深基坑土钉墙支护技术在工程施工中的应用

韩 梦 歌

(郑州工业应用技术学院，河南 郑州 451199)

0 引言

本文研究深基坑支护技术中的土钉法在工程施工中的应用，一方面可以有效帮助人们加深对土钉法的理解与认知，并为相关研究人员提供必要理论参考。另一方面也可以为实际开展工程施工中，施工人员对土钉法的有效、灵活运用给予相应的指导与帮助。从而使得土钉法得以在工程施工中充分发挥自身应有效用。

1 工程概况

为有效说明深基坑土钉墙支护技术在工程施工中的实际应用，本文选择以某地区的工程高层建筑施工项目为例，该项目同时兼具商业、办公等诸多功能，并且由于项目临近水体，因此使得项目地质情况具有一定的复杂性。该高层建筑总面积超过35 000 m2，总高度为76 m，建筑共计有20层，地上18层，地下2层。基坑开挖深度为-5.8 m，在该高层建筑工程的西北角与西南角，基坑局部开挖深度最大可以达到-8 m，在基坑内共设有4个电梯井，该区域开挖深度的最大值接近-10 m，总开挖土方量超过30 000 m3。工程施工区域的地下水位相对较高，平均水位可以达到近-2.2 m，并且由诸多风化泥岩、全风化泥质粉砂岩分布于素土之下，其厚度在0.6 m～3 m，整体来看该工程的土层缺乏较高的稳定性。

2 土钉法在工程施工中的实际应用

2.1 应用方式

2.1.1合理选择支护方案

施工人员立足工程实际，选择采用土钉墙支护结构，即在原位进行土体加固处理的基础上，通过有效利用土体自稳定性，达到深基坑支护效果。在该工程施工中，施工人员首先通过切实依照施工周围环境、开挖深度等，合理确定剖面形式。随后将放坡度设定为10°，选择使用φ100 mm的普通水泥砂浆土钉支护，将土钉角严格控制在15°。按照土钉横纵方向分别配置2根等长的φ14加强筋。另外还配置使用φ18二级钢筋，将水平间距控制在1 200 mm，并使用C20混凝土设置厚度为100 mm的混凝土面层钢筋网，以此有效强化支护效果。图1展示的就是该工程的深基坑支护方案。

2.1.2控制支护技术要点

在合理确定具体深基坑支护方案后，施工人员在实际将土钉法运用在工程施工中时，还需对其中的各项关键施工技术要点进行有效控制[1]。在该工程的深基坑支护施工中，施工人员通过严格按照施工设计方案要求，首先运用专业的挖钻机进行钻机定位成孔。与此同时，每层挖土深度均需要和土钉垂直间距相匹配，每层土方开挖超挖量不应超过0.5 m。在完成每层土方开挖施工后，需要及时将基坑壁修平，并在12 h以内完成该层土钉及喷层施工，以达到增强边坡稳定性，防止出现塌孔现象的目的。施工人员在进行土钉锚钉安装与孔内注浆施工时，该工程中采用的土钉为1根8 000 mm长的φ22钢筋，采用的施工机具为专业水泥浆充填机。施工人员在对选取的胶结材料即普通硅酸盐水泥进行严格的质量检验，确保其质量合格后，按照0.45～0.5∶1的水灰比科学配制水泥浆，并对其进行充分均匀搅拌。同时呈梅花桩形式布设直径为8 mm～10 mm，间距为500 mm的注浆孔。最后利用气压注浆法将注浆管的底端注入孔底，每延米注浆量为0.025 m3，通过注浆管完成注浆施工操作直至满孔[2]。首次注浆时，注浆压力需控制在0.6 MPa～0.8 MPa，填充饱满，待初凝之后再次进行水泥浆的压注，此时压浆压力最大值应为2倍～3倍的上覆压力。当浆液注满后需保持压力约5 min。

当孔内注浆施工质量完全符合相关规定要求后，需要施工人员及时完成锚固端的有效处理，并喷射混凝土板墙。首先，施工人员在规范安置完毕表面层钢筋网后，需将事先准备好的规格为150 mm×150 mm×8 mm的钢板牢固焊接在锚固端200 mm位置处。随后将事先准备好的3根150 mm长的φ12加强钢筋，牢固焊接在锚钉两端以及钢板的外侧位置处，由此形成一个完整土钉。要求单项焊缝长度应至少为30 mm，且土钉露出岩土面长度应比喷层厚度要小。表1展示的就是C20深基坑支护喷射混凝土配比表。

表1 C20深基坑支护喷射混凝土配比表

施工人员需按照相关施工图纸要求，在墙体上准确标记短杆段垂直标志，使得后续在实际进行混凝土喷射时其喷射厚度可以切实满足规定要求。施工人员在及时将残留于施工缝接缝位置处的杂物清除干净，并向其适量喷水使之达到一定湿润度后即可进行混凝土板墙的均匀喷射(如图2所示)。喷层初凝不超过10 min，终凝不超过30 min。若喷层厚度超过100 mm则需要分两次施工，首次喷射厚度应为30 mm左右，二次喷射厚度应约为70 mm。在完成混凝土施工2 h后，施工人员需要对其进行喷水养护，养护时间为5 d～7 d。当本层坡面土钉墙施工全部结束，且至少达到50%设计强度后，才允许进行下一层土方开挖。

2.1.3加强地下水的控制

在该工程施工中运用土钉法时，由于工程项目临近水源，因此需要施工人员注重做好相应的排水工作，尤其需要加强对地下水的有效控制，避免影响最终的深基坑支护效果。首先，施工人员需要根据施工图纸在基坑指定位置处修建排水沟，并对施工现场周围进行硬化处理。当完成全部土钉注浆施工操作后，需要将事前准备好的500 mm长直径为60 mm UPVC排水管插入基坑侧位置处，令其外端延伸至混凝土板50 mm～60 mm的外墙之外，而后将适量砾石充填至排水管内，从而达到过滤排水的效果。此外，在工程施工过程中，施工人员应当结合工程实际灵活采用各种精度较高的专业检测仪器设备，对工程施工所在地的地下水位进行实时监测，一旦发现地下水位超过限值，需要立即采取有效的降水措施或修建止水帷幕，彻底封堵地下水，避免地下水下渗而影响整体工程施工质量水平[3]。

2.1.4落实基坑支护监测

在实际开展工程施工特别是土方开挖施工操作时，基坑支护体系无可避免地会受到开挖深度的影响而发生相应变化，但如果无法对其进行有效控制，则势必会对最终的工程施工质量产生不利影响，甚至威胁到施工人员的生命财产安全。因此本文认为，在将土钉法运用在工程施工的过程中，施工人员也应当高度重视规范完成深基坑支护的全程精准监测，如可以委派专业人员采用高精度监测仪器设备和智能监控装置等，对深基坑支护各细节进行实时、准确监测，并将监测得到的结果数据与规定值进行逐项比较分析，从而有效帮助施工人员、监管人员随时掌握工程施工中深基坑支护情况，确保施工安全。

2.2 应用成效

在该工程施工项目中，运用土钉法有效解决了施工区域地下水系发达，导致土层松软、含水量较大、缺乏较高稳定性的问题，达到了有效加固地基土的效果，维护了土体的稳定性与坚固度。为保障工程各项施工工程的顺利开展，提高整体工程施工安全可靠性创造了有利条件，在此次工程实际施工过程中，未出现任何一起重大施工安全事故，基坑工程变形值始终控制在规定范围内，有效避免了工程施工对周围构筑物造成不均匀沉降情况的发生，使得整体工程获得了较为理想的施工成效。

3 结语

在将深基坑支护施工技术运用在工程施工中时，需要施工人员切实结合工程实际，并认真参照既定施工方案与相关规定要求，在做好前期各项准备工作后制定出科学合理的支护方案。明确具体支护施工流程，并对其中各项关键工艺技术进行严格控制，在积极运用各种先进科学技术与专业检测仪器，对工程施工中的深基坑支护、地下水位等进行全程、实时精准监测下，使得土钉法得以真正落实到工程施工中。