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1、 土钉墙基坑支护施工工艺技术土钉墙基坑支护施工工艺技术 张生洪1 前言：前言：土钉墙技术在我国应用始于 80 年代初，由于它具有材料用量少，施工速度快，安全可靠，经济等优点，目前该项技术在多高层建筑的基坑开挖中得到广泛应用。通过实践总结，形成本工法。2 工法特点：工法特点：2.1 施工周期短，土钉墙支护与边坡或基坑挖土同时进行。2.2 分层分块施工，充分发挥土体的空间支护作用，并在开挖后几个小时内封闭，边坡位移和变形及时得到约束限制。3 适用范围：适用范围：本工艺标准适用于工业和民用建筑物、构筑物基坑边坡采用土钉墙支护的施工。4 工艺原理：工艺原理：以土钉为主要受力构件，由密集的土钉群、被加固
2、的原位土体、喷射混凝土面层、和必要的防水系统组成支护体系。5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程开挖修坡喷第一层混凝土成孔编制钢筋网喷混凝土面层设置排水系统安土钉、注浆、安连接 件5.2 操作要点5.2.1 设置排水系统1. 土钉支护宜在排除地下水的条件下进行施工，应采取恰当的排水措施，包括地表排水、支护内部排水、基坑排水等，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。2. 基坑四周支护范围内的地表应加修整，构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面，防止地表降水向地下渗透。靠近基坑坡顶宽 24m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于水流远离边坡。3. 在支护面层背部
3、应插入长度为 400600mm、直径不小于40mm 的水平排水管，其外端伸出支护面层，间距可为 1.52m，以便将喷混凝土面层后的积水排出。4. 为了排除积聚在基坑内的渗水和雨水，应在坑底设置排水沟及集水坑。排水沟应离开边壁 0.51m，排水沟及集水坑宜用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏，坑中积水应及时抽出。5.2.2 开挖修坡1. 土钉支护应按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工，上层土钉注浆体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。2. 当用机械进行土方作业时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动。基坑的边壁应留 100-150mm 用人工进行清坡，以保证边坡平整并符合设计规定的
4、坡度。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的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护，即及时设置土钉或喷射混凝土。基坑在水平方向的开挖也应分段进行，可取1020m。5.2.3 喷第一层混凝土1. 喷射混凝土前应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查及试运转，清理受喷面，埋设好控制喷层厚度的标志。2. 混凝土的配合比通过实验室确定，粗骨料最大粒径不大于12mm，水灰比不大于 0.45；不掺速凝剂时，存放时间不得超过 2 小时，掺速凝剂时，存放不得超过 20 分钟。3. 喷混凝土应分段分片依次进行，同一段内喷射顺序应自下而上，段片之间，层与层之间做成 45 度角的斜
5、面,以便混凝土牢固凝结成整体。4. 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，保持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。5. 喷射混凝土终凝 2 小时后，应喷水养护，并在至少 7 天内始终保持其表面湿润。6. 第一层混凝土厚度控制在 50mm。5.2.4 成孔1. 土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并作出标记和编号。孔位的允许偏差不大于 150mm，钻孔的倾角误差不大于 3，孔径允许偏差为+20mm、-5mm，孔深允许偏差为+200mm、-50mm。成孔过程中
6、遇有障碍物需调整孔位时，不得影响支护安全。2. 成孔过程中应做好成孔记录，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。应将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，有偏差时应及时修改土钉的设计参数。3. 钻孔不得扰动周围地层，钻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。成孔后应及时安设土钉钢筋并注浆。5.2.5 安土钉、注浆、安连接件1. 土钉钢筋置入孔中前，应先设置定位支架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距为 23m，支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动。支架可为金属或塑料件。2. 土钉钢筋置入孔中后，可采用重力、低压（0.40.6MPa）或高
7、压（12MPa）方法注浆填孔。水平孔应采用低压或高压方法注浆。压力注浆时应在钻孔口部设置止浆塞（如为分段注浆，止浆塞置于钻孔内规定的中间位置） ，注满后保持压力 35min。重力注浆以满孔为止，但在初凝前需补浆 12 次。3. 对于下倾的斜孔采用重力或低压注浆时宜采用底部注浆方式，注浆导管底端应先插入孔底，在注浆同时将导管以均速缓慢撤出，导管的出浆口应始终处在孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出。4. 对于水平钻孔，应用口部压力注浆或分段压力注浆，此时需配排气管并与土钉钢筋绑牢，在注浆前与土钉钢筋同时送入孔中。5. 向孔内注入浆体的充盈系数必须大于 1。每次向孔内注浆时，应预先计算所需的
8、浆体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，以确认实际注浆量超过孔的体积。6. 注浆材料选用水泥浆或水泥砂浆。水泥浆的水灰比按设计要求，当设计无要求时取 0.5；水泥砂浆配合比取 1：11：2（重量比） ，水灰比取 0.380.45。水泥浆、水泥砂浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆、水泥砂浆应在初凝前用完。7. 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆开始前、中途停止超过 30min 时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。注浆时，注浆管应插至距孔底 250500mm 处，孔口部位设置浆塞及排气管。8. 用于注浆的砂浆强度用 70x70x70(mm)立方试件经标准养护后
9、测定，每批至少留取 3 组（每组 3 块）试件，给出 3 天和 28 天强度。9. 当土钉钢筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网连接时，其相互之间应可靠焊牢。当土钉端部通过其他形式的焊接件与面层相连时，应事先对焊接强度作出检验。当土钉端部通过螺纹、螺母、垫板与面层连接时，在土钉端部约 600800mm 的长度段内，用塑料膜包裹土钉钢筋表面使之形成自由段，以便于喷射混凝土凝固后拧紧螺母；垫板与喷混凝土面层之间的空隙用高强水泥砂浆填平。5.2.6 编制钢筋网1. 钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不小于20mm；采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设；钢筋
10、网与土钉应连接牢固。2. 钢筋网片用焊接或绑扎而成，网格允许偏差为10mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或 200mm，如为搭焊则焊长不小于网筋直径的 10 倍。5.2.7 喷混凝土面层喷混凝土面层是在经检查确认钢筋网敷设、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层混凝土的要求相同。5.3 劳力组织根据工程量、地质确定施工方案，按施工方案组织机械设备人员上场。6 材料与设备材料与设备6.1 主要材料按设计要求6.2 主要机具设备：泥浆泵、螺旋钻杆、圆钻杆、枕木、水泥浆搅拌机、混凝土搅拌机、注浆泵、电焊机、混凝土喷射机、空压机7 质量控制：质量控制：7.
11、1 工程质量控制标准7.1.1 土钉墙基坑支护施工应执行现行规范：建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB 50202-2002） 、 建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99） 、 建筑边坡工程技术规范 （GB 50330-2002） 、 基坑土钉支护技术规程 （CECS 96:97） 。7.1.2 土钉成孔施工宜符合下列规定：1. 孔深允许偏差 50mm；2. 孔径允许偏差 5mm；3. 孔距允许偏差 100mm；4. 成孔倾角偏差 5%。7.2 质量保证措施7.2.1 为防止基坑边坡的裸露土体发生坍陷，对于易塌的土体可采用以下措施：1. 对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土，待凝
12、结后再进行钻孔；2. 在作业面上先构筑钢筋网喷混凝土面层，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；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。7.2.2 土钉注浆时一定要注满整个钉孔，以免减弱土钉的作用，影响土钉墙的稳定性。7.2.3 土钉墙的施工过程中需有效排除地下水。地下水的存在对土钉墙的施工及土钉的作用均有影响，故在施工过程中应将地下水位降至开挖面以下。8 安全措施安全措施8.1 操作人员持证上岗，并进行安全技术交底，遵守用电安全规则。8.2 施工机械班前检查和定期保养。8.3 操作人员遵守设
13、备的操作规程。8.4 随时检查边坡稳定情况，排除溜方、塌方隐患。8.5 遇天气变化（如暴雨）应提前做好防洪、排水工作。9 环保措施环保措施9.1 工地大门处应做洗车台，清洗车辆后开出工地。随时清扫大门及工地出入口周边的路面建筑垃圾。9.2 机械设备施工安排应遵守城市噪声控制要求。10 效益分析效益分析10.1 经济效益：土钉墙比钻孔灌注桩加锚杆的基坑支护型式节省造价 30%以上。10.2 土钉墙是一类经济、可靠和安全的边坡支护形式，但不适用于松散砂土、软粘土及地下水丰富的地层。11 应用实例应用实例“龙岩国际商贸中心”项目位于龙岩市西陂路南侧，龙岩大道西侧，为地下 2 层、地上 27 层的框剪结构，基坑支护型式采用土钉墙，采用本工法施工后效果良好。
