土钉深基坑支护技术

宋延芬,巨春霞

1.河南省济源市建设工程标准定额管理站,河南济源 454600

2.河南省济源市规划市政管理局,河南济源 454600

土钉深基坑支护技术

宋延芬1,巨春霞2

1.河南省济源市建设工程标准定额管理站,河南济源 454600

2.河南省济源市规划市政管理局,河南济源 454600

土钉支护技术是用于土体开挖和稳定边坡的一种挡土结构，它是由被加固土体、放置在土中的土钉体及附着于坡面的混凝土板组成。通过在土体内设置一定长度和密度的土钉，使土钉与土共同作用，土钉依靠于土界面的粘结力、摩阻力和周围土体形成复合体，土钉在土体发生变形条件下被动受力，通过其受拉作用对土体进行加固，而土钉间土体的变形则由混凝土面板约束。这样不仅有效提高了土体的整体刚度，又弥补了土体抗剪、抗拉强度低的弱点，形成一种主动制约机制的支护结构，显著提高了土体的整体稳定性。该支护具有结构轻型，施工方便，造价相对较低的特点，同时在土钉支护的施工过程中对周围环境影响小，是一种经济安全的深基坑边坡支护方法。

土钉；深基坑；支护技术

土钉支护技术是用于土体开挖和稳定边坡的一种挡土结构，它是由被加固土体、放置在土中的土钉体及附着于坡面的混凝土板组成。通过在土体内设置一定长度和密度的土钉，使土钉与土共同作用，土钉依靠于土界面的粘结力、摩阻力和周围土体形成复合体，土钉在土体发生变形条件下被动受力，通过其受拉作用对土体进行加固，而土钉间土体的变形则由混凝土面板约束。这样不仅有效提高了土体的整体刚度，又弥补了土体抗剪、抗拉强度低的弱点，形成一种主动制约机制的支护结构，显著提高了土体的整体稳定性。该支护具有结构轻型，施工方便，造价相对较低的特点，同时在土钉支护的施工过程中对周围环境影响小，是一种经济安全的深基坑边坡支护方法。在河南省济源市中水回用工程的清水池基坑开挖支护中即采用此种方法，取得了较好的效果。

河南省济源市中水回用工程的清水池位于河南省济源市污水处理厂一期东邻，基坑下口长51.5m，宽19.1m，上口长58.5m，宽26.1m，基坑深度7.5m。

1 场地地质条件

基层场地土层分析：1）杂填土层，平均厚度1.78m，褐黄色，土质不均匀，局部夹薄层粉质粘土或粉砂；2）粉细砂，平均厚度1.64m，主要成份为石英、长石，局部为中砂，偶含砾石；3）粉质粘土，平均厚度2.63m，灰黄色以软塑状为主，局部可塑或流塑，偶含蜗牛壳，局部粉粒含量较高；4）粉土，平均厚度0.97m，灰黄色，含较多小粒钙质结核，局部夹薄层砂土；5）粉质粘土，平均厚度4.14m，灰黄色，可塑，偶含钙质结核。地下水埋深4.5m，基坑降水后埋深10m。

2 基坑周围环境

基坑东面5m为围墙，北面距在建变配电间、送水泵房仅2m，西面距5m为施工通道，要通行重型混凝土罐车，南面为拟建转盘式微过滤器池、紫外线消毒池。

3 支护方案

基坑北侧的变配电间、送水泵房距清水池开挖边线2m，且变配电间独立柱基埋深仅1.5m，西侧为重型施工车辆通道，东南侧场地狭小，不具备放坡条件，根据工程地质、水文地质条件及地区实践，经专家评审，采用土钉支护方案。

3.1 土钉

土钉上下4排，土钉间距1.5m×1.4m，土钉长度10.5m，土钉配筋Φ22的螺纹钢，孔径100mm.

3.2 钢筋网

钢筋网按直径6mm，间距200，纵横布置，纵向钢筋一直拉到地面至坑边1.5 m范围内，用12钢筋砸入地面下固定纵向钢筋，网筋之间用扎丝扎牢，挂于基坑上。

3.3 土钉加强筋

将土钉端部伸出孔口的一端弯折，用Φ12的圆钢焊接。

3.4 喷锚混凝土

厚度为100mm。

3.5 翻顶

混凝土面层应向上翻过边坡顶1.2 m，并高出地面50mm～100mm。

4 土方开挖的要求

基坑土方开挖应分层开挖，每层开挖深度不大于2m，长度不大于20 m，最大限度地减少对支护土层的扰动，严禁边壁出现超挖或边壁土体松动，坡面经机械开挖后采用小型机械或钢钎进行清破，以使坡度及坡面平整度达到要求。

5 支护施工

土钉施工工艺流程：挖土→修坡→土钉定位→成孔→制安土钉→配制、灌注砂浆→绑扎钢筋网片→焊接加强筋及井字钢筋→配制混凝土→喷射混凝土→下层开挖。

土钉支护按设计要求自上而下分段分层进行，逐层逐段开挖，逐层支护。土方每层的开挖深度需与土钉布置深度相适应（一般为土钉布置深度下0.5m），开挖坡面后加紧支护施工，一层喷锚支护施工结束，切忌立即向下开挖，应养护1～2d才能向下开挖。

土钉成孔100mm，孔距纵向1.5m，横向1.4m，土钉成孔采用洛阳铲，倾角1°。成孔后及时将土钉送入土中。推送土钉前，应对孔进行检查，若发现有碎土、杂物及泥浆及时清理，推送过程中切勿转动土钉，防止土钉插入孔壁土体。

注浆采用孔底注浆法。在距孔口200mm～300mm处设一止浆塞，通过止浆塞上将注浆管插入到孔底250mm～500mm处，边注浆边向孔口方向拔管，直至注满或排气管停止排气为止。放松止浆塞，将注浆管与排气管拔出，用水泥浆填充孔口。注浆材料选用32.5水泥，水灰比0.450.5，注浆压力保持在0.4～0.6。

绑扎钢筋网，钢筋按直径6间距200mm纵横布置，钢筋网片绑扎而成，铺设钢筋网时每边搭接长度不小于200mm。网于网之间用12钢筋（长500mm，间距200mm梅花状布置）钉牢，土钉钢筋通过井字加强筋直接焊接在钢筋网上。钢筋网与坡面之间要留一定的间隙（一般为30mm）。

喷射混凝土的配合比通过试验确定，粗骨料粒径不大于12mm，喷射顺序应自下而上，喷射时应控制用水量，使喷射面层无干斑或流移现象。

为保证喷射混凝土厚度均匀，在边壁上隔一定距离打入垂直短钢筋作为厚度标志，喷射混凝土时，喷枪应与受喷面垂直，与受喷面间隔保持在1m～1.2m为宜，防止因间隔过大而影响受喷面混凝土的密实度，间隔过小而造成过多的骨料反弹而丧失。喷射机的工作风压为0.12～014MPa，喷嘴处的水压为0.15MPa，确保锚喷厚度100mm。

喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间宜为3～7d。

6 排水设施的设置

水是土钉支护结构最为敏感的问题。在施工前即已作好基坑降排水工作，沿基坑周围设六眼降水井，并将喷射混凝土面层延伸到基坑周围地表，构成喷射混凝土护顶，防止近处的地表水向下渗透，同时沿基坑边地面加高，防止地表水流入基坑内。在基坑底部射排水沟，将流到排水沟里的水通过集水井排到基坑外。

7 基坑监测

在基坑支护过程中，建立了监测系统，进行全过程跟踪监控，每隔5m布设一个仪器检测点。施工监测内容包括水平位移监测、沉降观测、基坑隆起观测、外观巡视和裂缝观测。

监测结果表明，北侧送水泵房未出现沉降、变配电间沉降仅10mm，西侧通道未出现裂缝及坍塌现象，说明支护设计方案和施工方法是安全可靠的。

TV99

A

1674-6708（2010）24-0178-02