基坑土釘墻支護工程的施工質量控制

白現革 魏玉璽

煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司（450007）

基坑土釘墻支護工程的施工質量控制

白現革 魏玉璽

煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司（450007）

結合某高層住宅基坑支護的施工經驗，闡述了土釘墻支護的施工工藝流程、特殊部位的加固處理、支護結構排水、質量檢驗與監測等控制重點，從而獲得安全質量保障和經濟效益。

土釘墻支護；施工；質量控制

0 引言

隨著我國房地產的飛速發展，高層建筑異軍突出，帶動了施工技術的更新與發展。基坑土釘墻支護具有造價低、施工簡便等特點，在高層住宅基坑工程中的應用越來越廣泛，取得了良好的經濟效益。

1 工程概況

本項目由8棟21～23層住宅、便民店、社區綜合服務用房及2層地下車庫組成。本工程基坑形狀為矩形,基坑尺寸為212 m×197 m,深度10 m，沿基坑深度方向設計6排土釘，水平間距1.5 m,豎向間距1.2～1.3 m。工程地質條件如下：第1層為粉夾砂粉土，第2層為粉土，第3層為粉砂，第4層為粉土，第5層為細砂，地下水類型為潛水，場地靜止水位埋深在地表下6.2～7.9 m。

2 基坑土釘墻支護工程的施工準備

2.1 施工技術準備

1）制訂施工方案，合理確定支護與開挖的工序關系，做好測量放線工作，力爭達到連續快速施工。

2）土釘支護宜在排除地下水的條件下進行施工，應采取恰當的措施排除地表水、地下水，以避免土體處于飽和狀態，有效減小或消除作用于面層上的靜水壓力。

2.2 施工材料的選用

1）土釘鋼筋使用前應調直、除銹。

2）優先選用強度等級為PO42.5級的普通硅酸鹽水泥。

3）細骨料宜選用干凈的中粗砂，含泥量應小于3%。

4）粗骨料宜選用粒徑不大于20 mm的級配礫石。

5）使用速凝劑等外加劑時，應作外加劑與水泥的相容性試驗及水泥凈漿凝結試驗，并應通過試驗確定外加劑摻量及摻入方法。

2.3 施工機械的選用

錨桿鉆機、洛陽鏟、空氣壓縮機、混凝土噴射機、注漿泵。

3 施工工藝流程

3.1 開挖、修坡

土方開挖時,應嚴格按坡面尺寸放坡。開挖總體要求為分層、分段、分塊、對稱、平衡、限時，要堅持分層開挖、先支后挖、嚴禁超挖的原則。各開挖工況以本層土釘下調500 mm,但單層厚度不大于2.5 m，砂層單層厚度不大于1.5 m，分段長度不大于15 m，嚴格控制超欠挖。開挖過程中如遇雜填土、軟土層必須分層均衡開挖，分層厚度不宜超過1 m。

開挖和修坡應自上而下、分層分段進行，每層開挖深度和長度根據設計確定，嚴禁超深、超長開挖土方。當用機械進行土方作業時，不得出現土體松動，基坑的邊壁應用鐵鍬等進行切削清坡，以保證邊坡平整并符合設計規定的坡度。為防止裸露土體塌陷，應減少開挖土體的暴露時間，暴露時間一般不應超過24 h。在上層土釘和噴射混凝土面層達到設計強度的70%（通過試塊強度確定）后，再進行下一層土方開挖。開挖和修坡時，基坑周邊應嚴禁超堆設計荷載,基坑3 m范圍內不得存土，不可存放施工機械。基坑開挖過程中，應采取措施防止觸碰支護結構或擾動坑底原狀土[1]。

3.2 噴射第一道面層

開挖后應盡快做好面層，即對修正后的邊壁立即噴上一層薄混凝土或砂漿,若地質條件較好，可省去該道面層。

3.3 成孔

采用的機具應符合土層特點，滿足設計要求，在進鉆和抽出鉆桿過程中不得引起土體塌孔，對易塌孔的松散或稍密的砂土、稍密的粉土、填土，或易縮頸的軟土宜采用打入式鋼管土釘。成孔過程中應有專人作成孔記錄，按土釘編號逐一記載取出土體的特征、成孔質量、事故處理等，并將取出的土體及時與設計所認定的土質加以對比，若發現有較大的偏差要及時修改土釘的設計參數。

成孔過程中應控制以下四項設計指標：

1）土釘位置的允許偏差為±100 mm；

2）土釘的成孔直徑不小于100 mm；

3）孔深宜大于設計孔深100 mm；

4）成孔傾角的允許偏差為±1°。

3.4 安裝土釘

插入土釘前應進行清孔檢查，將孔內殘留或松動的雜土清理干凈。要先在土釘鋼筋上安裝定位支架，以保證鋼筋處于孔位中心，注漿后保護層厚度不小于25 mm。土釘置入時，管理人員應現場監督，防止施工人員擅自縮短土釘長度，降低支護工程質量標準。

3.5 注漿

按設計要求，注漿材料采用PO42.5級水泥，水灰比為0.5～0.6，注漿壓力為0.4～0.5 MPa。注漿階段，管理人員應重點檢查水泥漿的配比是否符合設計要求。水泥漿的配合比、漿體強度、注漿密實度和施工的順利進行有著直接影響。若水灰比過小，注漿可注性較差，且容易堵管，影響注漿作業的進行；若水灰比過大，注漿管插入后，漿體易往外流淌，造成孔內注漿不滿，直接降低支護工程的質量。注漿時應采用底部注漿方式，注漿導管底部先插入孔底250～500 mm，在注漿同時將導管以勻速緩慢抽出，以防止拔管過快導致孔內漿體脫節。第一次注漿后，對于土釘支護，應進行二次補漿，以確保注漿密實度。為確保土釘全長被足夠飽滿的漿體所握裹，應確保注漿的飽滿度[2]。

3.6 鋪設、固定鋼筋網

鋼筋網可焊接或綁扎而成,網格允許偏差為±10 mm,土釘鋼筋網按設計要求采用HPB300級直徑為6.5 mm的鋼筋，間距250×250 mm，搭接長度不小于300 mm。加強筋采用HRB335級直徑為14 mm的鋼筋，在鋼筋網上與土釘鋼筋焊接且井字形交叉布置，土釘端頭焊接土釘頭。網片與坡面間隙不小于20 mm。

3.7 噴射面層混凝土

噴射混凝土強度C20，平均厚度80 mm。為保證噴射混凝土厚度達到均勻的設計值，可在邊壁隔一定距離打入垂直短鋼筋作為厚度標志。噴射作業應分段進行,同一分段內噴射順序應自下而上，一次噴射厚度不宜小于40 mm，且接縫錯開。噴射混凝土時，噴頭與受噴面應保持垂直，距離宜為0.6～1.0 m,但底部鋼筋網搭接長度以內先不噴混凝土，待與下層鋼筋網搭接綁扎之后再與下層壁面同時噴射混凝土。混凝土噴射強度可用邊長為100 mm的立方體試塊進行測定，制作試塊時將試模底面緊貼邊壁，并噴入混凝土，每批至少留取3組（每組3塊）試件。噴射混凝土面層宜插入基坑底部以下20 cm，在基坑頂部也宜設置寬度為1～2 m的噴射混凝土護頂，起到防水和保護支護結構的作用。

混凝土噴射層的厚度，是評價土釘墻支護工程質量的主要指標之一，實際工程中，往往發生因噴層過薄而引起混凝土開裂或剝落現象。

3.8 養護

噴射混凝土終凝2 h后，應噴水養護。養護時間根據氣溫確定，宜為3～7 h。養護視當地環境條件采用噴水、覆蓋澆水或噴涂養護劑等方法。

4 特殊部位的加固處理

在基坑的東南角處,局部有建筑垃圾和砂層。如果超挖，基坑有可能塌方，導致基坑上口護肩部位出現裂縫。設計單位根據現場情況，對垃圾填土范圍進一步探明,對該范圍的基坑支護進行加固處理。將易塌方處土方進行清理，清理處用砂袋或石子回填，在坡頂處向下打6 m長微型樁，間距750 mm，端部開孔段長2 m，開孔間距500 mm。在裂縫范圍內微型樁施打應特別注意質量與安全，且在裂縫對應部位的坡面將土釘改為直徑48 mm的鋼管,增加注漿量，編網封面注漿。對于垃圾土部位，將上部開挖土體坡率由原來的1∶0.4增大到1∶0.6，并在垃圾土范圍內將土釘改為直徑48 mm的鋼管,擊入土層深度為3 m，并加大注漿量，鋼管制作同微型樁，開孔段范圍為2.5 m。

5 土釘墻支護的排水

排水問題是土釘支護結構最為敏感的問題。不僅要在施工前做好降排水工作，還要充分考慮土釘支護結構工作期間地表水及地下水的處理。基坑四周地表應加以修整并構筑明溝排水，嚴防地表水向下滲流，可將噴射混凝土面層延伸到基坑周圍地表構成噴射混凝土護頂，在土釘平面范圍內做防水地面，可防止地表水滲入土釘加固范圍的土體中。為了排除積聚在基坑內的滲水和雨水，應在坑底設置排水溝和集水井。排水溝和集水井宜用磚襯砌并用砂漿抹內表面以防止滲漏,基坑中積水應及時排除。

6 土釘墻的質量檢驗與監測

1）應對土釘的抗拔承載力進行檢測，抗拔試驗可采用逐級加載法。

2）應對土釘墻的噴射混凝土面層的混凝土強度及厚度進行檢測。

3）土釘支護的施工監測應包括基坑邊坡頂部水平和豎向位移、基坑周邊地表的豎向位移。

7 結語

土釘墻施工成功解決了基坑邊坡的強度及穩定性問題，保證了施工的安全。因此在條件允許的情況下，采用土釘墻支護可以大大節省投資。土釘墻施工周期短，與挖土同時進行，很少占用工期。挖土與土釘支護都分層分塊施工，充分發揮土體的空間支護作用，使邊坡位移和變形及時得到限制。

[1]JGJ120-2012,建筑基坑支護技術規程[S].

[2]建筑施工手冊[第四版][M].中國建筑工業出版社.