试论市政工程中深基坑复合土钉支护的施工技术

试论市政工程中深基坑复合土钉支护的施工技术

结合某市政工程深基坑工程，笔者介绍了复合土钉墙支护体系的工程应用，并较为详细的介绍了工程的施工方法，具有较强的现实指导意义。

标签 市政工程；深基坑；复合土钉支护

1 工程概况

某交通枢纽工程,总占地面积2.8万m2,基坑开挖面積1.9万m2，开挖深度为8.1～9.25m。工程东邻长途汽车站；南与地铁线施工段相连；西邻东二环路,；北邻某建筑物。

本工程场地原始地貌为海积滩涂，后经回填成为旧城区，建有多层民宅，自上而下分布的主要土层为：杂填土、海积淤泥、粉质粘土、中粗砂层、残积土和中风化微风化花岗岩等。主要地层分述如下：

1.1 杂填土。分布于整个场地，厚度约为0.7～2.6m，主要由建筑垃圾、砖块、碎石等回填而成。

1.2 海积淤泥。整个场地均有分布，厚度为0.8～2.0m，呈流～软塑状态，属于高压缩性、低强度土。

1.3 粉质粘土。除极少部分外，本场地均分布有粉质粘土，厚度变化较大，为0.5～4m，呈可塑～硬塑状，属中等压缩粘土。

1.4 中粗砾砂。本场地大部分有分布，厚度变化范围为0.7～4.8m，泥质含量约为15％～25％。饱和，呈稍～中密状态，局部为松散。

1.5 残积土。分布于整个场地，厚度变化很大，1～10m，该层属于中等压缩性土，天然状态下工程性能好，但是具有泡水易软化、崩解、强度低等不良特性。

1.6 中风化和微风化花岗岩。该层为工程桩的持力层，压缩性低，力学强度好。边坡壁8.1m范围内

水文地质条件：

场地地下水主要储存、运移在上部填土层、含泥中粗砂的孔隙中以及强、中风化岩的裂隙中。天然条件下，地下水总体上由东向西往海域径流排泄，各主要含水层的水文地质特征如下：

1.6.1 填土含水层。整层松散，透水性较好，主要受生活用水、大气降水的补给。

1.6.2 砂层含水。主要接受外围含水层的侧向补给，受含泥影响其透水性降低。

2 方案的选择

基坑开挖完成后，坑壁土层主要由杂填土、海积淤泥、粉质粘土及部分含泥中粗砂或残积土组成。该土层大部分为松软土层，抗剪强度低，边坡稳定角小。工程又位于老城区，无放坡空间。基坑支护可选择的方案有：（1）连续墙加锚杆背拉结构或加钢筋混凝土内支撑结构；（2）冲、钻孔灌注桩（或人工挖孔桩）与桩间旋喷帷幕墙联合支护加锚杆背拉结构或加钢筋混凝土内支撑结构。由于地下连续墙造价较高，且不考虑采用地下连续墙作为结构外墙部分，不宜采用；另外，由于基坑面积大，且设计采用人工挖孔桩作为桩基，桩孔需要爆破，如果采用钢筋混凝土内支撑，复杂的内支撑体系不仅造价高，工期长，而且会给桩孔爆破带来影响。由于本工程离周边建筑物和构筑物较近，因此本工程采用结合基坑内降水的水泥土止水帷幕加预应力锚杆与土钉墙的联合支护方案即截水-加强性复合土钉墙方案。

3 （止）截水-加强型土钉墙的施工

3.1 （止）截水帷幕施工

成桩采用二次搅拌工艺。当搅拌机下沉到设计深度时，按设计确定的提升速度提升搅拌头，喷浆时一般喷口压力保持在0.4～0.6Mpa，且提升速度与输浆速度同步，以确保额定浆量在桩身范围内均匀分布。搅拌机边喷浆边旋转，达到设计标高时，正好喷完全部水泥浆的60％；第二次喷浆，将搅拌机边搅拌边下沉，达到设计深度时，按第一次提升时的速度重复提升搅拌，达到设计标高时，正好喷完剩下的40％。

3.2 基坑开挖

充分利用基坑支护的时空效应，考虑基坑开挖的空间因素和饱和软弱土层变形的时间因素，按分层、分块、对称、限时开挖和及时支护的科学程序进行基坑开挖。本工程把基坑分为两个区，沿四周边坡10m以内属于分层分段施工作业区，距边坡10m以外属于自由开挖区。在分层分段作业区分层开挖深度，第一开挖深度为0.8m，以后每层开挖深度为1.2m，根据具体情况可以修改；分段长为10～20m，视具体情况而定，在淤泥质土和砂层中分段长度应短些。每两个施工段之间应预留平衡土体。

3.3 土钉墙施工

3.3.1 修整边坡

基坑开挖用施工设备必须能挖出光滑规则的坡面，最大限度减小支护土层扰动，开挖时预留20～30cm土层进行人工进行修整，清除坡面表层的任何松动部分，确保边坡面的平整度，同时避免破坏止水帷幕。

3.3.2 成孔

预应力锚杆和土钉在立面上应间隔布置，土钉可消除预应力锚杆可能产生的拉应力区。预应力锚杆锚头部位的喷射混凝土面层中钢筋网应适当加密，以适应张拉锁定时，在锚头部位的应力集中。从变形控制的角度，立面上预应力锚杆宜布置在支护墙体的中上部。根据本工程具体情况，土孔直径为120mm，土孔采用螺旋钻孔法，成孔速度快，并以洛阳铲配合挖孔。土钉孔应尽可能按梅花状布置。

土钉孔长度误差20mm，角度误差为2°。成孔后立即采用空压机送风清孔，由里向外吹出泥浆及渣土。特别是在止水帷幕体上成孔时，要特别注意不要破坏帷幕体。

3.3.3 置筋

成孔后，将制作好的土钉缓慢放入孔内，一定要送到孔底，确认到位后将土钉抽回一定距离，使外露长度满足喷射混凝土厚度。为确保土钉主筋居于钻孔中心，在主筋上每隔1.5～2m焊接对中托架。

3.3.4 注浆

注浆时采用注浆泵统一成批注浆。素水泥浆的水灰比控制在0.4～0.45之间，水泥采用425号普通硅酸盐水泥，注浆采用软塑料管从孔底注入。首次注浆，注浆压力为0.4～0.6Mpa，终凝一段时间后，进行补浆作业，一般补浆1～2次。对于软弱土层，为了加固土层，提高土钉的承载力，采用二次注浆工艺，第一次注浆压力为0.3～0.4Mpa，待初凝后，进行第二次注浆，注浆压力为0.6～1.0Mpa。

3.3.5 挂网喷射混凝土面层

工作面挖好后，立即人工削坡。喷面削好后，将钢筋钉按一定的网距插入，保持外露10cm，依设计用Ф6的钢筋编织纵横间距为200mm的钢筋网，然后将编扎好的钢筋网挂到钢筋钉上，用铁丝将网钉扎牢，层与层之间的竖筋用对钩连接，竖筋与横筋用扎丝绑扎，网距坡面保持5～8cm的净距离，最后按2m×2m网距安放排水管，排水管为内径30～50mm的竹筒或塑料管。然后用Ф22的加强筋焊在土钉端部，并在面层内形成水平方向的暗梁。在土钉端部沿土钉长度方向两侧焊接短钢筋，并与面层内连接相邻土钉端部的通长加强筋互相焊接。钢筋网与土钉、连系筋与加强筋、加强筋与土钉的节点都要点焊。一切安放好后即喷

射混凝土，最底层钢筋网应插入坑底20cm以上。

混凝土面层厚150mm，强度等级为C30，其配比为水泥:砂:碎石:水＝1:2:2:0.5，碎石的最大粒径不超过15mm，喷射混凝土的压力为0.3～0.4Mpa。采用两次施喷，第一次喷射厚度以不完全覆盖钢筋网为宜，以便第二次施喷时有部分钢筋网与第二层喷射混凝土层连接。第二次施喷在加强筋和土钉头焊接完后进行。

4 结束语

实践证明，本工程中的复合土钉支护工法,对于保证施工质量,有效控制成本,实现社会效益和经济效益的最大化；并通过该工法的应用，总结了深基坑复合土钉支护的施工经验，为今后类似的市政工程的施工积累了宝贵的经验。

参考文献:

[1]YB9258297,建筑基坑工程技术规范[S].

[2]JGJ120299,建筑基坑支护技术规程[S].

[3]成凤兰.浅谈深基坑的支护[J].山西建筑,2008,34(33).