深基坑土钉墙施工工法#内附丰富的现场图

1、深基坑土钉墙支护施工工法中铁一局集团建筑安装工程有限公司 肖栋刚1前言随着我国经济的发展，城市化建设迅猛开来。但由于城市建设用地的限制,建筑发展模式由平面型向地下或空间发展成为一大趋势，于是基坑的开挖深度也越来越深，同时周边环境越来越复杂，深基坑开挖的环境效益问题也日益突出，这给深基坑支护技术提出了技术先进、经济合理、安全适用和保护环境等更高的要求。土钉墙支护技术是近年发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构，由于经济、可靠、施工简便、施工速度快等优点,已得到迅速推广和应用，在社会上发挥了良好的经济效益，土钉墙支护已成为基坑支护的主要手段。深基坑土钉墙支护施工在北京地铁郭公庄车辆段的应用中形成此工法。2工法特点2.1土钉墙支护是一种利用经加固后的原位土体来维护基坑边坡主体稳定的支护方法。2.2结构轻型、柔性大、具有良好的抗震性和可延性。2.3施工方便、简单、工期短、造价低、对坏境影响小。2.4对周边建筑物影响小。2.5稳定性好（水平位移小、沉降量小）、风险小、安全系数高。3适用范围本工法适用于地下水位以上或经降水后的粘性土或密实性较好的砂土地层，开挖深度一般不大于15m。4工艺

2、原理土钉墙支护是靠土钉、钢筋网喷混凝土面层共同作用，形成类似重力式挡墙的效果来提高基坑边坡土的结构强度和抗变形刚度，减小土体侧向变形，增强边坡的整体稳定性，属于主动制约机制的支挡结构体系。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程场地准备基坑开挖修 坡成 孔置筋注 浆挂网片、焊接加强筋喷 砼 面 层面层养护钢筋加工进行下一步施工 5.2施工要点5.2.1施工准备1熟悉设计图纸和地勘资料，做好施工调查。施工调查包括当地的水文地质情况、周边建筑物分布、地下埋设管线等。2根据设计图纸、施工调查资料和规范要求等编制施工方案。3施工前确定基坑开挖线、水准点、监测点等技术准备工作。4选择专业施工队伍，对施工人员提前做好技术交底和安全技术交底。5提前做好施工现场布置，施工用水、电、施工材料、机械等进场。5.2.2基坑开挖1基坑开挖采用分层开挖的方式（如图1）。土方开挖与基坑支护交替进行，开挖一步支护一步，支护一步再开挖一步，如此循环施工（如图3）。一次开挖深度，一般跟土钉步距匹配，开挖深度一般不超过2m。图1 基坑开挖2基坑开挖形势根据基坑的大小可以选择采用盆式开挖或岛式开挖的方法。基坑面积大可以采用岛

3、式开挖法，这样开挖和支护可以同步进行，缩短施工时间。（如图2）图2 岛式开挖图3: 开挖一步，支护一步5.2.3修坡人工用铁锹按照设计坡度进行修坡。怎样使放坡坡度准确，方法即简单又易操作，在此设计了一个简单又可行的放坡控制方法：假设放坡坡度为1:0.3，,一步开挖深度为2m，根据放坡坡度，那么收坡水平距离为600mm，从基坑外边线水平向坑内量600mm，向下吊铅垂线，铅垂位置即为坡底（如图4）。每一步都用同样方法进行坡度控制。施工过程中测量人员必须严格控制，否则超挖将会对边坡造成危险，少挖将使坑底肥槽宽度不足，严重时肥槽宽度将被全部吃掉。图4 放坡控制方法图5 人工修坡图6 坡度控制5.2.4成孔成孔洛阳铲成孔，因为洛阳铲是传统的人工造孔工具，它机动灵活、操作简便，一旦遇到地下管线等障碍物能迅速反应，改变角度或孔位重新造孔，并且可用多个洛阳铲同时造孔，大大缩短成孔时间（如图7）。图7 人工洛阳铲成孔人工成孔的控制难点在于入射角度的控制。施工前我问洛阳铲工人对于角度控制你们以往用的是什么方法，他们说根本就没有用过什么方法控制入射角度，都是凭经验跟着感觉走。我觉得这样没有一个科学的施工方法

4、是不行的。于是在此设计了一个简单可行的角度控制方法：用两根钢筋焊接成跟设计入射角度相等夹角的支架，用水平尺配合支架控制入射角度，洛阳铲沿着斜筋的方向造孔（如图8）。成孔角度验收时也用同样的方法进行验收、检查。图8 控制入射角度5.2.5钢筋加工为保证土钉钢筋安装时在孔的中间，土钉钢筋每2m设一组置中架，采用6.5HPB235钢筋与主筋焊接而成，置中筋宽度100mm。土钉端头制作90弯头，与面层水平压筋焊接，单面焊接长度10d。5.2.6置筋及注浆1人工将加工好的土钉钢筋置入孔内。2注浆液搅拌：按照设计配合比采用搅拌机搅拌，搅拌时间不少于2分钟。3注浆：采用孔底压浆灌注法注浆，此方法好处为孔内有水时能将孔内水排出保证注浆质量。注浆时采用多次注浆，因为水泥浆中的部分水被土体吸收后会产生收缩，注浆孔会出现不满的现象，因此每间隔一定时间要进行反复注浆来保证孔内满浆，这样才能保证钢筋、水泥浆、土体形成坚实的整体。5.2.7挂网片筋、焊水平压筋面层网片筋采用人工直接在坡面铺设，用砂浆垫块控制网片位置，保证钢筋网片在混凝土面层的外侧。钢筋网搭接处采用U型卡卡牢，网片筋外侧放置水平压筋与土钉钢筋焊牢。

5、网片筋的竖向筋需往下层土层内插入300mm，便于与下步网片筋进行搭接。（如图9）图9 挂网片筋、注浆5.2.8喷射混凝土面层1混凝土料搅拌：采用搅拌机拌料，拌料次数不少于三次，拌好的料要均匀，且随用随拌。2喷射混凝土：采用干式锚喷机喷射，喷射手距坡面距离保持在1.52m，喷枪垂直坡面喷射。喷射厚度按设计要求进行喷射。控制混凝土喷射厚度方法为：用钢筋头垂直插入坡面，露出坡面基层80mm长作为控制厚度的标志，为保证厚度均匀，每1m见方设置一根钢筋标志，喷射混凝土时以盖住钢筋头为准。同时在有土钉的位置插入钢筋头（长度露出砼完成面100mm左右）以标示土钉的位置，为下一步确定钻孔位置作为基准。图10 喷射混凝土面层5.2.9混凝土面层养护喷射混凝土终凝2h后，对混凝土面层进行连续喷水养护57d。6材料与设备6.1施工时需用机械设备与仪器设备名称型号数量用途空压机17m3/min1喷射混凝土搅拌机普通1搅拌水泥浆注浆机1.2m3/h1注浆用混凝土喷射机17m3/h1喷射混凝土电焊机普通2焊水平压筋钢筋切断机普通1土钉加工调直机普通1网片筋调直洛阳铲孔径110mm8成孔用铁锹普通10修坡全站仪莱卡

6、1水平位移监测精密水准仪莱卡1沉降监测7质量控制7.1土方开挖必须与土钉墙护坡配合施工。土钉墙施工时必须分段分层进行，每层挖土深度与土钉垂直间距相匹配，保证每层土方开挖的超挖量不超过400mm，这样便于土钉施工且避免超挖而造成边坡塌方。土钉墙施工与土方开挖交替进行，每步土钉墙护坡施工结束且养护期达到后，方可进行下一步土方开挖，并在下一步土方开挖时要注意对上部混凝土面层及土钉的保护，避免碰触已施工完的护坡砼面层及土钉。7.2土方开挖严格按设计要求控制坡度，工作面开挖后及时进行人工修坡，保证坡面平整，坡面不平整度不大于20mm。7.3土钉孔孔位误差不大于100mm，如遇特殊情况需要移动孔位，应保证支护的安全方可施工；成孔后检查孔深、孔径、入射角度、是否塌孔等，合格后及时值入钢筋并进行注浆，采用注浆管注浆时注浆管距孔底250300mm；水泥浆渗漏或干缩后应进行二次或多次补浆。7.4钻孔直径、深度、角度、注浆均要满足设计要求，做到各环节施工完后有人验收。孔深允许偏差为50mm，孔径允许偏差5mm，钻孔倾角偏差1。7.5土钉在长度方向每隔2m加一组6.5钢筋托架，分布呈三角形，使土钉钢筋居于孔中

7、心。7.6面层钢筋网之间搭接不小于300mm，网片与坡面之间保证35cm距离，水平压筋压在钢筋网上，与土钉钢筋焊接牢固。7.7混凝土喷射时要严格按施工配比进行配料，面层砼厚度要满足设计要求，坡面不许有钢网外露现象。7.8由于地质条件的复杂性，如施工现场实际情况与方案不一致、土层情况与勘察报告不符、成孔遇地下障碍物时，边坡土钉的实际排数、长度和间距可根据实际情况由设计人员现场进行相应调整。7.9局部土钉成孔困难，达不到设计要求时，应采取土钉加密，且下一道土钉长度适当加长的措施。7.10土钉成孔的过程中，若遇到坚硬的障碍物，不要强行施工，要适当调整土钉参数，杂填土中确认无地下管线及构筑物时，土钉成孔困难可采用打入直径1寸半钢花管注浆的方法施工。基坑开挖遇到沙层时，砂层极不稳定，容易坍落，开挖到位后先在砂层表面素喷一层混凝土封住砂层，防止造成边坡塌陷，然后再成孔、注浆。7.11混凝土面层施工到基坑底后墙脚应插入坑底不少于200mm深。7.12土钉墙施工中，网喷砼每拌制100盘且不超过100m3留置不少于一组标准养护试件，且每步或每班网喷砼施工留置标准养护试件不得少于一组。土钉抗拉试验取样为1

8、%。8安全措施8.1基坑监测基坑开挖前、开挖中、开挖后随时对基坑进行监测，直至基坑回填完成，注意基坑的变化情况，确保基坑的安全。依据设计要求对基坑进行坡顶水平位移的监测、坡顶沉降的观测、地表开裂的监测等。8.1.1基坑监测程序8.1.2基坑水平位移监测采用视准线法，即沿基坑边线设置一条视准线，在该线的两端设置工作基点A、B（如图11）。测量基点A、B设置在基坑一定距离的稳定地段，基坑角点的水平位移通常较小，这时可将基坑角点设为临时基点C、D，在基坑每个开挖阶段可以用临时基点监测，如需变换时用基点A、B测量临时基点C、D的侧向水平位移，再用此结果对各测点的侧向水平位移值作校正。图11量测方法：沿基坑的每一直线边建一轴线，并在直线边上布设水平位移点，轴线上不需测距，也不需测角，只需将轴线用全站仪投射到位移点旁边，即可量取位移点离轴线的偏距，通过两次偏距的比较来发现水平位移量。开挖前一周取连续3次观测值的平均值作为初始值，施工过程中的日常监测值与初始值的差为其累计位移量，本次值与前次值的差值为本次位移量。8.1.3基坑地面沉降量测采用相对高程系，在基坑开挖深度范围之外设58点作为参照点，建立水准测量监测网，参照等水准测量规范要求用水准仪引测。历次沉降变形监测是通过高程基准点间联测一条闭合或附合水准线路，由线路的工作点来测量各监测点的高程。各监测点高程初始值在施工前测定（至少测量2次取平均）。某监测点本次高程减前次高程的差值为本次沉降量，本次高程减初始高程的差值为累计沉降量。8.1.4基坑监测注意事项1观测精度要求：满足国家二级（按规范要求）基坑变形测量精度要求。2观测时间的确定：基坑开挖每一步都应做基坑边坡变形观测；观测时间每天一次，变形量突然增大或变形过大并不能稳定时必须连续观测，基坑回填后停止观测。3场地查看与记录：施工前对原场地进行全面调查，查清有无原始裂缝和异常并作记录，照相存档；施工期间每天应检查基坑周围有无裂缝发生；每次观测边坡位移记录详细记入汇总表并绘制边坡位移曲线。4每次观测应用相同

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