浅析膨胀土地区土钉墙施工技术

石川

中铁二局第六工程有限公司 四川成都 610000

摘要：成都市区东部膨胀土分部广泛，作为基坑开挖的支护形式时，除了要保持土体的原始应力状态和物理性质，注意观察地表和地下水的活动情况，还要缩短土体曝露时间，保证边坡有效封闭，以免水土作用造成危害。

1 前言

随着经济发展，超高、超深建筑不断涌现，基坑深度也在不断增加，促成了深基坑工程施工技术的不断进步，土钉墙支护便是其中之一，其依靠土钉体与土体之间的摩擦力将边坡土体内不稳定区土体的侧压力，通过土钉的水平推力作用传递到稳固区。因材料用量少，施工快，安全可靠，经济优等特点在深基坑围护中得到广泛应用。以下就成都地铁某停车场基坑施工为例，简析膨胀土地质区域土钉墙施工中应注意的问题。

2 项目概况

某停车场基坑咽喉区长度115米，宽度26m～175米，深度18.5米，支护形式为三级放坡结合土钉墙支护。场地土层自上而下依次穿越人工填土层、软土层、膨胀岩土层、泥岩层，其中软土层埋深3.0～3.5米，膨胀岩土层埋深4.0～10.0米，膨胀率41%～91%。

3 施工原则

开挖后膨胀土如长期暴露在空气中，易发生失水收缩，开裂，降低边坡的稳定，减少开挖作业时间、及时封闭边坡，合理引导排水是施工的重要环节。

拟定主要施工原则如下：

（1）分层、分段、限时开挖土方；

（2）合理利用预留被动土，加强工序流转；

（3）边坡开挖后，立即进行初喷封闭土体；

（4）土钉成孔施工时按要求布设泄水孔，保证土体多余水分顺利排出；

（5）合理布设截、排水沟，对水沟进行防水卷材铺设处理，保证排水效果，减少渗漏造成的土体失稳。

4 施工工艺及操作要点

4.1 土钉墙操作要点

（1）开挖边坡

①、需土钉支护的土方应分层分段开挖，每层开挖深度不宜超过2m，每段长度取20m；

②、按作业顺序施工，上层土钉注浆及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方；

③、支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定时间内保持自立并在48小时的时间内完成支护，及时设置土钉及喷射混凝土。

图 土方开挖边坡坡顶修整 图 边坡混凝土初喷

（2）初喷混凝土

①、混凝土的配合比通过实验室确定，不掺速凝剂时，存放时间不得超过2小时，掺速凝剂时，存放时间不得超过20分钟。

②、喷射混凝土时，喷头与受喷面保持垂直，并保持0.6～1.0m的距离，喷射手应控制好水灰比，保证喷射混凝土表面平整，湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。在钢筋部位，应先喷填钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。

③、初混凝土厚度控制在50mm，一般分2到3次喷射。

（3）成孔

①、土钉成孔采用锚杆工程钻机钻孔，钻孔过程中严禁使用水钻，以防周边地质条件恶化；

②、应将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，有偏差时应及时反馈设计单位，由设计单位修改土钉的设计参数，出设计变更通知。

图 土钉成孔 图 土钉墙泄水孔安装

（4）安装泄水孔

①、泄水管采用DN50 PVC管，按纵向间距2.6m，竖向间距2.6m布置；

②、泄水管插入土体长度80cm，外露长度5cm，设置坡度5%；

③、管身按间距100mm，直径8mm设置渗水孔，外包土工布并填充碎石形成滤水层。

（5）注浆

①、土钉压力注浆压力不宜超过1Mpa；

②、遇注浆量偏差较大的孔洞，注意观察周边土体是否有水或水泥浆渗出形成通路，形成边坡渗水点。

（6）复喷混凝土面层

复喷混凝土面层在验收确认钢筋网铺设、连接均符合要求后，进行喷混凝土面层至设计厚度，其工艺要求与喷第一次混凝土的要求相同。

（7）截、排水沟

①、边坡坡顶应及时硬化并向基坑外作放坡处理，最低处设置排水沟并引导至场内主排水沟；

②、坡顶边缘设置120*200mm砖砌挡水线，防止坡顶积水下流；

③、边坡坡脚设置截水沟，沟内和水沟两侧延伸30cm进行丙纶防水铺设处理；

③、截水沟间隔20m设置集水坑一处，放置自动抽水泵一台。

图 集水坑抽水泵 图 边坡坡脚截水沟

图 截水沟丙纶防水铺设处理效果图

4.2 配合措施

（1）基坑降水

基坑周边采用井点降水，保证土方开挖时水位标高要求同时平衡土体水含量。

（2）监测

①、设测点布置在土钉墙坡顶边缘，根据规范要求进行测量；

②、在基坑开挖过程中，每天进行一次观测，雨后第二天加强一次观测，基坑开挖结束达到稳定后，每周观测1次，且随外界条件变化随时做适当调整。

③、每次观测结果详细记录、及时整理分析，绘制有关代表边坡位移、建筑物沉降的时间-位移曲线。同时利用曲線成果预测下一步施工阶段支护系统及临近地下管线变形发展趋势，如发现异常现象，应立即通报决策部门，采取对策与措施。

图 坑边降水井 图 坡顶挡水线、排水沟、监测墩

5 结语

通过开挖作业时间、及时封闭边坡，合理引导排水，最大程度保证土体内含水量平衡，防止水土作用引起的边坡失稳。实践证明，土钉墙技术应用于膨胀土地区基坑支护是行之有效的，其独特的主动加固机制，较完备地保持了土体原有的结构整体性和原有应力状态，从而有效遏制了膨胀土的膨胀潜势，使设计和施工常规化；结合施工监测，对边坡稳定性实施动态信息管理，及时调整，可以使施工管理更加科学和合理。

参考文献：

[1]张月龙.基于膨胀土深基坑支护中土钉墙的应用问题分析与探究[J].城市建设理论研究（电子版），2012（9）.