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摘要: 本文对采用土钉墙支护施工技术进行分析，并对局部地方作了特殊处理，取得了良好的效果，同时降低了工程的成本。
关健词:基坑支护; 土钉墙支护;灌注;喷射混凝土
1 工程概况及土钉墙支护工艺简介
某工程基坑开挖深度为7.45m，长度为100m，宽度约为50m，开挖坡度为5%，最大处为40cm，根据施工场地条件，考虑周围环境因素，决定对基坑边坡进行土钉墙支护。
1.1土钉培结构及其作用机理
土钉墙是由被加固土体、土钉及钢筋混凝土面层组成，形成一个类似重力式墙的挡土体系，以其自身的强度和刚度承受和抵抗坑壁侧向应力，使开挖坡面稳定。土钉是通过成孔、插筋及注浆来设置的，沿其通长与周围土体接触，依靠接触面的粘结摩擦力与被加固土体形成复合土体，当坡体发现发生变形时，土钉产生被动应力:并通过其受拉作用对坡体进行加固，而复合土体的变形则通过混凝土面层予以约束。
1.2本工程采用土钉墙支护的原因
土钉墙支护具有以下特点:
(l)土钉墙能充分利用被加固土体的自重能力，降低了支护结构的负载;
(2)具结构轻便，柔性大和有良好的延展性的特点;
(3)施工设备简单，对周围环境干扰小;
(4)与土方开挖平行作业，无需单独施工场地，对施工空间狭小，放坡难度大的场地能显示出其独特的优越性;
(5)工程造价低。
2 土钉墙支护设计
采用北京理正深基坑支护软件。(F-SPW4.0)计算，其中土层参数选用(岩土工程勘察报告书)(详勘阶段)中的建设值，考虑到土层的埋藏条件及基坑开挖情况，选择了典型断面进行计算，最终结果如下:
2.1土钉布工:
(l)I一I断面:(基坑西坡、北坡)
土钉水平方向间距1.5m，垂直间距为1.50m，第一排土钉距地表1汉1.50m，共布置4排土钉，以梅花型布设，土钉长度6.0m-9.0m，土钉采用 螺纹钢筋;
(2)Ⅱ一Ⅱ断面:(基坑东坡、南坡)
根据现场条件，基坑东侧距某小学较近，南侧考虑地面临建及材料堆积场地，故在此处土钉长度设计为9.0m-10.0m，其余同I一I断面。
2.2锚孔滋注:采用M15砂浆，土钉钢筋沿其通长方向设置船形中心定位架，保证土钉钢筋居中安装;
2.3砼面层:采用C20细石混凝土，厚度为80MM,内设护 6@200双向钢筋网片，保护层厚度不小于20mm，网片搭接长度大于35d。
3 土钉墙施工技术:
土钉墙施工与土方开挖交叉或平行施工，开挖与支护应分层进行，分层厚度不大于4.5m，主要施工工艺如下:
平整坡面~安装土钉(包括成孔、插钢筋、注浆)~绑扎固定钢筋网一喷射细石混凝土面层并进行养护峥设置坡顶脚散排水措施一验收。
3.1土钉施工:
(l)采用人工平整坡面，基坑边壁采用小型机具或铁锨进行削坡，保证边坡平整并符合设计规定的坡度，然后按照图纸设计要求采用钢尺确定孔位，以木桩或钢杆作为标记，孔位误差小于5cm;
(2)成孔:成孔施工前对基坑附近地下管网情况作了充分了解，成孔采用人工洛阳铲成孔，成孔前對定出的孔位作出编号，成孔过程中做好成孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征，成孔质量，事故处理等，并将取出的土体与初设时所认定的加以对比，有偏差时修改土钉的设计参数，本工程孔径为120mm，孔径误差为-5mm~20mm，成孔深度控制以洛阳铲杆长度为准。孔深允许偏差为-50mm__200mm，成孔倾角为15度，偏差小于±3度，成孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理;
(3)土钉加工与安放:为使土钉居中，在土钉钢筋置入孔中前，在土钉钢筋上每隔2.0m设置一个 8钢筋船形中心定位架，清孔后将土钉钢筋置人孔中;
(4)灌注水泥砂浆:采用M15水泥砂浆，用砂浆搅拌机搅拌均匀后将注浆管插人孔内，采用重力式注浆，直到沙浆饱满，在初凝前需补浆1一2次，为保证土钉质量，向孔内注人浆体的充盈系数必须大于1.0，每次向孔内注浆时，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人的浆体体积，以确定实际注浆量超过孔的体积，同时，注浆用的水泥砂浆的水灰比不宜超过0.4一0.45，浆体应搅拌均匀并立即使用，开始注浆前，中途停顿或作业完毕后须用水冲洗管道。
3.2钢筋矽面层施工:
(l)钢筋网片的安放:钢筋网片可用焊接或绑扎而成，网格允许偏差-10rnn__+10mm，钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或加m，采用搭接焊时焊缝长度不小于钢筋直径的10倍，土钉筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网片连接，其相互间应焊接牢固，钢筋网片在安放时应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度，钢筋网片可用插人土中的钢筋固定，在砼喷射下不出现振动。
(2)混凝土喷射施工:
喷射混凝土配合比应通过试验确定，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45，并应通过外加剂来调节所需工作度和早强时间。喷射砼前，应对工人进行详细的技术交底，并对机械设备，风、水管路和电路进行全面检查及试运转，以保证硅顺利施工。喷射砼时应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.80m一1.50m范围内，射流方向垂直指向受喷面，在钢筋部位应先喷填钢筋后方，然后再喷前方，防止钢筋背后出砚空隙。在继续喷射下部作业时，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之湿润。喷射混凝土终凝后2小时，应采取连续喷水养护5一7天或喷涂养护剂。
3.3对于易塌土体的处理:
为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易塌土体可采用以下措施:
(l)对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或砼待凝结后再进行钻孔;
(2)在作业面上先构筑钢筋网喷射砼面层，而后进行钻孔并设置土钉;
(3)在水平方向上分小段间隔开挖;
(4)先将作业深度上的边壁做成斜坡，待钻孔并设置土钉后再清坡。
3.4对于特殊情况的处理:
(l)该基坑东坡，地下管网埋深在﹣1.5m-2.0m间，第一排土钉无法按原设计施工，故进行了设计，并在施工中对坡顶进行了加固处理，采用中 18螺纹钢拉结坡面，并在坡顶处4m远进行锚固，坡顶浇筑4m宽混凝土带厚度为10cm。
(2)该基坑西侧紧靠新埋设的天然气管道，埋深约1.5m。由于天然气管道埋设回填不够密实，开挖后边壁出现滑塌现象，为保证支护安全及外观质量，首先进行了天然气管道以下部分的施工，上部钢筋网片预留，待下部混凝土有一定强度后，再进行上部施工。施工时，先在边壁采用 18螺纹钢间距0.5m插人下部坡面，内衬胶合板进行挡土，对滑塌边壁进行重新回填，然后将预留钢筋网片与 18螺纹钢焊接牢固，同时在钢筋网片上每隔2m加设一道 18螺纹钢在坡顶3m远处进行拉结固定，最后进行上部面层施工。这样既保证了支护的安全和整体性，从外观上也取得了满意的结果。
3.5排水措施:
土钉支护宜在排除地下水的条件下进行施工，应采取恰当的排水措施，包括地表排水，支护内部排水以及基坑排水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。
(1)基坑四周支护范围内的地表应加以修整，构筑排水沟和水泥砂浆或砼面层，防止地表降水向底下渗透，靠近基坑顶部宽2m一4m的地方适当垫高，并且里高外低，便于径流远离边坡;
(2)为排除积聚在基坑内的渗水和雨水，应在勿茂设置排水沟及集水坑。排水沟离开边壁0.5m~1.0m，排水沟及集水坑用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏，坑中积水应及时抽出。
(3)由于今年雨水较多，且该工程地下水位偏高，故在土钉墙面层施工中，每隔2m设置渗水孔一道，下雨前对未进行支护的坡面采用彩条布筱盖，防止雨水浸泡坡面。
4 土钉墙支护工程的验收
本工程坚持下道工序对上道工序的验收，每根土钉的成孔、拉杆制作及安装、灌注及喷射混凝土在自检合格后，由监理进行中间验收，在工程竣工后，整理所有原始记录和试验结果。
5 施工体会
本工程采用土钉墙支护达到了预期的安全、经济的效果，同时缩短了工期。目前基坑土钉墙支护技术作为建筑业推广的十项新技术之一正在被广泛应用。土钉墙施工可与土方开挖同时进行，无需单独施工场地(但对于分层开挖的深度有要求)，这样可有效的提高工期;同时土钉墙的施工设备简单，对周围的环境干扰小;另一方面，与其它支护相比，采用土钉墙支护可大大的降低成本。因此，土钉墙支护因其具有的特点在目前的建筑施工中具有广阔的发展前景。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关健词:基坑支护; 土钉墙支护;灌注;喷射混凝土
1 工程概况及土钉墙支护工艺简介
某工程基坑开挖深度为7.45m，长度为100m，宽度约为50m，开挖坡度为5%，最大处为40cm，根据施工场地条件，考虑周围环境因素，决定对基坑边坡进行土钉墙支护。
1.1土钉培结构及其作用机理
土钉墙是由被加固土体、土钉及钢筋混凝土面层组成，形成一个类似重力式墙的挡土体系，以其自身的强度和刚度承受和抵抗坑壁侧向应力，使开挖坡面稳定。土钉是通过成孔、插筋及注浆来设置的，沿其通长与周围土体接触，依靠接触面的粘结摩擦力与被加固土体形成复合土体，当坡体发现发生变形时，土钉产生被动应力:并通过其受拉作用对坡体进行加固，而复合土体的变形则通过混凝土面层予以约束。
1.2本工程采用土钉墙支护的原因
土钉墙支护具有以下特点:
(l)土钉墙能充分利用被加固土体的自重能力，降低了支护结构的负载;
(2)具结构轻便，柔性大和有良好的延展性的特点;
(3)施工设备简单，对周围环境干扰小;
(4)与土方开挖平行作业，无需单独施工场地，对施工空间狭小，放坡难度大的场地能显示出其独特的优越性;
(5)工程造价低。
2 土钉墙支护设计
采用北京理正深基坑支护软件。(F-SPW4.0)计算，其中土层参数选用(岩土工程勘察报告书)(详勘阶段)中的建设值，考虑到土层的埋藏条件及基坑开挖情况，选择了典型断面进行计算，最终结果如下:
2.1土钉布工:
(l)I一I断面:(基坑西坡、北坡)
土钉水平方向间距1.5m，垂直间距为1.50m，第一排土钉距地表1汉1.50m，共布置4排土钉，以梅花型布设，土钉长度6.0m-9.0m，土钉采用 螺纹钢筋;
(2)Ⅱ一Ⅱ断面:(基坑东坡、南坡)
根据现场条件，基坑东侧距某小学较近，南侧考虑地面临建及材料堆积场地，故在此处土钉长度设计为9.0m-10.0m，其余同I一I断面。
2.2锚孔滋注:采用M15砂浆，土钉钢筋沿其通长方向设置船形中心定位架，保证土钉钢筋居中安装;
2.3砼面层:采用C20细石混凝土，厚度为80MM,内设护 6@200双向钢筋网片，保护层厚度不小于20mm，网片搭接长度大于35d。
3 土钉墙施工技术:
土钉墙施工与土方开挖交叉或平行施工，开挖与支护应分层进行，分层厚度不大于4.5m，主要施工工艺如下:
平整坡面~安装土钉(包括成孔、插钢筋、注浆)~绑扎固定钢筋网一喷射细石混凝土面层并进行养护峥设置坡顶脚散排水措施一验收。
3.1土钉施工:
(l)采用人工平整坡面，基坑边壁采用小型机具或铁锨进行削坡，保证边坡平整并符合设计规定的坡度，然后按照图纸设计要求采用钢尺确定孔位，以木桩或钢杆作为标记，孔位误差小于5cm;
(2)成孔:成孔施工前对基坑附近地下管网情况作了充分了解，成孔采用人工洛阳铲成孔，成孔前對定出的孔位作出编号，成孔过程中做好成孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征，成孔质量，事故处理等，并将取出的土体与初设时所认定的加以对比，有偏差时修改土钉的设计参数，本工程孔径为120mm，孔径误差为-5mm~20mm，成孔深度控制以洛阳铲杆长度为准。孔深允许偏差为-50mm__200mm，成孔倾角为15度，偏差小于±3度，成孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理;
(3)土钉加工与安放:为使土钉居中，在土钉钢筋置入孔中前，在土钉钢筋上每隔2.0m设置一个 8钢筋船形中心定位架，清孔后将土钉钢筋置人孔中;
(4)灌注水泥砂浆:采用M15水泥砂浆，用砂浆搅拌机搅拌均匀后将注浆管插人孔内，采用重力式注浆，直到沙浆饱满，在初凝前需补浆1一2次，为保证土钉质量，向孔内注人浆体的充盈系数必须大于1.0，每次向孔内注浆时，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人的浆体体积，以确定实际注浆量超过孔的体积，同时，注浆用的水泥砂浆的水灰比不宜超过0.4一0.45，浆体应搅拌均匀并立即使用，开始注浆前，中途停顿或作业完毕后须用水冲洗管道。
3.2钢筋矽面层施工:
(l)钢筋网片的安放:钢筋网片可用焊接或绑扎而成，网格允许偏差-10rnn__+10mm，钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或加m，采用搭接焊时焊缝长度不小于钢筋直径的10倍，土钉筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网片连接，其相互间应焊接牢固，钢筋网片在安放时应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度，钢筋网片可用插人土中的钢筋固定，在砼喷射下不出现振动。
(2)混凝土喷射施工:
喷射混凝土配合比应通过试验确定，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45，并应通过外加剂来调节所需工作度和早强时间。喷射砼前，应对工人进行详细的技术交底，并对机械设备，风、水管路和电路进行全面检查及试运转，以保证硅顺利施工。喷射砼时应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.80m一1.50m范围内，射流方向垂直指向受喷面，在钢筋部位应先喷填钢筋后方，然后再喷前方，防止钢筋背后出砚空隙。在继续喷射下部作业时，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之湿润。喷射混凝土终凝后2小时，应采取连续喷水养护5一7天或喷涂养护剂。
3.3对于易塌土体的处理:
为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易塌土体可采用以下措施:
(l)对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或砼待凝结后再进行钻孔;
(2)在作业面上先构筑钢筋网喷射砼面层，而后进行钻孔并设置土钉;
(3)在水平方向上分小段间隔开挖;
(4)先将作业深度上的边壁做成斜坡，待钻孔并设置土钉后再清坡。
3.4对于特殊情况的处理:
(l)该基坑东坡，地下管网埋深在﹣1.5m-2.0m间，第一排土钉无法按原设计施工，故进行了设计，并在施工中对坡顶进行了加固处理，采用中 18螺纹钢拉结坡面，并在坡顶处4m远进行锚固，坡顶浇筑4m宽混凝土带厚度为10cm。
(2)该基坑西侧紧靠新埋设的天然气管道，埋深约1.5m。由于天然气管道埋设回填不够密实，开挖后边壁出现滑塌现象，为保证支护安全及外观质量，首先进行了天然气管道以下部分的施工，上部钢筋网片预留，待下部混凝土有一定强度后，再进行上部施工。施工时，先在边壁采用 18螺纹钢间距0.5m插人下部坡面，内衬胶合板进行挡土，对滑塌边壁进行重新回填，然后将预留钢筋网片与 18螺纹钢焊接牢固，同时在钢筋网片上每隔2m加设一道 18螺纹钢在坡顶3m远处进行拉结固定，最后进行上部面层施工。这样既保证了支护的安全和整体性，从外观上也取得了满意的结果。
3.5排水措施:
土钉支护宜在排除地下水的条件下进行施工，应采取恰当的排水措施，包括地表排水，支护内部排水以及基坑排水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。
(1)基坑四周支护范围内的地表应加以修整，构筑排水沟和水泥砂浆或砼面层，防止地表降水向底下渗透，靠近基坑顶部宽2m一4m的地方适当垫高，并且里高外低，便于径流远离边坡;
(2)为排除积聚在基坑内的渗水和雨水，应在勿茂设置排水沟及集水坑。排水沟离开边壁0.5m~1.0m，排水沟及集水坑用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏，坑中积水应及时抽出。
(3)由于今年雨水较多，且该工程地下水位偏高，故在土钉墙面层施工中，每隔2m设置渗水孔一道，下雨前对未进行支护的坡面采用彩条布筱盖，防止雨水浸泡坡面。
4 土钉墙支护工程的验收
本工程坚持下道工序对上道工序的验收，每根土钉的成孔、拉杆制作及安装、灌注及喷射混凝土在自检合格后，由监理进行中间验收，在工程竣工后，整理所有原始记录和试验结果。
5 施工体会
本工程采用土钉墙支护达到了预期的安全、经济的效果，同时缩短了工期。目前基坑土钉墙支护技术作为建筑业推广的十项新技术之一正在被广泛应用。土钉墙施工可与土方开挖同时进行，无需单独施工场地(但对于分层开挖的深度有要求)，这样可有效的提高工期;同时土钉墙的施工设备简单，对周围的环境干扰小;另一方面，与其它支护相比，采用土钉墙支护可大大的降低成本。因此，土钉墙支护因其具有的特点在目前的建筑施工中具有广阔的发展前景。
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