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[摘 要] 本文以嘉兴电厂三期循环水管边坡支护工程为例，对土钉+松木桩复合土钉墙在循环水管基坑支护中的应用进行了分析，对土钉墙的施工工艺进行了详细的阐述。
[关键词] 复合土钉墙； 支护； 应用
1 概况
本工程是嘉兴电厂三期工程2×1000MW机组循环水工程直管段施工厂房侧基坑支护工程。该机组循环水管采用φ3740×22焊接钢管,加刚性环（过路段刚性环采用），与排水箱涵平行，且同步施工，管中心与箱涵外壁间距3m。基坑开挖深约-7.08m，双孔排水箱涵开挖深约-7.50m，开挖宽度为20.2m，为深基坑。循环水管安装考虑采用250T履带吊。
地表普遍回填厚0.6-1.0m的石渣。地面标高一般为3.4m左右。场地原始地貌为滨海冲积平原，地形平坦，以水田为主，有水沟及河塘分布。主厂区地层主要为第四系滨海相～陆相沉积的淤泥质土和粘性土间隔粉土与粉砂层组成。场地区域经历了漫长而多次的海进、海退地史及沉积间歇环境，微地层单元结构相对复杂，主要表现为上部淤泥质土层厚度较大，下部土层性状软硬相间，基岩埋藏深度大。场地第四纪沉积层最大厚度大于110m。
场地浅层地下水主要为孔隙潜水类型，地下水位随季节和地形而变化，地下水主要受大气降水及地表水补给，以蒸发和径流方式排泄。勘察期间地下水位埋深一般为0.4m～1.0m。
2 工程难点
2.1本工程位于沿海软土地区，土质性状很差，其下淤泥质粉质粘土深度达30米之多。
2.2开挖后遇到淤泥质粉质粘土呈饱和流塑状，为高含水量、高灵敏度、低强度软土，基坑极易变形坍塌。
2.3受现场条件限制，工作面小，无法进行大放坡，开挖难度高。
2.4需要考虑输煤转运站、煤场等的桩基施工；考虑安装需要250T履带吊机停放，对边坡的稳定性要求、位移控制难度增大。
2.5循环水管与排水箱涵平行，且同步施工，交叉作业多。
3 围护体系设计
综合场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境条件分析，本基坑考虑土钉+松木桩复合土钉墙的综合支护方案。土钉墙采用分段分层开挖，分段长度一般为30m左右一个流水段，边坡放坡1:0.5，分层施工土钉，本施工区域土钉共设六道，松木桩三排（在土钉墙的第五层布置一排松木桩，在第六层布置二排松木桩）。土钉一般采用常压注浆，注浆压力为0.5MPa，在基坑-1.6m处设二次注浆土锚杆一道，二次注浆压力为1.5MPa，孔径120mm，长21m，并与该处松木桩连成整体。六道土钉水平间距都为800mm，倾角都为100。施工至第五层时，先开挖V型槽至标高-2.6m，槽长6m一段，打入一排松木桩，间距300mm-500mm，长6m-8m，然后施工第五层土钉墙，锚杆反拉松木桩。在第五层土钉墙达到设计强度后再以V型槽开挖第六层。受V型槽影响，第六层先打入2排松木桩，再打入一排斜锚管反拉松木桩，锚管长度9m，间距800mm，倾角33°，注浆并表面喷浆后回填。等上部土钉墙达到80%强度后，再施工第六层土钉墙，完成后土方回填反压。V型槽按6m-9m一段跳挖施工。面板采用80厚C20喷射混凝土，内配φ6.5＠200双向钢筋。
4 方案特点
土钉+松木桩复合土钉墙具有以下优点：
（1）由于采用复合土钉墙施工，施工工艺简单，施工效率高，没有独立的支护桩施工工期，随挖随支护。
（2）土钉支护其工作机理类似重力式挡墙，其复合土体具有良好的抗振性和延性，对周边引起的振动和挤土比较有利。
（3）施工设备简单,不需要单独占用场地。
（4）废土外运量比其他工法少，施工时噪音小，振动小，无泥浆污染，文明施工条件好。
（5）土钉+松木桩复合土钉墙支护能保证支护的同时能让循环水管边道路运行通畅，不影响二期正常运行，保证排水箱涵和循环水管同时施工。
5 施工顺序
支护工程施工程序如下：定位、放线→第一层土方开挖→土钉墙施工→依次开挖下部土层，逐层施工下层土钉墙→第五层土方开挖、超前锚杆施工→第五层土钉墙支护→第六层土方开挖，土钉墙施工→验收
6 关键技术及施工工艺
6.1土方开挖
6.1.1开挖前对挖机驾驶员进行安全技术交底。
6.1.2土方开始时需先确认地下设施，在确认地下位置后方可进行土方开挖，开挖时须有专人监护，挖土中发现地下管道、电缆及其他埋设物时应及时向相关部门报告。
6.1.3每次开挖深度为每层土钉下300mm至500mm。
6.1.4开挖最大长度为30m，开挖后立即施工土钉。
6.1.5挖出的土方应按设计堆放，严禁堆在基坑边坡。
6.2初喷混凝土
6.2.1喷射混凝土前，应对机械设备风、水、电管线进行全面检查及试运转。清理受喷面，埋设好控制喷层厚度的标志。
6.2.2材料：水泥为强度等级32.5普通水泥，砼标号C20，厚度80，碎石粒径小于15mm，砂为中砂，配合比为水泥：沙：碎石=1：2：2.5;
6.3.1采用洛阳铲或轻便式造孔机注水钻进成孔，机械成孔时要根据地质条件控制钻进速度，每节钻杆在接杆前，一定要反复冲洗孔内泥水。
6.3.2按设计要求定孔位，允许误差±5cm;
6.3.3孔径允许误差±2cm;
6.3.4孔深允许误差±20cm;
6.3.5孔倾角允许误差±5度;
6.3.6孔内碎土、杂物及泥浆应清除干净；
6.3.7成孔后用织物等将孔口临时杜塞；
6.3.8编号登记。
6.4土钉制作
6.4.1土钉采用HRB335级钢筋制作，搭接双面焊连接，隔2000mm置居中支架。
6.4.2调直钢筋，按设计要求截取长度；
6.4.3土钉制作完成后，应编号、登记并在土钉上做好标记，以备安装。
6.5土钉安装
将加工好的钢筋，放入孔内，复核入孔长度、外露长度、居中情况。
6.6注浆
注浆是土钉施工的关键，土钉注浆要饱满。注浆浆液采用纯水泥浆，水灰比0.5。用注浆泵进行常压注浆，注浆压力大于0.5Mpa。为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置浆塞，使其与孔壁紧密贴合。采用注浆浆袋加压法,其施工方法是先用注浆管在孔底注浆,当孔内注满即浆液从孔口流出时暂停注浆,把土钉筋从孔中拔出约500mm后套上注浆袋,并把注浆管插入注浆袋中,面袋的两端用铁丝扎实,把拔出的部份送入孔中,并再次进行注浆,一开始浆液流入面袋,使面袋逐渐膨胀,形成充满浆液的袋子,注浆袋挤紧孔壁,使孔口密封,压力再增大时,里端的扎口处被浆液冲开,浆液流入孔中,由于孔口已被注浆袋密封,所以能施加一定的注浆压力。二次高压注浆施工前必须在一次注浆时在土孔中放入等长塑料管，并将塑料管隔500MM开孔（塑料管放入之前应将管口和开孔部位用胶带密封），二次高压注浆应在一次注浆完成5～6小时后进行。
6.7加强钢筋
为了能保证土钉与喷射混凝土面层一起协同工作，以达到土钉墙基坑支护之目的，土钉钢筋在坡面的出露处，应用加强钢筋进行连接，其作法为：将直径为14、16mm的螺纹钢筋与同一高程处的土钉钢筋在坡面出露处进行焊接。
6.8铺设钢筋网
土钉墙面层配双向钢筋网片ø6.5＠200，钢筋网采用绑扎连接，钢筋搭接长度不少于300mm,设置砼垫块,钢筋与坡面空隙宜大于20mm。土钉与面层钢筋网的连接通过2根Φ14～16mm的通长加强筋直接在钢筋网上。
6.9喷射面层砼
经检查确认钢筋网敷设、连接符合要求后，喷射砼面层至设计厚度，底部钢筋网搭接长度范围以内先不喷砼,待与下层钢筋网绑扎搭接之后,与下层壁面同时喷射砼,砼面层接缝部位做成45°的斜面搭接。喷射砼2小时后进行洒水养护，养护时间不宜少于7天。
6.10松木桩施工
在第五排土钉施工之前打入松木桩，间距300mm，长度为6米，松木桩采用PC200-7挖土机打入，先用棕绳将挖斗与松木桩绑扎连接，棕绳捆扎在钢管端部下4/5位置，并在此位置加绑缆风棕绳，挖机将松木桩吊直后，由2人扶住松木桩对准打桩位置，再由4人分别向四个方向各拉紧缆风绳，就位稳定后，举起挖斗，对准松木桩顶部用挖斗扣住向下施压，桩入土50CM再纠正桩垂直度。压桩施工时要确保桩顶标高及轴线、垂直度满足设计要求。
7 问题及处理方法
7.1支护过程中如遇塘渣层，则该处改为土锚管施工。
7.1.1:土锚管制作:先在钢管上按＠500 梅花型钻制压浆孔并按＠500 焊接L40*4 角钢段形成倒刺，压浆孔与角钢一一对应，以防止在锚管打入土体过程中压浆孔堵塞。锚管加工要点：
（1）材料采用钢管Q235材质、钢管直径48mm、壁厚2.5mm；
（2）管尖加工：管端剖口后，用22 钢筋焊制，尖端热镀并淬火。
（3）压浆孔应用电钻钻孔,保持孔洞光洁。
7.1.2锚管打入：锚管长度、间距、倾斜角度、标高必须符合设计要求，采用气动冲击凿岩机将Φ48 钢管击入土层中，焊接接头处加焊L50*5角钢抱箍，气动冲击凿岩机将Φ48 钢管击入后管端部留25CM露出坡面。如遇坚硬土体将钢管切割成每节3m长度，分次打入。
7.1.3锚管注浆：锚管打入土体后用压力泵将纯水泥浆向管内及土体注浆。将注浆管伸入管底，从管底开始倒退注浆，边拔注浆管边注浆，使管内的空气和水排出后在管口部位用碎布头堵塞锚管与注浆管之间的间隙，并使注浆压力达到0.5 MPa 的工作压力，每米水泥用量根据现场试验而定。
7.2基坑边坡角有渗水时，喷射混凝土前要施作排水孔。在用于排水孔的硬塑料管（管长1.5米）的管壁上，按一定密度钻孔，然后插入Φ48mm的孔内即成。
7.3从现场土质来看，第四层以下普遍存在流沙层，需要全线做降水，结合现场实际情况，采用深井降水和轻型井点降水的方式，具体见表2
7.4若出现漏水情况，应马上查找水源并予以截断，同时采用双液注浆止漏。
7.5若坑底土位移过大或隆起过大，则应调整挖土顺序，采用跳挖的方式开挖台，分块开挖，同时加紧铺设垫层，垫层中可适当配筋，同时备用砂包。
8 结语
通过复合土钉墙在嘉兴电厂三期工程中的应用和实践，进一步证明基坑围护方案的合理选择与土方开挖是施工成败之关键，证明沿海地区软土基坑采用土钉+松木桩复合土钉墙是可行的，并为土钉+松木桩复合土钉墙的完善及类似工程施工积累了经验。
作者简介:
尤吉义（198508—），本科，助理工程师，主要从事建筑工程管理管理。
[关键词] 复合土钉墙； 支护； 应用
1 概况
本工程是嘉兴电厂三期工程2×1000MW机组循环水工程直管段施工厂房侧基坑支护工程。该机组循环水管采用φ3740×22焊接钢管,加刚性环（过路段刚性环采用），与排水箱涵平行，且同步施工，管中心与箱涵外壁间距3m。基坑开挖深约-7.08m，双孔排水箱涵开挖深约-7.50m，开挖宽度为20.2m，为深基坑。循环水管安装考虑采用250T履带吊。
地表普遍回填厚0.6-1.0m的石渣。地面标高一般为3.4m左右。场地原始地貌为滨海冲积平原，地形平坦，以水田为主，有水沟及河塘分布。主厂区地层主要为第四系滨海相～陆相沉积的淤泥质土和粘性土间隔粉土与粉砂层组成。场地区域经历了漫长而多次的海进、海退地史及沉积间歇环境，微地层单元结构相对复杂，主要表现为上部淤泥质土层厚度较大，下部土层性状软硬相间，基岩埋藏深度大。场地第四纪沉积层最大厚度大于110m。
场地浅层地下水主要为孔隙潜水类型，地下水位随季节和地形而变化，地下水主要受大气降水及地表水补给，以蒸发和径流方式排泄。勘察期间地下水位埋深一般为0.4m～1.0m。
2 工程难点
2.1本工程位于沿海软土地区，土质性状很差，其下淤泥质粉质粘土深度达30米之多。
2.2开挖后遇到淤泥质粉质粘土呈饱和流塑状，为高含水量、高灵敏度、低强度软土，基坑极易变形坍塌。
2.3受现场条件限制，工作面小，无法进行大放坡，开挖难度高。
2.4需要考虑输煤转运站、煤场等的桩基施工；考虑安装需要250T履带吊机停放，对边坡的稳定性要求、位移控制难度增大。
2.5循环水管与排水箱涵平行，且同步施工，交叉作业多。
3 围护体系设计
综合场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境条件分析，本基坑考虑土钉+松木桩复合土钉墙的综合支护方案。土钉墙采用分段分层开挖，分段长度一般为30m左右一个流水段，边坡放坡1:0.5，分层施工土钉，本施工区域土钉共设六道，松木桩三排（在土钉墙的第五层布置一排松木桩，在第六层布置二排松木桩）。土钉一般采用常压注浆，注浆压力为0.5MPa，在基坑-1.6m处设二次注浆土锚杆一道，二次注浆压力为1.5MPa，孔径120mm，长21m，并与该处松木桩连成整体。六道土钉水平间距都为800mm，倾角都为100。施工至第五层时，先开挖V型槽至标高-2.6m，槽长6m一段，打入一排松木桩，间距300mm-500mm，长6m-8m，然后施工第五层土钉墙，锚杆反拉松木桩。在第五层土钉墙达到设计强度后再以V型槽开挖第六层。受V型槽影响，第六层先打入2排松木桩，再打入一排斜锚管反拉松木桩，锚管长度9m，间距800mm，倾角33°，注浆并表面喷浆后回填。等上部土钉墙达到80%强度后，再施工第六层土钉墙，完成后土方回填反压。V型槽按6m-9m一段跳挖施工。面板采用80厚C20喷射混凝土，内配φ6.5＠200双向钢筋。
4 方案特点
土钉+松木桩复合土钉墙具有以下优点：
（1）由于采用复合土钉墙施工，施工工艺简单，施工效率高，没有独立的支护桩施工工期，随挖随支护。
（2）土钉支护其工作机理类似重力式挡墙，其复合土体具有良好的抗振性和延性，对周边引起的振动和挤土比较有利。
（3）施工设备简单,不需要单独占用场地。
（4）废土外运量比其他工法少，施工时噪音小，振动小，无泥浆污染，文明施工条件好。
（5）土钉+松木桩复合土钉墙支护能保证支护的同时能让循环水管边道路运行通畅，不影响二期正常运行，保证排水箱涵和循环水管同时施工。
5 施工顺序
支护工程施工程序如下：定位、放线→第一层土方开挖→土钉墙施工→依次开挖下部土层，逐层施工下层土钉墙→第五层土方开挖、超前锚杆施工→第五层土钉墙支护→第六层土方开挖，土钉墙施工→验收
6 关键技术及施工工艺
6.1土方开挖
6.1.1开挖前对挖机驾驶员进行安全技术交底。
6.1.2土方开始时需先确认地下设施，在确认地下位置后方可进行土方开挖，开挖时须有专人监护，挖土中发现地下管道、电缆及其他埋设物时应及时向相关部门报告。
6.1.3每次开挖深度为每层土钉下300mm至500mm。
6.1.4开挖最大长度为30m，开挖后立即施工土钉。
6.1.5挖出的土方应按设计堆放，严禁堆在基坑边坡。
6.2初喷混凝土
6.2.1喷射混凝土前，应对机械设备风、水、电管线进行全面检查及试运转。清理受喷面，埋设好控制喷层厚度的标志。
6.2.2材料：水泥为强度等级32.5普通水泥，砼标号C20，厚度80，碎石粒径小于15mm，砂为中砂，配合比为水泥：沙：碎石=1：2：2.5;
6.3.1采用洛阳铲或轻便式造孔机注水钻进成孔，机械成孔时要根据地质条件控制钻进速度，每节钻杆在接杆前，一定要反复冲洗孔内泥水。
6.3.2按设计要求定孔位，允许误差±5cm;
6.3.3孔径允许误差±2cm;
6.3.4孔深允许误差±20cm;
6.3.5孔倾角允许误差±5度;
6.3.6孔内碎土、杂物及泥浆应清除干净；
6.3.7成孔后用织物等将孔口临时杜塞；
6.3.8编号登记。
6.4土钉制作
6.4.1土钉采用HRB335级钢筋制作，搭接双面焊连接，隔2000mm置居中支架。
6.4.2调直钢筋，按设计要求截取长度；
6.4.3土钉制作完成后，应编号、登记并在土钉上做好标记，以备安装。
6.5土钉安装
将加工好的钢筋，放入孔内，复核入孔长度、外露长度、居中情况。
6.6注浆
注浆是土钉施工的关键，土钉注浆要饱满。注浆浆液采用纯水泥浆，水灰比0.5。用注浆泵进行常压注浆，注浆压力大于0.5Mpa。为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置浆塞，使其与孔壁紧密贴合。采用注浆浆袋加压法,其施工方法是先用注浆管在孔底注浆,当孔内注满即浆液从孔口流出时暂停注浆,把土钉筋从孔中拔出约500mm后套上注浆袋,并把注浆管插入注浆袋中,面袋的两端用铁丝扎实,把拔出的部份送入孔中,并再次进行注浆,一开始浆液流入面袋,使面袋逐渐膨胀,形成充满浆液的袋子,注浆袋挤紧孔壁,使孔口密封,压力再增大时,里端的扎口处被浆液冲开,浆液流入孔中,由于孔口已被注浆袋密封,所以能施加一定的注浆压力。二次高压注浆施工前必须在一次注浆时在土孔中放入等长塑料管，并将塑料管隔500MM开孔（塑料管放入之前应将管口和开孔部位用胶带密封），二次高压注浆应在一次注浆完成5～6小时后进行。
6.7加强钢筋
为了能保证土钉与喷射混凝土面层一起协同工作，以达到土钉墙基坑支护之目的，土钉钢筋在坡面的出露处，应用加强钢筋进行连接，其作法为：将直径为14、16mm的螺纹钢筋与同一高程处的土钉钢筋在坡面出露处进行焊接。
6.8铺设钢筋网
土钉墙面层配双向钢筋网片ø6.5＠200，钢筋网采用绑扎连接，钢筋搭接长度不少于300mm,设置砼垫块,钢筋与坡面空隙宜大于20mm。土钉与面层钢筋网的连接通过2根Φ14～16mm的通长加强筋直接在钢筋网上。
6.9喷射面层砼
经检查确认钢筋网敷设、连接符合要求后，喷射砼面层至设计厚度，底部钢筋网搭接长度范围以内先不喷砼,待与下层钢筋网绑扎搭接之后,与下层壁面同时喷射砼,砼面层接缝部位做成45°的斜面搭接。喷射砼2小时后进行洒水养护，养护时间不宜少于7天。
6.10松木桩施工
在第五排土钉施工之前打入松木桩，间距300mm，长度为6米，松木桩采用PC200-7挖土机打入，先用棕绳将挖斗与松木桩绑扎连接，棕绳捆扎在钢管端部下4/5位置，并在此位置加绑缆风棕绳，挖机将松木桩吊直后，由2人扶住松木桩对准打桩位置，再由4人分别向四个方向各拉紧缆风绳，就位稳定后，举起挖斗，对准松木桩顶部用挖斗扣住向下施压，桩入土50CM再纠正桩垂直度。压桩施工时要确保桩顶标高及轴线、垂直度满足设计要求。
7 问题及处理方法
7.1支护过程中如遇塘渣层，则该处改为土锚管施工。
7.1.1:土锚管制作:先在钢管上按＠500 梅花型钻制压浆孔并按＠500 焊接L40*4 角钢段形成倒刺，压浆孔与角钢一一对应，以防止在锚管打入土体过程中压浆孔堵塞。锚管加工要点：
（1）材料采用钢管Q235材质、钢管直径48mm、壁厚2.5mm；
（2）管尖加工：管端剖口后，用22 钢筋焊制，尖端热镀并淬火。
（3）压浆孔应用电钻钻孔,保持孔洞光洁。
7.1.2锚管打入：锚管长度、间距、倾斜角度、标高必须符合设计要求，采用气动冲击凿岩机将Φ48 钢管击入土层中，焊接接头处加焊L50*5角钢抱箍，气动冲击凿岩机将Φ48 钢管击入后管端部留25CM露出坡面。如遇坚硬土体将钢管切割成每节3m长度，分次打入。
7.1.3锚管注浆：锚管打入土体后用压力泵将纯水泥浆向管内及土体注浆。将注浆管伸入管底，从管底开始倒退注浆，边拔注浆管边注浆，使管内的空气和水排出后在管口部位用碎布头堵塞锚管与注浆管之间的间隙，并使注浆压力达到0.5 MPa 的工作压力，每米水泥用量根据现场试验而定。
7.2基坑边坡角有渗水时，喷射混凝土前要施作排水孔。在用于排水孔的硬塑料管（管长1.5米）的管壁上，按一定密度钻孔，然后插入Φ48mm的孔内即成。
7.3从现场土质来看，第四层以下普遍存在流沙层，需要全线做降水，结合现场实际情况，采用深井降水和轻型井点降水的方式，具体见表2
7.4若出现漏水情况，应马上查找水源并予以截断，同时采用双液注浆止漏。
7.5若坑底土位移过大或隆起过大，则应调整挖土顺序，采用跳挖的方式开挖台，分块开挖，同时加紧铺设垫层，垫层中可适当配筋，同时备用砂包。
8 结语
通过复合土钉墙在嘉兴电厂三期工程中的应用和实践，进一步证明基坑围护方案的合理选择与土方开挖是施工成败之关键，证明沿海地区软土基坑采用土钉+松木桩复合土钉墙是可行的，并为土钉+松木桩复合土钉墙的完善及类似工程施工积累了经验。
作者简介:
尤吉义（198508—），本科，助理工程师，主要从事建筑工程管理管理。