土钉墙支护施工技术

1土钉墙支护施工技术(泰兴市天润建筑安装有限公司鲁明225400)摘要：西安天心苑高层住宅楼及地下车库工程，由于施工场地狭小、工期要求紧、基坑深，无安全放坡场地，所以采用土钉墙支护。在施工中严格按照规范要求施工，取得了较好的效果，同时降低了工程成本。关键词：基坑支护；土钉；成孔；注浆；喷射混凝土1、工程概况及土钉墙支护工艺简介西安天心苑高层住宅楼及地下车库工程位于西安市北郊风城二路27号，地下一层，地上二十四层，建筑面积26591m2，无基坑放坡场地，施工场地狭小。该工程西侧距离围墙边只有一米，围墙外面是荣氏果汁工厂库区，靠围墙处堆放着大量产品，其荷载每平方米达2T多，而基坑开挖深度达6.3m。坡度倾角近80°；而东侧距离马路只有2m。所以决定对东侧和西侧基坑边坡进行土钉墙支护。（1）土钉墙结构及其作用原理土钉墙是由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层和必要的防水系统组成，形成一个类似重力式墙的挡土体系，以其自身的强度和刚度承受和抵抗坑壁侧向压力，使开挖坡面稳定。土钉是一种原位土加筋加固技术，土钉体的设置过程较大限度地减少了对土体的扰动；从施工角度看，土钉是随着从上到下的土方开挖过程，逐层将土钉设置于土体中，可以与土方开挖同步施工。土钉是用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。通常是先在土中钻孔、置人变形钢筋（或带肋钢筋、钢管、角钢等），然后沿孔全长注浆。土钉亦可采用直接击入的方法置入土中。沿其通长与周围土体接触，依靠接触面的粘结摩擦力与被加固土体形成复合土体，当坡体发2生变形时，土钉产生被动应力，并通过其受拉作用对坡体进行加固，而复合体的变形则通过混凝土面层予以约束。（2）对工程采用土钉墙支护的原因：○1土钉墙能充分利用被加固土体的自重能力，降低了支护结构的负荷；○2具有结构轻便，柔性大和有良好的延展性的特点；○3与土方开挖平行作业，无需单独施工场地，对施工空间狭小，放坡难度大的场地能显示出其独特的优越性；○4施工设备简单，易操作，对周围环境干扰小；○5工程造价低，施工迅捷。2、土钉墙支护设计采用基坑支护软件计算，其中土层参数选用《岩土工程勘察报告》中的建设值，考虑到土层的埋藏条件及基坑开挖情况，选择典型断面进行计算，最终结果如下：（1）土钉布置1-1断面（基坑东坡、西坡）土钉墙支护结构中第一排土钉的位置按自然地面以下0.8m进行设计，施工中应使其位于围墙墙基础底面以下20cm，土钉水平方向间距0.75m和1.50m两种，垂直间距根据土层结构为0.5～1.00m不等；以梅花形分布，土钉长度2.0～7.5m，土钉采用Φ12、Φ20螺纹钢筋。（2）锚孔灌注：采用M15砂浆，土钉钢筋沿其通长方向设置中心定位卡，保证土钉钢筋居中安装。3（3）混凝土面层：采用C20细石混凝土，厚度10cm，内设φ6.5﹫200双向钢筋网片，保护层厚度δ=20mm，网片钢筋搭接长度不小于35d。设计土钉的护顶翻边宽度为1000mm，如果场地限制不足，应翻至围墙跟部。加强钢筋¦µ18＠1500钢筋网片φ6.5＠200图一土钉立面图基底标高-6.300节点节点节点节点节点节点土钉＝7500,＝130,钢筋Φ20,α＝10?土钉＝7500,＝130,钢筋Φ20,α＝10?土钉＝7500,＝130,钢筋Φ20,α＝10?土钉＝7500,＝130,钢筋Φ20,α＝10?土钉＝7500,＝130,钢筋Φ20,α＝10?土钉＝4500,＝130,钢筋Φ12,α＝10?土钉＝2000,＝130,钢筋Φ12,α＝10?节点图二土钉剖面图4图三节点绑条20×100混凝土面板()土钉主筋3、土钉墙施工工艺土钉墙施工与土方开挖交叉或平行施工，开挖与支护应分层分段进行，分层开挖深度低于拟施工土钉标高下0.5m土层，分段宽度一般为15～25m。在完成上一层作业面土钉与喷射混凝土面层达到设计强度的70%以前，不得进行下一层土层的开挖。主要施工工艺如下：基坑开挖、平整坡面→设置土钉（包括钻孔、插入土钉钢筋、灌浆）→绑扎、固定钢筋网片→喷射细石混凝土面层、并进行养护→设置排水设施→验收。（1）土钉施工：○1坡面经机械开挖后采用小型机具或铁锹进行人工切削坡面，保证边坡平整，并符合设计规定的坡度，然后按要求采用钢尺确定孔位，以木桩作为标记，孔位误差小于±5cm。○2钻孔：钻孔施工前对基坑附近地下管网情况作了充分了解，根据本工程场地土质和环境，粘土层成孔采用人工洛阳铲钻孔。钻孔前，根据设计要求对定出的孔位做出标记和编号，成孔过程5中由专人做好钻孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、事故处理等，并将取出的土体与初设时所认定的加以对比，有偏差时修改土钉的设计参数。本工程孔径为130mm，孔径误差为±5mm，成孔倾角为10°，偏差小于±1°，成孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。○3插入土钉钢筋：为使土钉居中，以保证钢筋处于孔位中心且注浆后其保护层厚度不小于25mm，在土钉钢筋置入孔中前，每隔2.0m设置一个φ6.5钢筋定位卡，清孔后将土钉钢筋置入孔中。若孔中出现局部渗水，或掉落砂土立即处理。130φ6.5定位卡土钉主筋图四土钉定位卡○4注浆：注浆前要验收土钉钢筋安装质量是否达到设计要求。本工程采用P.032.5R水泥浆灌注，水灰比0.5，用砂浆搅拌机均匀后将注浆管插入孔内，距孔底250～500mm处，并在孔口部位注浆管上相应位置设置标记，便于检查。采用重力式注浆，直到砂浆饱满，在初凝前需补浆1～2次。为保证土钉质量，向孔内注入注浆体的充盈系数必须大于1.0，每次向孔内注浆时，预先计算所需的浆体的体积并根据注浆泵的冲程数求出实际向孔内注入的浆体体积，浆体应搅拌6均匀，随拌随用，在初凝前用完。开始注浆前，中途停止超过30min或作业完毕后须用水冲洗注泵及其管路。（2）钢筋混凝土面层施工○1钢筋网片的安装：钢筋网片可用焊接可绑扎而成，网格允许偏差±10mm，钢筋网片每边的搭接长度应不小于一个网格边长或20cm，采用搭接焊时焊缝长度不小于钢筋直径的10倍，土钉钢筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网片连接，其相互间应焊接牢固，钢筋网片在安放时应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度，钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射下不出现振动。○2混凝土喷射施工：喷射混凝土配合比应通过试验确定，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.5，并应通过外加剂来调节所需工作度和早强时间。喷射混凝土前，应对工人进行详细的技术交底，并对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查及试运转，以保证混凝土顺利施工。喷射混凝土时应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.80～1.50m范围内，射流方向垂直指向受喷面，在钢筋部位应先喷填钢筋后方，然后再喷前方，防止钢筋背后出现空隙。在继续喷射下部作业时，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之湿润。喷射混凝土终凝后2小时，应采取连续喷水养护5～7天或喷涂养护剂。（3）对于易塌土体的处理为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易塌土体可采用以下7措施：○1对修整后的边坡，立即喷上一层簿的砂浆或混凝土，待凝结后再进行钻孔；○2在作业面上先构筑钢筋网喷射混凝土面层，而后进行钻孔并设置土钉；○3在水平方向上分小段间隔开挖土方；○4先将作业深度上的边壁做成斜坡，待钻孔并设置土钉后再清坡；○5在开挖前，沿开挖面垂直击入钢筋或钢管，或注浆加固土体。（4）对于特殊情况的处理该基坑东侧，地下管网埋藏深在-1.5m～2.0m间，距基坑边坡较近，故第一、二排土钉采取了减少土钉间距、缩短土钉长度的设计，并在施工中对坡顶进行加固处理，在坡顶处加设混凝土带，厚度10cm。4、施工注意事项主要安全技术措施（1）施工前应认真进行技术交底，施工中应明确分工，统一指挥。（2）各种设备应处于完好状态。（3）张拉设备应牢靠，试验时应采取防范措施，防止夹具飞出伤人。（4）注浆管路应畅通，防止塞泵，塞管。（5）机械设备的运转部位应有安全防护装置。（6）电器设备应接地、接零，并由持证人员安装操作，电缆、电线必须架空。（7）施工人员进入现场应戴安全帽，操作人员应精神集中，遵守有8关安全规程。（8）在有地下承压水地层钻进，孔口必须设置可靠的防喷装置，一旦发生漏水涌砂时能及时封住孔口。5、土钉墙支护工程的验收根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202～2002土钉墙工程质量检验标准表6-16要求，本工程坚持下道工序对上道工序的验收，每根土钉的成孔、拉杆制作及安装、灌注及喷射混凝土在自检合格后，由监理进行中间验收，在工程竣工后，整理所有原始记录和试验结果。6、结束语本工程采用土钉墙支护达到了预期的安全、经济效果，同时缩短了工期。在竞争日益激烈的建筑市场中，有较好的推广使用价值。参考文献：［1］《建筑施工手册》中国建筑工业出版社第四版［2］《地基与基础》中国建筑工业出版社2000版