复合土钉墙在深基坑支护技术中的应用分析

复合土钉墙在深基坑支护技术中的应用分析
发表时间：2017-09-28T11:10:56.733Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第12期作者：郝英杰[导读] 复合土钉墙施工技术可以有效地应用于软土等特殊地质条件下的基坑支护，而且具有工艺简单、造价低、工期短等优点。

中船重工海鑫工程管理（北京）有限公司北京 100000 摘要：深基坑支护是建筑工程中不可缺少的施工工序，复合土钉墙支护技术在深基坑工程中得到广泛应用，由土钉和预应力锚索组成的复合土钉墙支护结构可以有效加固周围土体，控制基坑变形，对此，施工单位应当认识到复合土钉墙深基坑支护技术的重要性，加强施工质量控制，以更好的满足建筑工程施工需求，复合土钉墙施工技术可以有效地应用于软土等特殊地质条件下的基坑支护，而且具有工艺
简单、造价低、工期短等优点。

关键词：复合土钉墙；深基坑支护；技术应用分析
一、复合土钉墙支护施工技术的概述
复合土钉墙支护技术针对不同的场地条件和地质条件，采取因地制宜、灵活多变的组合支护结构，在国内外的深基坑支护工程中得到广泛的应用。

由土钉被动保护，锚索主动保护，来维护基坑整体的稳定性，大量事实证明，在建筑深基坑支护工程施工中合理应用复合土钉墙支护技术有利于最大程度地强化基坑的稳固性，从而保障深基坑内基础工程施工的安全，但由于该支护方法涉及到土体、土钉、孔内注浆体、混凝土面层和预应力锚索的共同作用,使得该支护技术的工作性能极其复杂。

二、复合土钉墙施工技术在深基坑支护施工技术中的应用
本文从土钉和锚索的工作机理和施工工序着手讨论复合土钉墙在本工程中的应用和质量控制，7814工程水文地质由上至下第一层为粉质粘土素填土，第二层为粘质粉土、砂质粉土，以下各层均为卵石、碎石，地下20米范围内未检测到地下水，本工程深基坑最深处相对绝对高程-10.65米，故不需考虑降水。

1、钢管土钉墙+锚索边坡支护施工
本工程中配套楼、住宅楼采用了钢管土钉墙+锚索边坡支护技术，采用了钢管土钉与锚索分层间断打入的方式，为配套楼和住宅楼的基础施工提供了良好的安全屏障，以下为具体施工技术要点。

（1）挖土和修坡土方开挖应严格遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则，在机械开挖过程中施工作业人员会根据直角三角形原理制作一根吊杆，端部用计算长度的线绳拴上铅锤，向基坑内侧进行探测，用来控制边坡坡度。

挖土采用机械与人工挖土相配合的方法，机械开挖后，边坡应需预留约30cm的土层，用人工修整坡面。

目前不少深基坑支护施工单位在开展土方开挖工作的过程中，没有严格依照国家相关技术标准与施工规范，施工现场秩序混乱，土料随意堆积，安全隐患颇多，这样很不利于深基坑支护质量控制与保障工作的开展。

（2）打入土钉
需要严格地控制土钉向下的倾角，一般来讲，应当将下倾角控制在10度左右，按照土钉打入的设计斜度和间距，均匀用力振动打入或根据地质情况先钻孔再直接插入钢管，土钉间距是决定复合土钉墙支护效果的重要因素之一，经研究发现随着土钉间距的减少，坡面上部位移减少效果明显，下部基本保持不变，这是由土钉的被动受力机制决定的，基坑下部受到坑底土体的约束作用，位移变化不大，当开挖上部土体，基坑发生变形以后，土钉才开始发挥作用。

相对而言，上部坡面的水平位移受锚杆间距的影响，所以必须对土钉间距做好重点控制。

（3）挂网
在钢筋网片挂设工作中，需要使用质量合格的钢筋辅助土钉连接工作，应当确保钢筋网片被焊接在土钉及钢筋的合理位置上，焊缝应满足焊接质量要求，钢筋网片搭接应满足要求。

（4）土钉注浆和混凝土的喷射向孔内注入一定强度的素水泥浆，注浆材料一般采用普通硅酸盐32.5级水泥，待钢筋网挂设工作结束后可以跟进混凝土的喷射工作,为了确保混凝土能够尽快地完成硬化并有效地提升水泥的后期强度，需要向水泥砂浆中掺入适量的外加剂，主要为速凝剂。

在喷射水泥砂浆的过程中要尽可能地确保喷头与坡面呈垂直状态，与坡面保持适当的距离，这样既可以使混凝土得到很好的压实度，也可将回弹量控制到最小，避免混凝土的浪费。

2、钢管土钉墙+锚索边坡支护施工中锚索施工
土钉墙在国内支挡工程中已广泛应用,将预应力锚索技术与传统的土钉墙结构结合使用,其结构合理,工艺巧妙,用料省,刚柔结合,抗震性能好，对此，重点对锚索施工进行重点论述。

（1）锚索安装
本工程中为了使锚索能放置在钻孔的中心以便于插入，施工单位在锚索上安装固定支架定位，同时为了插入钻孔时不致于从孔壁带入大量的土体到孔底，在锚索尾端放置了圆形锚，锚索采用2束1860钢绞线(7φ5)，插入锚索时，要严格控制坡度，据研究统计，在摩擦角较小时，随着摩擦角的增大，坡面水平位移明显减少，当摩擦角达到一定值后，随着摩擦角的增大，水平位移减少的幅度降低，由此可见，锚索的插入坡度控制也为施工中重点控制的一项。

（2）二次灌浆及其工艺二次灌浆法要用两根注浆管，先灌注锚固段，待浆液初凝后，进行二次注浆。

第一次灌浆用的注浆管距锚索末端500mm左右，第二次灌浆用的注浆管距锚索末端1000mm左右，第一次灌浆压力为0.3-0.5MPa，第二次灌浆压力控制在1.5-2.0Mpa,稳压2min，浆液冲破第一次灌浆体，向锚固体与土体接触面之间扩散，使锚固体直径扩大，增加径向压应力，由于挤压作用，使锚固体周围的土体受到压缩，提高土体的内摩擦角。

因此，二次灌浆法可显著提高土层锚索的承载力。

（3）张拉锚固
土层锚索灌浆后，待泥浆达到设计强度的80%，即可进行预应力张拉。

预应力值一般为设计锚固力的75%-80%，张拉宜采用隔二拉一，锚索正式张拉前，应取设计拉力的105%-110%，并对锚索张拉1-2次，锚索正式张拉宜分级加载，每级加载后应稳载3min，并记录伸长值，逐级加载直至设计锚固力值的80%，最后一级荷载应稳载5min，并记录伸长值，当锚索预应力没有明显衰减时，可锁定锚索。

三、复合土钉墙支护的施工质量和监测控制
1、建立质量管理机制
重视深基坑支护施工技术管理，根据其施工特点，除了要做好施工技术管理外，还需要建立完善质量管理机制，保证各道工艺实施的规范性。

施工单位需要对工程深基坑施工项目进行有效组织与管理，明确各阶段作业实施要求，作为施工管理工作开展的依据，对施工行为进行约束，减少违规操作行为的发生。

2、提高施工方案合理性
施工方案作为工程施工活动开展的重要指导文件，需要提高对其编制内容的重视，将地质地形勘察结果作为依据。

在施工方案编制完成后，需要组织各单位进行会审，确定其中存在的不合理内容，通过商议对其进行调整，保证方案具有较高的可操作性，在实际施工中，方案运用要灵活，本工程开挖至3-5米深处遇到卵石层，其结构不稳定，必须当即改变施工方案，先对卵石层坡面进行混凝土护坡，保证坡面结构稳定后在按照施工方案进行后续作业施工。

3、要加强支护变形监测
本工程基坑布置水平竖向位移观测点各40个，锚杆内力监测点7个。

建设单位委托了具有资质的第三方单位对基坑及周边建筑物进行监测，对此我们在施工过程中也要求了施工单位对基坑的变形进行必要的监测，要把边坡、地下管网和周围环境等关键点，出现变形的区域要加强跟踪检查，及时对产生的原因进行分析，并采取针对性措施。

结论
基坑支护施工有着严格的要求，需要保证每个细节实施的有效性，如果支护不到位，不仅会影响本工程施工进度，甚至还会对周边建筑工程产生威胁，在复合土钉墙支护设计中，应综合考虑土体力学性质、土钉和锚索间距、锚索预应力等对边坡变形的影响，使设计既满足工程安全的需要，还要结合分析施工造价以及施工进度等因素，施工过程中应加强各项参数的严格控制，并按照工序正常施工，保障施工质量。

参考文献：
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