中铁十四局集团章丘北皋埠村安置房项目部
摘要：笔者根据自身对这土钉墙喷锚支护的认识，结合实际工程案例，把支护结构设计与施工方案相结合，以施工工艺流程为主线，对施工技术要求进行了详细的阐述，对施工中存在的问题进行了总结与分析，进而提出了相关的预防措施，为以后在章丘区域的基坑支护施工起到一定的指导和借鉴作用。
关键词：深基坑；土钉墙；喷锚；施工技术；质量问题；预防措施
1引言
深基坑支护的选型有排桩、地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙、土钉喷锚和以上形式的若干组合等形式。施工单位应在深入掌握水文、地质资料和周边环境条件的基础上，进行方案的选型、论证与优化。实践证明，土钉喷锚支护具有支护效果好、用料省、施工简单，有利于机械化操作，施工速度快等优点。
2工程概况
本工程位于章丘区枣园街道摩天岭社区以北，S244省道和S102省道交叉口向北500m路西。共12栋小高层公寓楼，筏板基础；3栋3层公建，条形基础；总建筑面积15.8万平米。根据建筑设计高差计算，基坑开挖深度5.45~6.55m。基坑东侧槽底边线距S244省道47.0~48.6m，东侧南段距中水管道14.00m；基坑南侧槽底边线距规划道路14.5m，距中水管道15.80m；基坑西侧槽底边线距现状道路19.80~23.40m，南段距中水管道10.0~13.90m；基坑北侧槽底边线距规划路23.40m。场内施工道路设置在基坑开挖边线2.0m之外，宽度5.0m，限荷30kPa。
3工程地质条件
3.1地质条件
本工程场地地层自上而下由第四系全新统人工堆积层（Qml）厚度：0.30～6.70m，平均0.79m。该层填土回填年限10年左右，属欠固结土，结构松散，均匀性差；第四系全新统-上更新统冲洪积层（Q4-3al+Pl）黏性土韧性中等，干强度中等，稍有光泽反应。场区普遍分布，厚度：0.80～4.20m，平均2.45m；石炭系泥质砂岩、泥岩、砂岩组成，全~强风化，泥质结构，为极软岩。岩体基本质量等级Ⅴ级，场区普遍分布，厚度：2.60～13.60m，平均7.08m。
3.2水文条件
勘察期间，钻孔内地下水在3.0~12.0米左右，根据附近水文地质资料，地下水类型为上层滞水中的第四系孔隙水、基岩裂隙水，主要补给来源为大气降水渗入形成，随季节性变化，一般为暂时性水，主要排泄途径为地面蒸发、地下径流，不需要人工降水。根据地质剖面图显示，最高水位在58.000m。
4支护体系设计
4.1支护选型
该基坑工程按1∶0.3放坡，采用土钉墙支护，共设置3道全粘结摩擦土钉，挂网喷砼。
土钉钻孔直径130mm，土钉杆体材料为1E20钢筋，成孔后插入杆体，灌注M20水泥浆；土钉长度分别为6.00、4.50、3.00m；土钉承载力设计值分别为：6.00m84kN、4.50m63kN、3.00m42kN。
喷砼面层：钢筋d6.5@250×250mm布置，加强筋为4φ16mm，长度400mm。喷砼C20，厚度80mm，0.5～10mm碎石、中沙等。
4.2主要结构材料
喷砼面层：水泥--P·C32.5R早强复合硅酸盐水泥
锚孔注浆：水泥--P·O42.5普通硅酸盐水泥
钢筋--d：HPB300强度标准值fyk=300N/mm2E：HRB400强度标0准值fyk=400N/mm2喷射混凝土--强度等级C20
锚孔注浆材料--水泥浆，强度不低于M20。
4.3土钉设计简图
图一土钉支护设计剖面图
5施工技术要求
5.1开挖、修坡
土钉墙施工随工作面开挖分层施工，用反铲式挖土机刷坡。开挖高度按照土钉的设计高度分层进行开挖，开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底，严禁超控，并预留20～30cm厚人工修坡，注意修坡时专人进行测量，确保不吃槽。每层开挖宽度取决于土体堆积稳定时间和工作流程。清除待喷面上的松散杂物，以便于后面喷锚、成孔的施工。开挖深度在土钉孔位下50cm，预留成孔工作面宽度8～10m，确保边坡的立面和壁面的平整度。在边坡上设置泻水孔，水平、垂直间距3.0m，孔深400mm，外露100mm，插φ75PVC管，外包两层细眼滤网。
5.2土钉孔位成孔
本工程设计孔径130mm，间距2m，第一层距地表1.0m，倾角15°，成孔的倾角误差不大于±3°；成孔深度应满足设计深度。钻孔前应定出孔位并作出标记和编号，土钉孔位准确测放在坡面上。孔位的偏差不大于100mm；孔深误差不大于±500mm；孔径误差不大于±10mm。
本工程选择MDL-135D钻机进行成孔。成孔时必须干式钻进，避免冲洗液冲刷孔壁，降低土钉的抗拔能力。在岩层中如遇到成孔困难时，可用锚管注浆完成土钉成孔。注意：成孔过程中取出的土体特征应与勘察报告中所认定的特性加以对比，发现有较大偏差时及时修改土钉的设计参数。必要时，报监理审批后，方可按新的设计方案实施。
5.3设置土钉
成孔后，应及时将土钉钢筋连同注浆管送入孔内，在放置土钉钢筋前尽可能对孔内残存及扰动的废土进行清除。为了土钉定位于孔的中心位置，土钉钢筋上间隔2.0m设置一组导正支架，导正支架的高度要确保使钢筋能够居中，保证杆体保护层厚度不小于20mm。
图二土钉大样图
5.4注浆
注浆质量是保证土钉混凝土灌注力的关键。注浆前，应先清除孔中的集水或松土。注浆时应在孔口设置布袋止浆塞，开始注浆时由孔口底注浆，等孔内浆液返浆完全成水泥浆液后再对布袋止浆塞注浆，将孔口堵死，然后进行压力注浆，锚杆压力注浆终灌压力0.3~0.5Mpa。
在施工中必须认真按照实验室出具的配合比设计要求，严格控制配料比，并根据施工需要采取措施确保浆液的流动性和强度，使土钉早日进入工作状态。注浆方式采用底部注浆，即将注浆管插入孔底（距孔底200mm），灌注纯水泥浆至孔口溢出。为防止水泥净浆固结收缩时降低土钉的锚固力，掺入水泥用量3%的氧化钙类膨胀剂。向孔内注入浆体的充盈系数必须大于1.0，否则要进行补浆，保证浆液注满孔内。
水泥砂浆应拌和均匀，随拌随用，应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入。开始注浆前、中途停顿或作业完毕后需用水冲洗管路。水泥浆体的强度试验：每层做3组试块，一组7天标养，两组28天标养。
5.5编钢筋网、焊接锚杆头
钢筋网为φ6.5@250mm×250mm，加强筋为4φ16mm，长度400mm。加强筋与土钉钢筋进行焊接。钢筋保护层厚度不宜小于30mm。修坡后按顺序编扎钢筋网，由于编网是随开挖分层进行的，因此，上下层的竖向钢筋搭接长度应大于300mm，并弯钩180°，绑扎牢固，避免松扣，以保证钢筋网的整体性，有利于力的传递。在进行钢筋网施工时，钢筋网绑扎、固定，必须在坡面修正好以后方可进行。锚筋制作长度误差不得大于20mm，锚筋长度不够时，采取双面搭接焊，搭接长度不小于100mm。
5.6钢筋网喷砼施工要求
喷射混凝土时，由专人检查钢筋网及标志杆的安装。喷射混凝土强度等级采用C20，石子的最大粒径不超过10mm，喷射混凝土机的工作压力为0.3～0.5Mpa。作业面的喷射顺序应自下而上，从开挖层底部开始向上喷射，这样可防止喷射混凝土由于自重悬吊于上层土钉而增加上一层土钉荷载，应严格掌握枪头与受喷面的距离（不超过1000mm），并调节喷射角度，以保证喷射砼与坡面的密实性。对于局部脱落亏坡的部位厚度大于100mm时，要分层喷射，待第一层混凝土初凝后，再喷射第二层混凝土，且两层混凝土厚度要均匀。
喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护，养护时间为≥14天。气温低于＋5℃时，不得喷水养护。
土钉墙面层喷射混凝土应进行现场试块强度试验，每500㎡喷射混凝土面积试验数量不应少于一组，每组试块不应少于3个。土钉墙墙面喷射砼厚度应采用钻孔检测，每500㎡喷射混凝土面积检测数量不应少于一组，每组的检测点不应少于3个，全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值，最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
6喷射混凝土质量通病及预防措施
6.1当土钉墙施工时遇有渗水时，可采取以下措施：
在护坡面渗水的地方及时插放泄水导管引流，其外端伸出支护面层，然后采取双快水泥封堵缺陷处，等封堵水泥形成一定强度后再关闭导流管。导流管间距可视渗水情况而定。
（1）如果渗水较为严重直接封堵有困难时，首先在坑内回填土封堵水流，然后在坑外打孔灌注聚氨酯或者水泥-水玻璃双液浆等封堵渗漏处，封堵后再继续施工。在正常工序施工前，对含水比较丰富的区域，先沿开挖面垂直击入钢管或注浆加固土体。
（2）6.2在上部杂填土中，若土钉不能按设计长度施工。
采取措施：可采用加密土钉、上部设置拉锚等措施进行补强加固，但必须经过设计计算，达到安全标准后方可施工。
6.3监测点的水平、沉降较大，基坑出现变形或者较为危险的“踢脚”变形。
预防措施：基坑周边相邻建筑物、构筑物、道路、地下管线、地下水位等监测应当委托有岩土工程监测资质的工程监测单位承担，监测工必须贯穿基坑工程的全过程。根据情况，可以在适当位置补打预应力土钉、适当增加内支撑或者锚杆、坡顶卸载、在被动土压区堆载或注浆加固等措施。
6.4喷射砼强度、厚度不够，表面不平整，喷锚支护背后不密实；喷砼有开裂现象。
预防措施：
（1）初喷混凝土在开挖后及时进行，严格按照设计配合比拌合砼，喷射砼终凝2h后，应喷水养护，时间不得少于14d。
（2）喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，分段长度不宜大于6m。
（3）如果喷嘴与受喷面的角度太小，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷射混凝土的质量。因此应根据施工具体情况，变换喷嘴的喷射角度和与受喷面的距离，将钢筋网背后喷填密实，必要时在钢筋网背后采用注浆充填，不得填充异物。
（4）喷射混凝土时作业人员要从思想上高度认识施工质量和安全的重要性，端正正确的工作态度和树立职业责任感，认真施作，避免钢筋网背后人为造成“空洞”。
7结束语
综上所述，土钉墙+喷锚复合支护以其经济实用安全可靠的特点优势正逐渐得到越来越广泛的运用；基坑周边地面建筑和地下设施密集，且地质条件复杂多变，深基坑支护的难度也越来越大。但在工程具体应用中要坚持理论与实践相结合的原则，结合工程实际选用合理的支护方法，充分利用喷锚方式的优越性，正确的选用锚杆的类型，加强施工过程质量控制，必定能够得到理想的支护效果。
参考文献
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[3]姚环，简文彬，彭功勋，吴铭炳；土钉墙技术在暗涵边坡支护中的应用[J]；福州大学学报（自然科学版）；2009年06期
[4]刘建航、侯学渊；基坑工程手册[M]；中国建筑工业出版社
[5]《基坑土钉支护技术规程》（CECS96197）；北京，中国建筑工业出版社