土釘支護技術在深基坑開挖中的應用研究

【摘 要】我國建筑多元化發展的同時，建筑基坑的深度正隨著建筑高度的增加而不斷加大。基坑的深度越大，開挖支護難度也越大。土釘支護技術作為基坑開挖的一種新型擋土技術，憑借著自身的經濟性、安全性、快速等優勢迅速得到發展和應用。本文通過對土釘支護技術特點和其在深基坑開挖中的技術優勢進行分析總結，對該支護技術在深基坑開挖支護中的應用進行了分析探討，使該技術在深基坑開挖方面得到更好的推廣和應用，具有非常重要的意義。

【關鍵詞】深基坑；土釘支護技術；應用

1 引言

土釘支護技術的上世紀九十年代發展起來的新的適用于基坑開挖和邊坡支護的擋土技術，因其具有施工迅速、造價成本低廉、工藝簡單等特點在我國迅速得到推廣和應用，在城市建設中可以隨處見到深基坑的開挖工程。土釘支護技術是在工程部位設置適當數量和深度的土釘，在工程部位表面拉結鋼絲網固定，并噴射混凝土面層，通過土體、土釘、混凝土面層的共同作用來支護和穩固土體邊坡，是一種重力式擋土墻結構。隨著基坑深度的加大，支護難度也越來越大，本文就土釘支護技術在深基坑中的應用進行了詳細的探討，為深基坑開挖的土釘支護技術的深入研究推廣提供幫助，也給廣大從事基坑開挖工作的相關技術人員提供技術參考。

2 土釘支護技術的特點和深基坑支護優勢

土釘支護作為繼樁、墻、錨支護技術后的新型擋土技術，因該技術有著鮮明的特點和優勢而備受推廣和應用，特點分析如下：

2.1 土釘充分融入土體，通過與土體之間的粘結界面的摩擦力和粘結力與土體相互作用，形成整體性較好，穩定性高的復合土體，整體穩定性得到很大提高，承受的上部坡頂荷載也越大，能夠避免突然的滑坡和塌方，有利于安全施工。

2.2 支護效果好，土釘墻體位移一般控制在20mm，對周邊相鄰建筑的影響較小，而且施工操作機械比較簡單實用，易于推廣。

2.3 施工操作簡單，由于土釘是細長金屬桿件，比錨桿長度短，制作方便、快捷，鉆孔深度相對錨桿鉆孔深度淺，孔深越淺注漿越容易，注漿壓力也比較容易控制，機械設備比較普遍，一般施工方都能能夠實現。

2.4 土釘支護本身速度較快，如能與土方開挖配合好，實行平行流水作業方式，施工工期將會大大減少。

2.5 成本低廉，土釘充分與土體聯合作用，充分利用了土體的承載能力，施工成本大大降低，比灌注樁、錨桿等支護技術的成本要低很多。

土釘支護技術用于深基坑開挖中的優勢如下：

2.5.1 深基坑的開挖一般都是分層開挖、逐步支護，挖方與支護分工明確，單獨作業時間少，工期短、效率高，開挖完畢后，支護也基本完成。

2.5.2 設備簡單、成本低。深基坑支護中，開挖越深、地質條件越復雜，但是在一般情況下，普通的錨桿設備即可適用。工程經驗和工程類比得出的支護成本投入要遠小于樁錨圍護法、連續墻法等。

2.5.3 對施工場地要求低，機械設備的簡單、尺寸也不大，相應的作業范圍也較小，特別適于大城市的深基坑工程。

另外，深基坑工程大多在城市區，土釘支護對周邊的環境影響小，基本不存在噪音、振動及污染等問題，對相鄰建筑的影響也較小。

3 土釘支護技術工藝

深基坑開挖土釘支護施工工藝流程大致可分為土方開挖、初噴混凝土、土釘安置、注漿、掛鋼筋網、復噴混凝土、排水設置。

3.1 土方開挖

3.1.1 深基坑土方開挖必須采用分層開挖支護的方式進行，每層的開挖深度應控制在土釘以下0.5m左右，原則上各層土釘豎向間距為1.2m，第一層開挖長度方向不大于15m，第二層不大于10m，確保土釘成孔的工作面。

3.1.2 確定鉆孔的位置應使用測量工具，鋼卷尺、水準儀、經緯儀等進行精確地位置測量，允許偏差50mm，按照錨桿鉆機成空操作規程鉆孔，孔徑誤差在±10mm，控制好鉆孔深度，不易過深過淺，在50mm范圍以內，鉆孔傾角在5°～15°。

3.1.3 上層的混凝土強度必須達到要求強度的70％，方可進行下層土方的開挖和支護。

3.2 初噴混凝土

混凝土的初噴是為及時封閉和保護暴露在外的新鮮土體，免受外界環境影響而風化干裂。初噴工作需在開挖土方后并經作業人員的整平處理，進行強度等級為C20的混凝土初噴，C20混凝土水泥、碎石、砂的比例為l∶2∶2，水灰比0.46，碎石粒徑避免過大和過小，要均勻分配，厚度50mm，噴射壓力在0.3～0.4MPa。

3.3 土釘設置

土釘的制作一般都是現場處理，組裝前應該除銹，土釘制作長度誤差控制在20mm以內，每間隔1.5～2.0m焊接一組對中支架，由Ф6.5鋼筋制作而成。安放入鉆孔前，認真檢查土釘質量，桿體若有扭曲、彎曲的現象應停止使用，注漿管與土釘一起入鉆孔內，注漿管應在孔底0.5～1.0m處，孔口部位設置阻漿塞及排氣管。土釘水平間距要求誤差不超過150mm。

3.4 清理鉆孔

注漿前孔內的淤泥要及時清理，否則會混入注漿材料中破壞漿液質量，降低錨桿的承載力。注漿前要采用高壓空氣吹干凈孔內殘留物，保證注漿施工的質量。水泥漿清晰鉆孔可以提高其錨固力，但是成本較高。

3.5 注漿施工

注漿材料的選擇。采用水泥砂漿進行注漿，采用早強型硅酸鹽42.5號水泥，水灰比為0.45～0.55。在注漿過程中，從鉆孔底部開始高速低壓注漿，當孔口漿液外溢后，再從孔口進行低速高壓注漿，確保漿液充滿孔內，并適度擴散到周圍土體中。一般加壓四次以上，壓力控制在0.6～0.8MPa，在一次漿液初凝后終凝前進行二次注漿，壓力應大于2.5MPa。

3.6 掛鋼筋網

注漿結束后進行掛鋼筋網工作，在復噴之前進行。一般采用Ф6.5@200×200的鋼筋網，鋼筋網規格為雙向鋼筋網片，采用20#雙股扎絲連接綁扎，其長度不短于200mm，鋼筋搭接焊接長度不短于10D（D為相應鋼筋直徑）。復噴混凝土前，可在鋼筋網片后墊小磚塊撐起，確保面層內的鋼筋網片牢牢固定在邊壁上，保護層厚度在20mm。在鋼筋網片外采用2ф16加強筋固定在土釘上，焊接牢固。

3.7 復噴混凝土

3.7.1 復噴混凝土前全面清理初噴混凝土面層上的雜物碎屑，沖洗干凈。噴射混凝土時，按照從下向上，左右復噴的方式，垂直坡面進行噴射，距離在1.0～1.2m，在噴射時應注意避免干料和回彈現象，及時調整水量和距離。噴層厚度應符合設計要求，表面平整。

3.7.2 混凝土噴射時注意加強筋位置的噴射方式，應先噴射加強筋的后背面，然后再噴射前面，以保證在加強筋的背面不會出現空洞。復噴完成后，對其要進行適當的灑水養護。

3.8 排水設置

基坑的排水系統設置是保證深基坑工程安全的關鍵，基坑越深，地下水就越豐富，而水是導致基坑塌陷的直接因素。坡面、坡頂應設置明溝排水；地下水位較高區域進行井點降水，降水設備和井點預先布置好；基坑周圍必要時應做水泥攪拌樁止水帷幕防水。

4 結束語

土釘支護技術能夠充分發揮與土體的共同作用而提高土體的強度和穩定性，是目前提高深基工程穩定性和解決深基工程穩定問題的有效技術措施。本文對土釘支護技術特點分析充分體現了其可靠性高、施工簡便和造價低廉的優勢，其在深基坑工程中的應用研究，為廣大從事基坑開挖工作的相關技術人員提供技術參考，也為該技術的深入研究提供幫助。

參考文獻：

[1] 薛世宇. 土釘支護技術在基坑施工中的應用[J]. 技術與市場，2011（06）.

[2] 國家標準.《土釘支護技術規范》GJB 5055- 2006.

[3] 聶重軍，許百盛，雷鳴. 復合土釘支護技術在深基坑中的應用[J]. 長沙大學學報 2009（05）.

[4] 陳冬瑞. 土釘支護技術的發展應用與研究[J]. 安徽地質，2004（14）.

作者簡介：

吳兵偉，男，浙江杭州人，職稱：助理工程師，學歷：專科。張翼，男，浙江杭州人，職稱：助理工程師，學歷：專科。