土钉墙施工技术在砂垫层地基中的应用分析

王益民 舒雷

摘 要：在砂垫层地基加固处理中，围护工作十分关键，为取得较好效果，有必要引进土钉墙围护技术。首先简单介绍了复合土钉墙技术，然后通过实例，对分层压密注浆和土钉墙技术的结合应用进行了分析。

关键词：复合土钉墙围护；砂垫层；基坑开挖

引 言

地基处理是许多工程的前提工作，换土垫层法较为常用，砂垫层便是其中一种。砂垫层地基取材方便、施工简单，周期短、成本低，在当前颇受青睐。随着高层建筑迅速发展，对其质量提出了更高的要求，砂垫层基坑施工直接关乎上层建筑质量，基坑围护是其关键。这就要求必须具备极高的围护技术，土钉墙围护技术能够维护基坑稳定，而且在施工速度和成本上占据优势。尤其是复合土钉墙的运用，为砂垫层基坑施工提供了技术保证，在推广中还需进一步完善。

1 复合型复合土钉墙技术

作为一种常用的支护结构，土钉墙主要包括土钉和喷锚混凝土面板两大部分，其原理和重力挡土墙相似，通过在基坑边坡中植入土钉或锚杆，起到加固作用，并与周围土体粘结，最终形成墙面形状。如果应用于高水位的粉土、粉质粘土等软土地基，由于土体自立性差，极易出现管涌现象。在不断改进中，普通的复合土钉墙逐渐升级为复合型复合土钉墙，在工程实践中发挥着重要作用。

所谓复合型复合土钉墙，是对普通复合土钉墙的改进，与水泥土搅拌桩相结合的一种围护技术。水泥土搅拌桩可改善土体自立性，从而起到加固边坡之用；还可抑制坑底隆起现象，减少渗流、管涌发生的几率；同时还能有效解决土钉抗拔问题。该技术在粉土、粘性土、砂性土和淤泥质土中都比较适用。

2 实例分析

某工程在施工中要开挖若干水池类构筑物，如废水池、沉淀池等，换填地基时全部选择砂垫层地基，以大板筏基为基础。砂垫层厚5.2m，基底标高-4.65m，筏基基底则标高-0.4m。因设计问题，废水池和沉淀池施工结束后，建设方突然要求在地基中间添设一根排泥管，直径为900mm，埋深-4.0m。这就需要在砂垫层中开挖沟槽，砂垫层使用的是密实度为1.58t/m3的中粗砂，而且知道地下水位为-0.6m。為避免出现坍塌或管涌的情况，选择使用复合型复合土钉墙围护技术。

3 土钉墙施工技术在砂垫层地基中的应用

3.1 定位放线

在加固砂垫层时需进行一定面积的开挖，从而改善土体的抗渗性和自立性。受工程条件限制，废水池和沉淀池距离较近，不适合大型机械作业，意味着水泥土搅拌桩在该工程中并不适合。经考虑，决定采用双液注浆方式。为提高注浆质量，起到更好的加固效果，使用分层压密注浆工艺。并与复合型复合土钉墙技术相结合，土钉长6.8m，沿深度方向布置4排，呈梅花型，每排间隔1.2m。在施工之前，先根据方案找准注浆孔位和基坑的开挖边线，并做上相应的记号。

3.2 钻孔开挖

找准孔位后安排钻机就位，确保地表平整，钻机不会倾斜晃动。使用干钻法成孔，孔径55mm，及时调整钻杆的垂直度。钻到设计深度时，连接钻杆和注浆泵，然后从底部开始注浆，利用液压注浆泵将水泥浆液注入土中。工程选择的是？准50无缝钢管材质的钻杆，钻头顶端封闭，周围开设有注浆小孔，孔径5.5mm。注浆和提升钻杆同步进行，到孔口时将钻头拔出，然后封孔等待浆液凝结固化。养护工作也不应忽略，注浆结束后大约需要25～30d，才能开始复合土钉墙施工。

同样，确定开挖边线后，需待注浆加固体达到一定的强度，才能开挖。按照设计要求，土方工程共分3次开挖。第一次挖至-2m，然后挖至-3m，最后依次开挖到位。开挖和支护工作也应同步进行，以保证开挖的安全。采用分层开挖、分层支护的方式。这两项工作要配合默契，上一层注浆24h后才能开始下一层的开挖工作。开挖过程中需注意，铲头尽量不要和网壁相碰，否则容易破坏其稳定性。

3.3 修 坡

边坡上需要喷射混凝土，所以应对其表面进行整平，确保表面的整洁。严格按照规定标准制作土钉，在钢管四周要开设6mm的注浆小孔，且呈螺旋状，孔与孔之间相隔45mm。注意钢管末端要封闭，管口1.2m范围内不得有小孔存在。另外，土钉的位置、排列角度和间距都要与设计值相符。然后利用空压机带动冲击器将土钉分段焊接打入土中，检查合格后方可开展下一项工作。

3.4 编制钢筋网

将钢筋拉直后，按照设计方案进行绑扎，形成钢筋网。在土钉成孔完成后，端部需要用？准16螺纹联系筋、井字加强筋焊接压在钢筋网上，使得二者牢固结合，形成一个整体。该环节颇为重要，对围护质量影响重大，为保证土钉和钢筋之间的牢固性，采用焊接连接的方式，且焊缝长度要和行业标准相符。钢筋网绑扎的长度，以及搭接处的距离均要控制在允许范围内，务必要保证整个过程的稳定可靠。

3.5 喷射混凝土

在以上工作完成后，可开始混凝土喷射环节。提前按照适当的比例进行调配，确保混凝土质量合格。喷射时需保证一次性喷射厚度至少为100mm，石子粒径最大不得超过12mm，以6～8mm最佳。为达到预期效果，掺加有适量的优质速凝剂，将其掺入量控制在5%以内。另外，在开始喷射之前，需将喷射处的杂质泥土等物彻底清除。同时要搭接良好，不得出现明显的渗漏现象，否则会影响到最终效果。

3.6 土钉注浆

在喷射完混凝土且达到设计强度时便可开始土钉注浆。对于土钉注浆，注浆前将注浆管插入士钉底部，从土钉底部注浆，边注浆边拔管，再到口部压力灌浆。水泥浆按照工程标准进行充分搅拌，并用细筛网过滤，然后通过挤压泵注浆。

土钉注浆通过两方面控制。一是注浆压力控制在0.1MPa；二是单管注浆最拧制在80L左右。为防止土钉端部发生渗水现象，在士钉成孔之后，喷射混凝土施工之前，将士钉周围用粘土及水泥袋填塞捣实，喷射混凝土时先将上头喷射填塞密实，注浆饱满，即可避免出现土钉头渗水现象。

4 基坑监测

在施工过程中，存在着诸多不确定因素，所以要实时监测。信息化控制是现代化施工的一大进步，在获得相关信息数据后，加以处理，并采取相应的措施，更好地指导施工工作。在此以沉淀池的沉降为测量内容进行简单介绍：沿沉淀池池壁上口每隔2m布置1个沉降观测点，池壁林坑面每隔5m布置1个位移观测点。最大沉降值为2.8mm无位移量。开挖前，测得注浆加固体的平均抗压强度为1.78MPa，证明分层压密注浆对砂垫层的加固是成功的，加固后的水泥砂浆块体强度达到了设计强度。

5 结束语

在处理地基时通常需要选择合适的围护方式，以保证基坑开挖的安全。围护方式有很多种，该工程选择的复合型复合土钉墙技术有力地保证了边坡稳定，而分层压密注浆技术则解决了砂垫层的加固问题。二者相结合，不但周期缩短，成本也有所降低。

参考文献

[1]梁春雷，胡功峰，裘碧松.复合土钉墙技术在砂垫层地基基坑围护中的应用[J].中国新技术新产品，2009，24（11）：109～110.

[2]潘育谋.土钉墙支护技术在施工工程中的应用[J].价值工程，2011，22（16）：142～144.