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摘 要：目前单纯的土钉墙在土质较差的软土地基中不能单独使用，但土钉与其它支护结构共同作用即复合土钉墙在软土地基中却能很好应用，本文详细介绍复合土钉墙应用与质量控制。
关键词：复合土钉墙；软土地基；质量控制
土钉技术在我国应用始于80年代初，由于它具有材料用量少，施工速度快，安全可靠，经济等优点，目前该项技术在甸高层建筑的深基抗开挖中得到愈来愈多应用，甚至不少是用于常规支护基坑失稳时抢险加固或塌滑处理，但由于土钉支护有它的局限性，在松散砂土、软土、流塑粘性土以及有丰富地下水源的情况下不能单独使用该支护，必须与其它的土体加固支护方法相结合使用。事实上，随着土钉技术在我国范围内的逐步推广，其在我国部分地区应用已成为现实，已有不少成功的例子，该种技术主要是通过土钉支护与其它支护相结合使用，即我们称“复合土钉墙”。
一、复合土钉墙支护技术
复合土钉墙支护是以水泥土搅拌桩帷幕、超前锚杆等超前支护解决土体的自立性、地下水渗流以及喷射面层与土体的粘结强度问题；以水平向压密注浆及二次压力注浆解决土体加固及土钉抗拔问题，以相对较长的插入深度解决基坑的抗隆起、管涌和渗流等问题。
二、复合土钉墙在软土地基中的应用
1、工程概况
某工程基地面积19000平方米，总建筑面积30993m2，建筑局部地下二层，地上七层，设计总高度44.76m。本工程基础为钻孔灌注扩底桩，地下室开挖深度分别为-11.45m、-7.75m和-7.45m，深坑部分（-11.45m）为当地目前开挖最深的基坑。场地起伏不大，地貌单一，在基坑开挖深度范围内主要由素填土、粘土、淤泥、淤泥质粘土等地层组成。
2、基坑支护方案
根据本工程基坑开挖深度、基坑特征、地质条件及周边环境等因素，浅坑部分（坑底标高-7.75m和-7.45m）采用土钉墙支护，并按1∶0.5比例放坡开挖，深坑部分（坑底标高-11.45m）采用土钉墙加排桩加混凝土内支撑的基坑支护方案。
复合土钉墙结构采用了灌注桩+支撑的基坑支护结构体系，钻孔灌注桩采用桩径为800mm，间距为1200mm，混凝土强度为C30。
根据土钉墙基坑支护结构设计特点，在土钉墙施工前，首先在基坑四周构筑地面排水沟，排水沟尺寸为400mm；
根据土钉墙的施工特点及工程地质条件，土钉墙应分段施工，每段长度应根据现场地质条件来确定，一般应控制在10m以内。
各剖面基坑支护结构的施工流程为：基坑开挖至-3.00m→施工第一道土钉→第一道超前锚杆施工→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-4.10m→施工第二道土钉→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-5.20m→施工第三道土钉→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-6.100m→超前锚杆施工→施工第四道土钉→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-7.20m→施工第五道土钉→喷射混凝土面层施工。
3、土钉墙施工工艺
（1）开挖作业面：每层深度低于同层土钉约30cm，严禁基坑超挖，作业段长度应根据现场工程地质条件的变化确定，一般控制在10m以内。为尽量缩短边壁土体的裸露时间，边破修整完后立即喷射基层混凝土。上道土钉锚固体未达到足够强度不能进行下一层土体的开挖，为增加砼面层与土体的粘聚力，边坡不必修整得过于光滑。为减少对基坑侧壁原状土的扰动，边坡修整采用人工修整。
（2）压入锚管：压入注浆钢管采用Φ48×3.5的普通钢管，在管壁上以每隔800mm的间距设置注浆口，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；土钉与水平面的向下倾角为10°～15°。
（3）铺设钢筋网：采用绑扎连接Φ6×200，搭接长度不小于200，设置砼垫块，钢筋与坡面空隙宜大于20mm。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的目的，将直径为16mm的加强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。
（4）喷射混凝土：喷射时，喷头与喷面应垂直，宜保持0.8m～1.5m的距离，要控制好水灰比，保持砼表面平整，呈湿润状，无干斑或流淌现象。在钢筋的部位可先喷钢筋的后方以防止钢筋背面出现空隙，喷射砼的路线可从壁面开挖层底部逐步向上进行，但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。
（5）清孔：由于在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，清孔水压一般应在（0.5～0.6）MPa之间，清孔至管口冒清水为止。
（6）注浆：注浆浆液采用1：1（重量比）水泥砂浆，水灰比0.4～0.5，水泥标号为425#，砂粒（2～4）mm，用注浆泵进行常压注浆，注浆压力为（0.4～0.6）MPa，为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置注浆塞，采用注浆袋加压法，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，上注浆袋（由布织面袋改制），并把注浆管插入注浆袋中，面袋的两端用铁丝扎紧，把拨出的部分送入孔中，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。为防止水泥砂浆在硬化过程中产生干缩裂缝，保证浆体与周围土壁的紧密粘合，可掺入一定量的膨胀剂，为提高水泥砂浆的早期强度，加速硬化可掺入早强剂。注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。注浆完毕，将注浆管等冲洗干净以免堵塞。
三、复合土钉墙施工质量控制要点
1、事前控制
（1）熟悉锚杆土钉墙支护设计技术要求和施工图，有针对性地学习设计文件、规范、规程、合同、建设管理文件中的有关质量要求。 （2）了解周边管线及建筑物情况，包括仔细了解上下水管、煤气管线位置及埋深情况，了解周边建筑物基础；熟悉地质报告。
（3）审批施工单位编制的基坑支护工程施工组织设计，重点审核施工单位的质量保证体系，包括项目经理资质及管理人员配备、施工组织设计、保证质量技术措施，质量管理制度、质量检测技术及手段。经监理审核通过后方可施工。
（4）组织设计交底和图纸会审，明确设计意图和技术要求，加强设计与施工的沟通，避免野蛮、盲目施工。
（5）由专业监理工程师编制监理实施细则，经总监审核并组织实施。
（6）复测基准线、轴线、水准基点；根据轴线定位点，测放基坑开挖基线和设置变形观测点，并对变形观测点进行初始读数的测定；对锚杆或土钉孔位进行复核等。
（7）原材料控制：水泥、钢管、钢筋等材料必须有出厂合格证或检验报告；水泥、钢筋、砂石料进场后监理及时进行见证取样送复试，合格后方可使用。对现场的锚管制作质量（管壁厚度、开孔间距、倒刺焊接、每节长度等）进行抽检。
2、事中控制
（1）挖土控制：必须分层分段挖土，并按设计要求放坡，每层挖土高度为锚管以下0.3m～0.5m，严禁超挖，下一层开挖应待上一层注浆和喷射砼达到一定强度后进行；分段开挖长度第一层不超过30m，第二层不超过20m，第三层不超过15m，第四层、第五层不超过10m，挖到淤泥时采取分段跳挖。监理检查坡顶或坡面位移、坡顶沉降及周围环境变化，并收集相应监测数据，做好记录。监理进行旁站。
（2）锚管安装检查：监理对锚管压入过程进行旁站，锚管位置、角度和插入长度应符合设计要求，锚管接长焊接质量要符合要求；锚管压入若受阻施工单位不得擅自割断，必须及时通知监理复量压入深
度，并按补救方案进行补强。
（3）钢筋网片绑扎隐蔽验收：架立筋、井字筋与锚管焊接牢固，钢筋网绑扎后及时通知监理隐蔽验收。
（4）喷射混凝土：砼配合比应符合要求，监理加强抽查，每天做好试块；厚度控制标志要做好，控制砼密实度、平整度和厚度；砼终凝2h后，应喷水养护。
（5）锚管注浆：注浆前必须对锚管进行清洗，水管应插到锚管根部，监理对锚管长度（再次）和清孔质量进行抽查；抽查浆液配合比（水灰比）、测比重、浆液在初凝前用完；旁站注浆过程，对注浆压力、注浆量（一次注浆每m注浆水泥量大于25kg、二次注浆每m注浆水泥量大于10kg）进行控制，并做好监理记录。注浆过程中发生冒浆情况时，应暂停并找出原因，对冒浆部位进行封堵后间隔一段时间（小于2小时）再注，邻孔漏浆也须及时封堵。停注应采取双控：注浆量满足设计要求，注浆压力达到0.5Mpa。
（6）对锚管进行现场抗拔力试验。
（7）基坑周围严禁超堆载荷，尤其对动载离坑边的安全距离、载重量进行限制。
（8）基坑监测：只有作好监测工作，才能看清施工的方向。监测重点是周围环境变化和基坑本身的变形动态，包括水平位移、周围土体沉降和位移等。按施工进度跟踪进行监测，及时报出动态数据控制施工进程；当出现报警值时，要加密监测频率，采取技术应急措施，调整施工流程节拍。
3、事后控制
及时整理土钉墙相应技术文件、报表及资料。
总之，随着复合土钉墙支护加固机理的不断深入研究和施工技术的成熟，此项基坑支护技术将会得到更加广泛的运用。
关键词：复合土钉墙；软土地基；质量控制
土钉技术在我国应用始于80年代初，由于它具有材料用量少，施工速度快，安全可靠，经济等优点，目前该项技术在甸高层建筑的深基抗开挖中得到愈来愈多应用，甚至不少是用于常规支护基坑失稳时抢险加固或塌滑处理，但由于土钉支护有它的局限性，在松散砂土、软土、流塑粘性土以及有丰富地下水源的情况下不能单独使用该支护，必须与其它的土体加固支护方法相结合使用。事实上，随着土钉技术在我国范围内的逐步推广，其在我国部分地区应用已成为现实，已有不少成功的例子，该种技术主要是通过土钉支护与其它支护相结合使用，即我们称“复合土钉墙”。
一、复合土钉墙支护技术
复合土钉墙支护是以水泥土搅拌桩帷幕、超前锚杆等超前支护解决土体的自立性、地下水渗流以及喷射面层与土体的粘结强度问题；以水平向压密注浆及二次压力注浆解决土体加固及土钉抗拔问题，以相对较长的插入深度解决基坑的抗隆起、管涌和渗流等问题。
二、复合土钉墙在软土地基中的应用
1、工程概况
某工程基地面积19000平方米，总建筑面积30993m2，建筑局部地下二层，地上七层，设计总高度44.76m。本工程基础为钻孔灌注扩底桩，地下室开挖深度分别为-11.45m、-7.75m和-7.45m，深坑部分（-11.45m）为当地目前开挖最深的基坑。场地起伏不大，地貌单一，在基坑开挖深度范围内主要由素填土、粘土、淤泥、淤泥质粘土等地层组成。
2、基坑支护方案
根据本工程基坑开挖深度、基坑特征、地质条件及周边环境等因素，浅坑部分（坑底标高-7.75m和-7.45m）采用土钉墙支护，并按1∶0.5比例放坡开挖，深坑部分（坑底标高-11.45m）采用土钉墙加排桩加混凝土内支撑的基坑支护方案。
复合土钉墙结构采用了灌注桩+支撑的基坑支护结构体系，钻孔灌注桩采用桩径为800mm，间距为1200mm，混凝土强度为C30。
根据土钉墙基坑支护结构设计特点，在土钉墙施工前，首先在基坑四周构筑地面排水沟，排水沟尺寸为400mm；
根据土钉墙的施工特点及工程地质条件，土钉墙应分段施工，每段长度应根据现场地质条件来确定，一般应控制在10m以内。
各剖面基坑支护结构的施工流程为：基坑开挖至-3.00m→施工第一道土钉→第一道超前锚杆施工→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-4.10m→施工第二道土钉→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-5.20m→施工第三道土钉→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-6.100m→超前锚杆施工→施工第四道土钉→喷射混凝土面层施工→基坑开挖至-7.20m→施工第五道土钉→喷射混凝土面层施工。
3、土钉墙施工工艺
（1）开挖作业面：每层深度低于同层土钉约30cm，严禁基坑超挖，作业段长度应根据现场工程地质条件的变化确定，一般控制在10m以内。为尽量缩短边壁土体的裸露时间，边破修整完后立即喷射基层混凝土。上道土钉锚固体未达到足够强度不能进行下一层土体的开挖，为增加砼面层与土体的粘聚力，边坡不必修整得过于光滑。为减少对基坑侧壁原状土的扰动，边坡修整采用人工修整。
（2）压入锚管：压入注浆钢管采用Φ48×3.5的普通钢管，在管壁上以每隔800mm的间距设置注浆口，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；土钉与水平面的向下倾角为10°～15°。
（3）铺设钢筋网：采用绑扎连接Φ6×200，搭接长度不小于200，设置砼垫块，钢筋与坡面空隙宜大于20mm。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的目的，将直径为16mm的加强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。
（4）喷射混凝土：喷射时，喷头与喷面应垂直，宜保持0.8m～1.5m的距离，要控制好水灰比，保持砼表面平整，呈湿润状，无干斑或流淌现象。在钢筋的部位可先喷钢筋的后方以防止钢筋背面出现空隙，喷射砼的路线可从壁面开挖层底部逐步向上进行，但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。
（5）清孔：由于在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，清孔水压一般应在（0.5～0.6）MPa之间，清孔至管口冒清水为止。
（6）注浆：注浆浆液采用1：1（重量比）水泥砂浆，水灰比0.4～0.5，水泥标号为425#，砂粒（2～4）mm，用注浆泵进行常压注浆，注浆压力为（0.4～0.6）MPa，为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置注浆塞，采用注浆袋加压法，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，上注浆袋（由布织面袋改制），并把注浆管插入注浆袋中，面袋的两端用铁丝扎紧，把拨出的部分送入孔中，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。为防止水泥砂浆在硬化过程中产生干缩裂缝，保证浆体与周围土壁的紧密粘合，可掺入一定量的膨胀剂，为提高水泥砂浆的早期强度，加速硬化可掺入早强剂。注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。注浆完毕，将注浆管等冲洗干净以免堵塞。
三、复合土钉墙施工质量控制要点
1、事前控制
（1）熟悉锚杆土钉墙支护设计技术要求和施工图，有针对性地学习设计文件、规范、规程、合同、建设管理文件中的有关质量要求。 （2）了解周边管线及建筑物情况，包括仔细了解上下水管、煤气管线位置及埋深情况，了解周边建筑物基础；熟悉地质报告。
（3）审批施工单位编制的基坑支护工程施工组织设计，重点审核施工单位的质量保证体系，包括项目经理资质及管理人员配备、施工组织设计、保证质量技术措施，质量管理制度、质量检测技术及手段。经监理审核通过后方可施工。
（4）组织设计交底和图纸会审，明确设计意图和技术要求，加强设计与施工的沟通，避免野蛮、盲目施工。
（5）由专业监理工程师编制监理实施细则，经总监审核并组织实施。
（6）复测基准线、轴线、水准基点；根据轴线定位点，测放基坑开挖基线和设置变形观测点，并对变形观测点进行初始读数的测定；对锚杆或土钉孔位进行复核等。
（7）原材料控制：水泥、钢管、钢筋等材料必须有出厂合格证或检验报告；水泥、钢筋、砂石料进场后监理及时进行见证取样送复试，合格后方可使用。对现场的锚管制作质量（管壁厚度、开孔间距、倒刺焊接、每节长度等）进行抽检。
2、事中控制
（1）挖土控制：必须分层分段挖土，并按设计要求放坡，每层挖土高度为锚管以下0.3m～0.5m，严禁超挖，下一层开挖应待上一层注浆和喷射砼达到一定强度后进行；分段开挖长度第一层不超过30m，第二层不超过20m，第三层不超过15m，第四层、第五层不超过10m，挖到淤泥时采取分段跳挖。监理检查坡顶或坡面位移、坡顶沉降及周围环境变化，并收集相应监测数据，做好记录。监理进行旁站。
（2）锚管安装检查：监理对锚管压入过程进行旁站，锚管位置、角度和插入长度应符合设计要求，锚管接长焊接质量要符合要求；锚管压入若受阻施工单位不得擅自割断，必须及时通知监理复量压入深
度，并按补救方案进行补强。
（3）钢筋网片绑扎隐蔽验收：架立筋、井字筋与锚管焊接牢固，钢筋网绑扎后及时通知监理隐蔽验收。
（4）喷射混凝土：砼配合比应符合要求，监理加强抽查，每天做好试块；厚度控制标志要做好，控制砼密实度、平整度和厚度；砼终凝2h后，应喷水养护。
（5）锚管注浆：注浆前必须对锚管进行清洗，水管应插到锚管根部，监理对锚管长度（再次）和清孔质量进行抽查；抽查浆液配合比（水灰比）、测比重、浆液在初凝前用完；旁站注浆过程，对注浆压力、注浆量（一次注浆每m注浆水泥量大于25kg、二次注浆每m注浆水泥量大于10kg）进行控制，并做好监理记录。注浆过程中发生冒浆情况时，应暂停并找出原因，对冒浆部位进行封堵后间隔一段时间（小于2小时）再注，邻孔漏浆也须及时封堵。停注应采取双控：注浆量满足设计要求，注浆压力达到0.5Mpa。
（6）对锚管进行现场抗拔力试验。
（7）基坑周围严禁超堆载荷，尤其对动载离坑边的安全距离、载重量进行限制。
（8）基坑监测：只有作好监测工作，才能看清施工的方向。监测重点是周围环境变化和基坑本身的变形动态，包括水平位移、周围土体沉降和位移等。按施工进度跟踪进行监测，及时报出动态数据控制施工进程；当出现报警值时，要加密监测频率，采取技术应急措施，调整施工流程节拍。
3、事后控制
及时整理土钉墙相应技术文件、报表及资料。
总之，随着复合土钉墙支护加固机理的不断深入研究和施工技术的成熟，此项基坑支护技术将会得到更加广泛的运用。