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【摘要】土钉墙支护是一种比较常见的基坑支护技术，该技术消耗材料少，施工进度快、安全经济。对高层地基软土地层，多使用土钉墙支护方法，形成可靠的支护结构，最大限度地增强基坑土体的稳定性。本文结合施工实例，简要阐述了高层软土基坑支护技术。
【关键词】高层软土；基坑支护；复合土钉墙支护方法
一、引言
在高层建筑基坑施工中，土钉墙支护是一种比较常见的基坑支护技术，使用土钉与喷射混凝土手段来增强基坑周边土体的稳定性。该技术具有消耗材料少，施工进度快、安全经济等优点。因此，对较为复杂的软土地层，可用复合土钉墙支护方法，形成安全可靠的支护结构，最大限度地增强基坑土体的稳定性。本文结合施工实例，介绍一下高层软土基坑支护技术。
二、软土基坑支护的特点
在软土基坑的支护施工中，由于土体强度与抗剪力都相对较弱，所以，软土基坑支护有四个特点：①施工风险较大。基坑支护是一项临时性的稳定工程，对于容易发生地质力学变化的软土地层而言，施工的危险因素较多，容易引发安全事故。②区域差别较大。软土层的不同区域，其地质受力是不一样的，尤其是在开挖之后，受力改变，导致基坑不同部位的土体受力状况各异，在局部支护施工中就会呈现出多变的情况。③综合问题较多。软土层基坑受开挖、降雨、地层分布等因素影响，在施工中需要采取多种手段加以解决。④偶发性问题较多。外力变化与内部土质的多变性，要素变化易导致突发问题。
三、工程实例
1、工程介绍
某建筑工程施工总面积为63700m2，建筑物高度为96m，地下部分的施工面积为18087m2，基坑深度为8m，水位30.2m。
基坑地层分为四层：①第一层，碎石砖块与杂填土等，层厚1.5m；②第二层，粘质粉土，湿度较大、具中等压缩性，层厚2.6m；③第三层，粉质粘土，饱和，可塑性较强、具中高压缩性，层厚2.4m；④第四层，砂质粉土，饱和，可塑性较强、具较低压缩性，层厚1.5m。
经技术经济比选后，基坑支护决定采用土钉墙技术。基坑平面布置图见图1。
2、土钉墙支护结构设计
面墙的作用是封闭土钉，并将土体的侧压力传导给土钉，利用土体和土钉间的相互受力作用，达到挤压变形加固的作用。设计混凝土面墙厚度l00mm，强度C20。
土钉墙面钢筋，选用二级螺纹钢筋；设置四层，各层面钢筋长度不一，分别为：7.2m、6.4m、4.8m、4.8m。土钉间距1.6m，土钉与水平面夹角为10o，土钉孔直径l00mm，土钉直径分别在22mm以下和18mm以下。使用Φ6钢筋进行绑扎加固，织成钢筋网，网眼间距为200mm。混凝土原料由水泥、中砂、5～15mm的碎石组成，其混合比例为：1：2：2.5。
土钉墙结构设计见图2、图3、图4。
3、土钉墙支护施工技术
在高层软土基坑施工中，土钉墙支护施工技术体现在具体的工艺中。对于土钉墙支护施工工艺，需要注意以下环节：
3.1混凝土施工。混凝土施工采用喷射法，一般使用PZ25型混凝土机进行喷射作业。①正式作业前，检查水管、水泥泵、电源、电线等的器物使用情况，使之工作正常；②混凝土喷射按照埋设好的喷涂厚度标识开展作业，喷头与喷射面保持垂直，分段分片、自上而下完成喷射作业，整个喷射作业逐层进行，每层厚度掌握在40～50mm之间。③每一层喷射作业完成后，要对混凝土墙面进行喷水养护，养护时间一般为3～4小时，在进行下一层混凝土墙面喷射之前，应将第一层混凝土中比较松散的表面部分除去。④对于开挖坡面，要在修复之后再进行喷射作业。
3.2工作面开挖。根据现场情况，工作面被分作四层，逐层有序开挖。每一层工作面的开挖深度为2m，需要注意的是，最后一层的开挖深度最多到7.6m即可，余下的约40cm厚度，采用人工方式进行开挖，严禁超过8m深度。这样是为了防止基坑边壁出现坍塌。在开挖过程中，采用边开挖边支护的方式，以保证施工安全。
3.3钻孔与注浆。提前预制土钉钢筋，人工使用洛阳铲或冲击钻等机械进行钻孔作业，成孔后，及时安装土钉，避免因二次坍塌而堵塞孔道。为了提高注浆强度，可加入早强剂。在注浆过程中，注意保持注浆泵及管路的润滑，以防止注浆凝固。
3.4钢筋网铺设。采用Ф6钢筋，编织成200×200mm见方的空格钢筋网，采用焊接方式，将土钉通过端部锁定筋与钢筋网固定，其标准是喷射混凝土浆液时，钢筋网不会摇晃松动。
4、施工注意事项
4.1原材料与施工材料的质量。对于工程原料，均按质检标准进行检验，为保证质量，要坚持执行每一批次、每一次进场都进行检验的程序，材料实物及合格证，由材料员负责查验。在施工过程中，为了保证水泥等材料的有效性，要现用现拌，估算好用量。根据施工工艺标准，制作土钉，现场试验土钉抗拔力，确定土钉极限载荷，估算土钉界面极限粘结强度。
4.2研读设计图纸与施工方案。在施工前，要认真研究设计图纸，对每一项施工环节都要找到图纸中的要求与标识，熟悉施工方案，组织协调好各施工环节。
4.3加强施工细节管理。锚杆的长度误差，不超过100mm；严格按照制作工艺加工锚杆，以保证质量；对基坑的挖掘进度与深度，要按照预定的尺寸，逐层进行，开挖一层支护一层，以维护基坑的土体结构的稳定，避免发生塌方事故；在钻孔时，对孔位、孔距、孔深要准确定位，孔距误差±lOOmm，孔径误差±5mm，孔深误差±50mm。完成钻孔后要及时清除残留浮土，以免影响土钉安装和孔道注浆。当施工层支护墙体的强度达到设计要求的70%以上，才能进行下一层的开挖与支护作业。
4.4组织现场培训，提高人员素质。正式施工前进行施工交底和岗位演示，让施工人员领会设计要求，熟悉工艺流程、质量控制要点和安全应急措施。
5、土钉墙支护施工监测
从基坑支护施工开始，做好每周的施工情况记录，遇雨天须做好每天施工记录，直到基坑土方填充完毕时止。尤其要对监测基点、变形位置、观测日期、施工进度等做好详细的记录。主要监测项目见表1：
四、结语
对于以粉质粘土、粘质粉土和砂质粉土为代表的软土地基，高层软土基坑采用复合土钉墙支护方法，辅以排水降水措施，可以达到安全适用的支护效果。
在高层软土基坑支护施工中，要充分了解地层的岩土工程参数，综合考虑影响因素，合理选择支护结构，精心组织，规范施工，才能保证基坑支护的施工质量和施工安全。
参考文献
[1]邓昕.深基坑支护中土钉墙的施工技术应用[J].城市建设理论研究，2011（34）.
[2]邱修宾.复合土钉支护结构及作用原理[J].科技与生活，2010（24）.
[3]王成典.试述深基坑支护的施工工艺及其选择方式[J].黑龙江科技信息，2009（9）.
作者简介
毛浓博（1964-），男（汉族），陕西镇安人，西安地质矿产勘查开发院工程师。探矿工程专业，从事岩土工程勘察技术与管理工作。
【关键词】高层软土；基坑支护；复合土钉墙支护方法
一、引言
在高层建筑基坑施工中，土钉墙支护是一种比较常见的基坑支护技术，使用土钉与喷射混凝土手段来增强基坑周边土体的稳定性。该技术具有消耗材料少，施工进度快、安全经济等优点。因此，对较为复杂的软土地层，可用复合土钉墙支护方法，形成安全可靠的支护结构，最大限度地增强基坑土体的稳定性。本文结合施工实例，介绍一下高层软土基坑支护技术。
二、软土基坑支护的特点
在软土基坑的支护施工中，由于土体强度与抗剪力都相对较弱，所以，软土基坑支护有四个特点：①施工风险较大。基坑支护是一项临时性的稳定工程，对于容易发生地质力学变化的软土地层而言，施工的危险因素较多，容易引发安全事故。②区域差别较大。软土层的不同区域，其地质受力是不一样的，尤其是在开挖之后，受力改变，导致基坑不同部位的土体受力状况各异，在局部支护施工中就会呈现出多变的情况。③综合问题较多。软土层基坑受开挖、降雨、地层分布等因素影响，在施工中需要采取多种手段加以解决。④偶发性问题较多。外力变化与内部土质的多变性，要素变化易导致突发问题。
三、工程实例
1、工程介绍
某建筑工程施工总面积为63700m2，建筑物高度为96m，地下部分的施工面积为18087m2，基坑深度为8m，水位30.2m。
基坑地层分为四层：①第一层，碎石砖块与杂填土等，层厚1.5m；②第二层，粘质粉土，湿度较大、具中等压缩性，层厚2.6m；③第三层，粉质粘土，饱和，可塑性较强、具中高压缩性，层厚2.4m；④第四层，砂质粉土，饱和，可塑性较强、具较低压缩性，层厚1.5m。
经技术经济比选后，基坑支护决定采用土钉墙技术。基坑平面布置图见图1。
2、土钉墙支护结构设计
面墙的作用是封闭土钉，并将土体的侧压力传导给土钉，利用土体和土钉间的相互受力作用，达到挤压变形加固的作用。设计混凝土面墙厚度l00mm，强度C20。
土钉墙面钢筋，选用二级螺纹钢筋；设置四层，各层面钢筋长度不一，分别为：7.2m、6.4m、4.8m、4.8m。土钉间距1.6m，土钉与水平面夹角为10o，土钉孔直径l00mm，土钉直径分别在22mm以下和18mm以下。使用Φ6钢筋进行绑扎加固，织成钢筋网，网眼间距为200mm。混凝土原料由水泥、中砂、5～15mm的碎石组成，其混合比例为：1：2：2.5。
土钉墙结构设计见图2、图3、图4。
3、土钉墙支护施工技术
在高层软土基坑施工中，土钉墙支护施工技术体现在具体的工艺中。对于土钉墙支护施工工艺，需要注意以下环节：
3.1混凝土施工。混凝土施工采用喷射法，一般使用PZ25型混凝土机进行喷射作业。①正式作业前，检查水管、水泥泵、电源、电线等的器物使用情况，使之工作正常；②混凝土喷射按照埋设好的喷涂厚度标识开展作业，喷头与喷射面保持垂直，分段分片、自上而下完成喷射作业，整个喷射作业逐层进行，每层厚度掌握在40～50mm之间。③每一层喷射作业完成后，要对混凝土墙面进行喷水养护，养护时间一般为3～4小时，在进行下一层混凝土墙面喷射之前，应将第一层混凝土中比较松散的表面部分除去。④对于开挖坡面，要在修复之后再进行喷射作业。
3.2工作面开挖。根据现场情况，工作面被分作四层，逐层有序开挖。每一层工作面的开挖深度为2m，需要注意的是，最后一层的开挖深度最多到7.6m即可，余下的约40cm厚度，采用人工方式进行开挖，严禁超过8m深度。这样是为了防止基坑边壁出现坍塌。在开挖过程中，采用边开挖边支护的方式，以保证施工安全。
3.3钻孔与注浆。提前预制土钉钢筋，人工使用洛阳铲或冲击钻等机械进行钻孔作业，成孔后，及时安装土钉，避免因二次坍塌而堵塞孔道。为了提高注浆强度，可加入早强剂。在注浆过程中，注意保持注浆泵及管路的润滑，以防止注浆凝固。
3.4钢筋网铺设。采用Ф6钢筋，编织成200×200mm见方的空格钢筋网，采用焊接方式，将土钉通过端部锁定筋与钢筋网固定，其标准是喷射混凝土浆液时，钢筋网不会摇晃松动。
4、施工注意事项
4.1原材料与施工材料的质量。对于工程原料，均按质检标准进行检验，为保证质量，要坚持执行每一批次、每一次进场都进行检验的程序，材料实物及合格证，由材料员负责查验。在施工过程中，为了保证水泥等材料的有效性，要现用现拌，估算好用量。根据施工工艺标准，制作土钉，现场试验土钉抗拔力，确定土钉极限载荷，估算土钉界面极限粘结强度。
4.2研读设计图纸与施工方案。在施工前，要认真研究设计图纸，对每一项施工环节都要找到图纸中的要求与标识，熟悉施工方案，组织协调好各施工环节。
4.3加强施工细节管理。锚杆的长度误差，不超过100mm；严格按照制作工艺加工锚杆，以保证质量；对基坑的挖掘进度与深度，要按照预定的尺寸，逐层进行，开挖一层支护一层，以维护基坑的土体结构的稳定，避免发生塌方事故；在钻孔时，对孔位、孔距、孔深要准确定位，孔距误差±lOOmm，孔径误差±5mm，孔深误差±50mm。完成钻孔后要及时清除残留浮土，以免影响土钉安装和孔道注浆。当施工层支护墙体的强度达到设计要求的70%以上，才能进行下一层的开挖与支护作业。
4.4组织现场培训，提高人员素质。正式施工前进行施工交底和岗位演示，让施工人员领会设计要求，熟悉工艺流程、质量控制要点和安全应急措施。
5、土钉墙支护施工监测
从基坑支护施工开始，做好每周的施工情况记录，遇雨天须做好每天施工记录，直到基坑土方填充完毕时止。尤其要对监测基点、变形位置、观测日期、施工进度等做好详细的记录。主要监测项目见表1：
四、结语
对于以粉质粘土、粘质粉土和砂质粉土为代表的软土地基，高层软土基坑采用复合土钉墙支护方法，辅以排水降水措施，可以达到安全适用的支护效果。
在高层软土基坑支护施工中，要充分了解地层的岩土工程参数，综合考虑影响因素，合理选择支护结构，精心组织，规范施工，才能保证基坑支护的施工质量和施工安全。
参考文献
[1]邓昕.深基坑支护中土钉墙的施工技术应用[J].城市建设理论研究，2011（34）.
[2]邱修宾.复合土钉支护结构及作用原理[J].科技与生活，2010（24）.
[3]王成典.试述深基坑支护的施工工艺及其选择方式[J].黑龙江科技信息，2009（9）.
作者简介
毛浓博（1964-），男（汉族），陕西镇安人，西安地质矿产勘查开发院工程师。探矿工程专业，从事岩土工程勘察技术与管理工作。