水冲成孔土钉施工技术研究

郭琳琳 王吉艳

摘要：目前，土钉墙依靠其造价低、施工快且性能可靠等优势在基坑支护中应用较多。其中水冲成孔工艺是土钉墙施工中的一种成孔工艺。水冲成孔工艺与传统的成孔工艺（洛阳铲、螺旋钻等）相比，具有把钻孔过程中的钻进、出渣、固壁、清孔等工序一次性完成，可以防止坍孔，不留残土，确保注浆锚固体直径等优点。通过在中纺小区等工程土钉墙施工中使用水冲成孔的实践，取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。

关键词：水冲;土钉;锚固体.

Abstract：At present，soil nailing wall is widely used in foundation pit support because of its low cost，fast construction and reliable performance. Water flushing hole forming technology is a kind of hole forming technology in soil nailing wall construction. Compared with the traditional hole forming technology，example Luoyang shovel，auger，etc，the water flushing hole forming technology has the advantages of one-time completion of drilling，slag out，wall consolidation，hole cleaning and other processes in the process of drilling，which can prevent hole collapse，leave no residual soil，and ensure the diameter of grouting anchor. Through the practice of using water flushing to form holes in the construction of soil nailing wall in Zhongfang community and other projects，good results have been achieved，and remarkable social and economic benefits have been obtained.

Key words：Water flush，Soil nailing，anchor solid.

1工藝特点

1.1施工工艺简单，施工过程安全可靠，成孔简单易行。

钻进、出渣、固壁、清孔等工序一次性完成。施工工序少、工艺简单，操作要领易懂且便于掌握，成孔简单易行。

1.2成孔施工设备简单。

水冲成孔施工不需复杂的技术和大型机具，仅手工操作的钻管（钻头由4个L30×3角钢焊制）及胶皮管。

1.3环保节能。

成孔整个施工过程不用耗油。施工作业无噪声，对周围环境干扰小，施工不需要单独占用场地。施工用水循环利用，水质要求不高，可用附近河水（现河水往往水质较差，但完全满足施工用水）及大气降水。

1.4防止塌孔，不留残土，锚固体成型好。

钻进过程中，由于孔内有压力水存在，可防止塌孔，减少沉渣及虚土，保证了成孔质量。注浆后形成的锚固体成型好，易达到设计要求，提高了土钉与土体间的粘结力。

2工艺原理

钻管（由4个L30×3角钢及镀锌钢管焊制改装）钻进时压力水从钻管中心流向孔底，在一定水头压力下，水流携带钻削下来的土屑从钻管与孔壁之间的孔隙处排出孔外。钻进时要不断供水冲洗，而且要始终保持孔口水位，若发现不能压水进去，说明已堵管，应拔出钻管，把粘土塞取出，再继续钻进。待钻进至规定深度（钻孔深度大于土钉长度0.5m），钻机继续旋转，并压水冲洗残留在孔中的土屑，直到流出的水不浑浊为止。由于孔内存在压力水，可防止塌孔，减少沉渣及虚土，保证了成孔质量。

施工用水就近采用附近河水（现河水往往水质较差，但完全满足施工用水）或现场地表集水及施工现场沉淀后的施工生活废水，设置良好的排水系统，做到水资源的重复利用;施工废弃水经沉淀池沉淀排出场地。

3施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程

3.2操作要点

3.2.1施工准备：

1 认真学习相关标准、规范，熟悉施工设计图纸，了解地下障碍物、水、管线位置。

2 了解地下水赋存状况及其化学成分，以确定排水、截水措施。

3 根据设计图、施工合同及现场情况编写施工专项方案，必要时应由专家进行论证。

4 准备好施工机具设备，并检查设备运转情况，确保能正常使用。

3.2.2施工现场排水系统施工

1 基坑四周支护范围内的地表应加以修整，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2～4m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于水流远离边坡。

2 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。当土质为粘质粉土及粉土时，宜结合管井降水。

3.2.3确定孔位并标记

土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并作出标记和编号。成孔过程中遇有障碍物需调整孔位时，应由设计出变更通知。

3.2.4钻进成孔

1 土层钻孔要求孔壁平直，以便安放钢筋土钉和灌注水泥浆。

2 不得使用膨润土或其他悬浮泥浆做钻进护壁，以免在孔壁形成泥皮，降低土体对锚固体的摩阻力;

3 孔壁不得坍陷和松动，否则影响钢筋土钉安放和土钉的承载能力。

4 钻进速度视土质情况而定，一般以30～50cm/min为宜;

5 对于杂填土地层（包括建筑垃圾等），应设置护壁套管钻进。

3.2.5成孔记录

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。

3.2.6安设土钉

钻孔完毕后应尽快安设土钉，以防塌孔。土钉钢筋采用16～25螺纹钢（根据设计），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1.0m，支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动，支架材料为金属（支架做法参照见图5.2.6-1）

3.2.7注浆养护

1 注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管。

2 注浆时采用重力、低压（0.4～0.6MPa）或高压（1～2MPa）方法按配比将水泥浆或砂浆注入孔内。重力注浆以满孔为止，但需1～2次补浆;压力注浆采用二次注浆法，并在钻孔口设置止浆塞和排气孔;注浆导管应先插入孔底，以低壓注浆，同时将导管以匀速缓慢撤出，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。导管离孔口0.5～1m时高压注满，并保持高压3～5min。

3 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，应预先计算所需的浆体体积并根据注浆泵的冲程数计算应向孔内注入的浆体体积，以确认实际注浆量超过成孔的容积。

4 注浆材料选用水泥净浆的水灰比按设计要求，水泥净浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥净浆应在初凝前用完。

5 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净;注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。

6 土钉注浆后、面层喷砼终凝后2h，由专人负责洒水养护3d。

4 结语

水冲成孔注浆后形成的锚固体成型好，抗拔力高，确保基坑坑壁的理论计算安全系数，有较好的社会效益。成孔仅手工操作，不用耗油。施工工序简单，钻进、出渣、固壁、清孔等工序一次性完成，施工工序少，提高成孔功效10%以上;而采用洛阳铲、螺旋钻等成孔后须压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。施工工序简单，钻进、出渣、固壁、清孔等工序一次性完成，施工工序少，提高成孔功效10%以上;而采用洛阳铲、螺旋钻等成孔后须压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。采用该工法施工时，钻孔所需用水就近取用附近河流或现场地表水，钻孔后排放的废弃水经沉淀去污后排出，使污水流淌得到了有效的控制，泥渣回收利用，保护了周边的环境。

参考文献：

[1]GB50017-2017，钢结构设计标准[S]

[2]建筑施工手册（第5版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

作者简介：郭琳琳，大学本科，助理工程师，土木工程。

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