房建工程深基坑土钉墙支护施工技术及质量管理探讨

梁雁鸣（中铁十四局集团有限公司，山东 济南 264300）

现阶段，建筑物地下空间的开发已经成为一种趋势，为此基坑支护成了房屋建筑工程中至关重要的一环。房屋建筑支护施工质量关系到整个工程的安全性和可靠性，因此在施工中需要根据工程需求做好对施工质量的严格管控。现有的房屋建筑支护种类较多，不同类型工程对于支护的技术要求也有所不同。因此，下述将以张桥、齐庄城中村安置房改造建设项目为例，对深基坑土钉墙支护施工技术展开研究。

1 房建工程概况

1.1 概况

拟建场区位于济南市长清区，通发大道以北约1km，凤凰山路以西。本工程拟建物为张桥北区1#～6#楼及地下车库，基坑概况见表1。

表1 基坑基本情况/m

1.2 周边环境

1.2.1 周边道路及已有建筑情况

本基坑工程拟建场地曾为耕地，地形较为平坦。基坑位于张桥、齐庄城中村改造项目安置房建设项目北区。

（1）基坑北侧为规划办公区，并设置临时道路，基坑基础边界线距离临时道路最近约8m（道路宽约6m），距规划办公区最近约14m，距现有围墙最近约47m。

（2）基坑西侧布设施工道路，基坑基础边界线距离施工道路最近7.9m（道路宽约10m），距离已有围墙最近20.3m。

（3）基坑南侧为另一基坑（张桥、齐庄项目南区基坑，约190m×160m），基坑已开挖到底，布设施工道路，基坑基础边界线距离施工道路最近2.8m（道路宽约6m）。

（4）基坑东侧为另一基坑（北汝地块基坑，约71m×182m），正在施工开挖初期（开挖深度约2m～3m），后期两个基坑将连通，故此侧不在本次基坑支护设计范围内。

1.2.2 周边管线埋藏情况

根据相关单位提供资料及现场调查，基坑周边无明显管线设施。

1.2.3 本项目重难点

根据勘察报告，基坑侧壁及基底为黄土状粉质黏土层，为非自重湿陷性黄土，地基按Ⅱ级（轻微）非自重湿陷性地基考虑，基坑开挖及使用时，应加强对坡顶、侧壁及基地地表水、施工用水的排放控制，做好防渗措施。

拟建建筑物地基处理采用坑内强夯形式，达到处理效果后进行下一步的地基处理。强夯施工所产生的振动对已完成的支护结构产生有害影响时，应设置监测点，并采用挖隔振沟等隔振或防振措施，基坑坡底线距离基础外边线不小于3m，用于减弱强夯施工对基坑支护体系的不利影响。

2 房建工程深基坑土钉墙支护施工技术

在开展深基坑土钉支护施工前，明确这一施工工艺的具体流程，如图1所示。

图1 深基坑土钉墙支护施工流程图

按照图1流程对深基坑开展土钉墙支护施工。

2.1 土钉制作和注浆

根据该工程项目需要，为确保土钉能够顺利送入到土体当中，并使钢筋材料能够准确置于水泥浆体中间，需要在每隔1.5m～2.0m 的位置上设置一个定位支架[1]。在完成土钉制作后，在钢筋网编网施工前，还需要进行注浆施工。水泥砂浆采用机械搅拌形式，一般不能少于2min，搅拌均匀[2]。水泥砂浆的用量要适当增加，每次混合后的水泥浆料要在第一次凝结之前全部用掉，时间一般不超过2h。在注浆之前，必须对钻孔深度、孔径等基本参数进行认真核对，通过验收后，再将土钉插入，并进行灌浆。对于以钢筋为主体的土钉，采用重力灌浆技术，由于孔洞有倾角，泥浆可以依靠自身的重力来填充，当孔口快要溢出时，就可以将其拔出，并在拔出过程中将浆料送入。重力灌浆速度不宜过快，以避免喷浆和残余气体产生[3]。当使用钢管进行灌浆时，压力必须大于0.6MPa。若注浆时间过长或不能注满，则应首先查明原因，确定不存在明显的问题，然后采用间歇注浆法，在初期注浆初凝后进行注浆。

2.2 钢筋网编网施工

选用直径为5.5mm 的钢筋材料，将其制备成@220mm×220mm 或@250mm×250mm 的钢筋网结构，再利用直径为5.5mm 的“U”型卡进行固定。将所有钢筋网片均与上半部分搭接，并为后续操作预留接茬[4]。要求搭接长度不得小于300mm，接头位置上的弯钩长度应超过55mm，钢筋网片需要采用十字花绑扎的形式，对于横向接头需要进行钢筋平接处理，其长度不得小于25d[5]。图2为十字花绑扎顺序图。

图2 十字花绑扎顺序图

按照图2中的顺序完成十字花绑扎，在同一水平面上，连接件的长度不能超过本体的50%。在铺钢丝网时，应与坡面保持一定的距离，并用石块轻轻垫高，保证喷出的混凝土厚度超过30mm。在斜坡上部，由卷曲的钢筋编织而成@250mm×250mm 的网状结构，其长度与卷边长度一样，连接部位是平坦的（非弯曲），并以不小于35d的交叉花捆法进行绑扎。

2.3 混凝土面板砂浆喷护

为了达到分层分段施工的目标，需要在施工中确保土方开挖和锚喷施工的协调，并根据施工现场的土钉要求，确定相应的开挖深度，并在土钉的基础上挖出0.5m，严格按照设计的坡度进行施工，严禁超挖，并且在水平方向上不能超过20m，这样才能保证边坡的稳定[7]。

在喷射混凝土面板施工时，混凝土的厚度必须做好记号。在施工中进行隐蔽检查，并在各项检查内容均合格的情况下，浇筑混凝土。混凝土配制时，必须严格按试验要求和测试后的结果进行配制[8]。一般情况下，混凝土中水泥、砂子、石子的配比为1∶2∶2.5，混凝土的坍落度为20mm。喷入混凝土时，喷枪与斜坡的间距应在550mm～1200mm 之间，以垂直坡面的角度作为基础，按自上而下的顺序施工。在距离底部250mm 的斜坡上，可以不喷洒混凝土，这样可以更好地将钢筋与下一层的钢筋连接起来。在坡面施工时需要与土方施工组进行沟通与配合，在开挖期间及时进行边坡修复，确保坡面平整。在开挖时，若发现斜坡有失稳时，可适当减少一次开挖深度及长度，并在斜坡上采用挂网喷浆，然后进行土钉墙施工，以确保斜坡的稳定。同时，在土方开挖期间，及时进行人工修边，以保证坡面平整，一般允许误差不超过20mm。

3 实例分析

3.1 施工准备

根据本工程的施工特点，合理配备施工机具，具体拟进场施工机具计划见表2。

表2 施工机具计划

根据本支护工程设计，拟进场主要材料计划见表3。

表3 拟进场主要材料计划

3.2 土钉墙支护设计

本工程基坑支护采取土钉墙支护形式，共划分为两个支护剖面：1-1 剖面（A-B-C-D-E-F 段、G-H-I段）；2-2剖面（F-G支护段）。支护结构构造如下：

（1）1-1 剖面（见图3）：基坑挖深约4.54m～5.05m，按1∶0.4 的比例进行放坡设计，整体按照土钉墙支护设计，设置二道土钉，见表4。

图3 1-1剖面图

表4 1-1剖面二道土钉设计

（2）2-2剖面（见图4）：基坑挖深约6.0m，按1∶0.3的比例进行放坡设计，整体按照土钉墙支护设计，设置三道土钉，见表5。

图4 2-2剖面图

表5 2-2剖面二道土钉设计

沿基坑侧壁设置土钉，土钉与水平向夹角为15°，土钉杆体采用1E18 钢筋制作，每2m 设置一组对中支架。锚孔采用常压注入水泥浆，水泥浆强度不低于M20，水灰比为0.5。

在距基坑开挖线1.8m 处用长度1m 的E18 钢筋垂直打入地面，间距2m，并与1E18 通长挂网钢筋连接。喷射混凝土强度等级不低于C20。

3.3 施工质量管理控制及验收

按照表6内容，设计施工中的质量管理要点。

表6 施工质量管理控制要点

除上述提出的质量控制要点，还应从下述几个方面进行工程施工质量的管理：①严格按照施工规程实施，保持面层足够的养护时间，并在24h 内完成下层开挖；②按图纸制作土钉杆身，用“L”型土钉弯钩，钢筋焊5d，单侧焊10d，在钢筋插入时，应仔细检查钢筋的深度，若不能达到规定的深度，应采取挖土的方式将灌浆管道固定在钻孔底部500mm 处；③使用的混凝土必须严格按照设计要求进行，并在喷涂时留出厚度标识。在将泥浆注入孔洞之前，必须将其清理干净；灌浆时，必须将灌浆管插入孔底；注浆后若中间有30min 的停顿，则要用清水或稀泥浆对管道进行润滑，以防止管道堵塞；在一次灌浆后2h 内进行二次、三次灌浆，直到灌浆完全，然后封闭洞口；钢筋网与斜坡之间的空隙应该大于20mm；④在注浆时，必须严格控制充填系数大于1；⑤采用钢筋与土钉进行焊接，并注意控制接头长度不超过200mm。在此基础上，检验支护后结构的承载力是否符合要求，其结果如图5所示。

4 结语

（1）根据表6 施工质量管理控制要点可知，所有质量验收项目的实测偏差均在允许偏差范围内，说明该施工技术在应用后，其工程质量达标。

（2）根据图5 支护结构承载力检测结果可知，所有测点的抗拔承载力均＞600kN，符合深基坑工程质量验收需求。

图5 支护结构抗拔承载力检测