建筑深基坑土钉墙支护施工技术分析

建筑深基坑土钉墙支护施工技术分析

摘要：高层建筑需要更稳定的基础部分做支撑，但我国地质条件复杂，基坑部分容易遇到不稳定土质，因此，深基坑支护技术应运而生。其中，土钉墙技术的应用范围较广，效果好，掌握该项技术能够有效提升深基坑的强度与承载能力。基于此，本文对深基坑土钉墙支护施工技术进行了分析，首先介绍了应用该技术的优势，再对详细的施工工艺进行研究，希望能为相关工作人员提供参考。

关键词：建筑工程；深基坑支护；土钉墙技术

1、引言

建筑工程中深基坑施工环境复杂，容易受到复杂地质条件的影响。土钉支护是深基坑常用的施工技术，能有效地提高深基坑的稳定性和安全性。因此，迫切需要对土钉支护技术在建筑工程深基坑支护中的应用进行深入研究。

2、土钉墙深基坑支护技术优势

土钉墙技术具有一系列的优点，这也是土钉墙技术在深基坑支护工程施工过程中被广泛应用的原因。主要优势包括：第一，土钉墙造价较低。与其他深基坑支护技术相比，土钉墙施工过程中，材料用量和工程量较少。第二，土钉墙施工方便。土钉墙的主要作用是对深基坑边坡进行加固，同时在边坡基坑表面布设钢网，并喷撒混凝土面层。同时土钉墙的施工一般是随着土方开挖分层、分段进行的，所以可以与土方开挖同步施工，不需要单独占用施工工期。第三，场地要求较低。土钉墙的施工对场地没有太高的要求。同时，其支撑结构在正常情况下可靠近现有建筑挖掘，无需单独占用空间。第四，土钉墙性能优越。随着科学技术的进步，建筑业对土钉墙技术有了很大的改进和优化，并逐渐成熟和完善，在深基坑支护中，土钉墙具有延性好、抗震能力强、柔性大等优点，能增强建筑物的抗震能力，保证后期建筑物的安全[1]。

3、建筑深基坑土钉墙支护施工工艺

3.1 工程概况

湖南某项目基坑支护施工采用复合土钉墙方式，构建稳定可靠的支护体系。复合土钉墙施工中，土钉材料选用长度为6m的φ48mm钢管，按照1.5m的间距依次设置到位，倾角控制在10°；采用φ6mm@250mm×250mm钢筋网，单层双向，以焊接的方式稳定连接加强筋与土钉，钉墙面层以喷射混凝土的方式施工成型，强度等级C20，厚度80mm。

3.2总体施工方案（复合土钉墙+挂网喷浆）

土钉水平间距1.50m，分为两层布设，总体呈梅花型布置。

1.土钉定位：以设计图纸要求为准，用钢卷尺进行土钉定位，尽可能提高精度，孔距允许偏差为10mm。

2.土钉成孔：在前述定位的基础上用冲击器成孔。

3.土钉安装：材料选用的是壁厚为3.0mm的φ48mm焊接钢管，每隔0.5m对称钻孔，安装孔斜10°。

4.钢管注浆：材料选用M20水泥浆，拌制时严格控制水灰比，以1：0.55为宜。

5.挂网：双向单层φ6mm@250mm×250mm钢筋网，在设置好φ14mm加强筋后，以焊接的方法使其与土钉稳定连接于一体。

6.坡体排水：φ50mmPVC排水管@2000mm×2000mm，构成高效畅通的排水管路。

7.喷浆：C20细石混凝土，厚度为80mm。

3.3钢管锚杆施工

基本流程及具体要点如下：

1.钢管土钉的制作：对称钻1组孔（孔径控制在5～8mm），每组错开90°；在钢管上按照1m的间隔依次焊接一对倒刺状钢管土钉。

2.钻机钻孔：测放孔位，由专员操作钻机并精准钻孔；加强防护，尽可能减小对土层的扰动性影响，以免造成土层失稳现象。

3.注浆：选用水灰比不小于1：0.55的M20水泥浆，管材采用的是镀锌管，为顺利出浆，控制管端与孔底保持150mm的距离。分两个阶段有序注浆，各自在注浆压力方面有所差别，一次注浆为0.3～0.4MPa，二次注浆时适当加大注浆压力，不小于1.0MPa。

4.特殊条件下的安全防护：施工现场地质条件欠佳或有降雨天气时，先喷一层浆，用此部分浆液有效防护土体，使其具有稳定性，然后施工锚杆[2]。

施工过程中需加强土钉施工质量检测，具体做好以下几点内容：

1）土钉检测数量至少达到总量的1%，同时需满足同一土层至少检测3根的要求，以保证检测结果具有代表性。

2）土钉抗拔承载力是重点检测指标，要求该值不小于轴向拉力标准值的1.3倍，具体需经过试拔试验后确定轴向拉力标准值，此处暂时取每米10kN。

3）在制作土钉墙面层混凝土试块时，要求每500㎡试验1组或更多，每组数量至少达到3个。

4）注重对喷射混凝土厚度的检测，根据实测结果确定平均值，要求其不小于设计值，还必须满足最小厚度不小于设计值的80%的要求。

3.4铺设钢筋网

钢筋网的铺设要点如下：

1.铺设前做好准备工作，检查钢筋网，若附着杂物则清理干净；调直挂网的钢筋，待土钉稳定打设到位后方可挂网。

2.用φ14mm加强筋与土钉焊接，保证连接的稳定性。

3.分层、分段有序铺设钢筋网，以绑扎的方法处理相邻钢筋网的连接部位。为保证稳定性，绑扎的搭接长度至少达到300mm。钢筋网与岩面的间隙以30mm为宜。此外，将铺设在边壁上的钢筋网适当延伸至地表面[3]。

4.钢筋网必须具有足够的稳定性，为此将其与锚杆或其他装置稳定连接，以免在喷锚施工中发生晃动。

3.5喷射护壁混凝土

（1）材料的选取

42.5级复合硅酸盐水泥；坚硬、洁净的粗砂，含水量5%～7%；坚硬洁净的卵石、碎石，最大粒径不大于10mm；掺入适量的外加剂，以提高混凝土的性能，其用量经试验后确定，通常以水泥的3%为宜（按重量计），必要时适当增减；拌和用水不可采用pH值在4以内的酸性水，亦不可采用污水，否则均会影响混凝土的性能。

（2）施工机具的配套

干法喷射混凝土机运行稳定可靠，输料均匀；空压机风量不小于9m3/h；强制式搅拌机由专业人员操作，用于拌制满足施工需求的混凝土；料管可承受超过0.8MPa的压力；供水设施，喷头水压力0.15～0.2MPa。

（3）喷射混凝土的准备工作

1）严格控制各类原材料的用量，满足配合比要求；混凝土强度等级C20；水灰比0.40～0.45；水泥与砂、细石重量比为1.0：2.0：0.5。

2）充分搅拌，使原材料均匀混合，色泽均一，在未掺入速凝剂的前提下存放时间不宜超过1h，若掺入该材料则进一步缩短存放时间，不超过20min，并且做到随拌随用。

3）拆除存在于作业面上的障碍物、清理坡脚堆积物；合理规划施工机具，使其精准就位；用高压风水冲洗受喷面，使该部位保持洁净；部分岩层遇水易潮解或发生泥化，为此不宜采用高压水枪冲洗的方法，宜用高压风清扫岩面。

4）根据要求，将控制喷射混凝土厚度的标志埋设到位，并使其保持稳定。

5）配套足够的照明设施，加强通风，营造良好的施工环境；将电线线路、输料管路等配置到位，详细检查以确保无误。

6）部分受喷面可能存在水滴、淋水的现象，为减小外部水对喷射混凝土施工的影响，宜埋设导水管，高效排水。

（4）喷锚

1）分层、分段有序喷射施工，并统一按照自下而上的顺序进行。分层喷射时，待前一层混凝土达到终凝状态后方可喷射后一层，若由于工序安排不当或其他原因而在前一层终凝1h后再喷射施工，则用风水清洗喷层表面，此后方可继续喷射。喷射时，先送风、再开机、最后给料。

2）喷头处的压力为0.1MPa，有效控制喷头的位置，与受喷面呈垂直的位置关系并且间距保持在0.6～1.0m。

3）作业面经过修整后，以实际情况为准判断是否需要初喷混凝土，若有必要则初喷，用于稳定松散土以免其坍塌。初喷时厚度控制在4cm。

4）钢筋网铺设到位后，若无误则进入复喷环节。若在混凝土终凝1h后再喷射施工，则用风水喷洗受喷面，在此基础上方可喷射。喷射混凝土接茬，形成斜交搭接的关系，为保证搭接的稳定性，要求搭接的长度超过喷射厚度的2倍。部分区域有超挖或小范围塌方时，以喷射混凝土的方法应对，同时增添适量的短摩擦土钉和钢筋网。

5）喷射混凝土施工时严格控制回弹率，边墙的混凝土不超过15%，拱部不超过25%，否则需降低风压。

6）喷射混凝土结束且终凝2h后进入养护环节，时间至少为7d，过程中适当洒水，使混凝土在温湿度均合理的条件下有效成型。

4、结束语

土钉墙施工技术的应用具有明显的优势。单位场地所占面积相对较小，施工进度较快，有利于缩短工期。在具体的施工中，土钉墙的施工位置必须严格控制，提高土钉墙支护的设计水平，加强对钻孔、钢网铺设、混凝土浇筑等工序的控制，从而保证建筑工程深基坑施工质量。

参考文献

[1] 段旭朝.土钉墙支护技术在市政深基坑中的应用[J].交通世界,2018(34)：108-109+111.

[2] 张昀婷．关于高层建筑深基坑支护土钉墙技术的探讨[J]．江西建材，2017(8)：101-102．

[3] 庄志勇.深基坑支护施工技术探讨[J].江西建材，2020（12）：241-242.