔:按设计孔深，人工或机械成孔；c、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250mm～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；d、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；e、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0.6m～1.0m。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3d～7d。以此类推，下一步工作面重复1～6工序循环，直至支护到基坑底标高。�
　　注:基础施工前应设置坡顶和坡脚排水设施。
　　
　　参考文献�
　　［1］王曙光.深基坑支护处理经验录［M］.机械工业出版社，2005.�
　　［2］建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）［S］.�
　　［3］李喜明．土钉支护结构设计问题探讨［J］．山西建筑，2011，37(11):74-75．
　　

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