復合土釘墻支護技術應用

張明輝

（山西一建集團有限公司 山西太原 030006）

1 前言

根據危險性較大的分部分項工程實施管理辦法的規定，深度超過5m的基坑土方開挖、支護、降水工程屬于超過一定規模的危險較大的分部分項工程范圍，施工難度因實際情況而異。我單位在山西太原市高新開發區承接了一項工程，基礎最深開挖約6.5m，地下水位在地表5.1～5.5m以下，周圍場地環境復雜，其中場地東側為一棟四層辦公樓及一棟地上六層、地下一層的辦公樓。場地西、北、南三側均為市政主干道路，東側為住宅小區，擬建建筑物邊線距道路及建筑物紅線在4～6m之間，基槽坑口距離道路及建筑物紅線為2～4m之間。場地西側北段距基坑邊1.1m處有一趟南北向市政自來水管網（總長11m）。施工作業涵蓋基槽開挖、降水、支護等施工內容。

2 施工難點

場地周邊臨近街道及旁邊建筑物近，施工基坑除了基坑側壁的施工安全，還需對臨近建筑物及周邊道路的施工加強監測，保證施工安全。另外，現場水位位于基底標高以上1.5m，施工時需要考慮降水。本工程基坑開挖面積雖然只有4000m2，但基坑開挖存在的影響因素較多。編制合理、經濟、適用、安全的施工方案，通過動態的過程管理指導施工。

3 施工方法

（1）基坑支護設計：基坑上部4m采用1：0.2放坡，下部采用直徑500mm、長度8m的水泥土攪拌樁；從自然地坪開始往下6m范圍內分別設置兩道9m長的土釘、15m長的預應力錨索和一道長度為6m的鋼管作為土釘；預應力錨索采用1860級鋼絞線，孔徑150mm，水平間距1.5m，入射角15°，施加預應力100kN。面層采用100mm厚C20細石混凝土噴面防護（內置φ6.5@200鋼筋網片）。

（2）基坑開挖方法：基坑四周整體考慮采用水泥土攪拌樁和土釘墻支護相結合的施工方法。施工按照止水帷幕施工→土方開挖至止水帷幕頂端（4.0m）→第一步土釘墻支護→降水作業→開挖第二步→土釘墻支護→基坑坑底樁頭處理。

圖1

4 施工操作要點

4.1 水泥土攪拌樁施工方法（用做止水帷幕）

水泥土攪拌樁（止水帷幕樁）一般采用32.5MPa礦硅酸鹽水泥，水泥攪拌配合比：水灰比0.6～0.7、水泥摻量15%、每米摻灰量60kg、高效減水劑0.5%。水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。操作時，首先進行樁機定位，樁機在指定樁位對中，調平底盤，保證樁基主軸垂直；第二進行預攪鉆進，鉆開土體，當遇到土質較硬或下沉緩慢時可適量沖水；第三進行漿液配制，待樁機下沉到一定深度時，按設計配比要求進行投料，拌制水泥漿，應在送漿前不停攪拌；第四為提升注漿攪拌，待攪拌機下沉到設計深度，啟動漿液泵將水泥漿注入，然后邊注漿，邊攪拌提升，提升速度用慢速檔約0.8m/min；第五為重復下沉，樁機提至設計樁頂標高時，關閉灰漿泵，重復下沉攪拌，使漿液與土體攪拌均勻，下沉速度約為1.5m/min；第六重復噴漿提升：待下沉至設計深度時，開啟灰漿泵，將余漿注入土層中，并且邊攪拌邊噴漿，提升直至地面，提升速度約為1m/min；最后一步沖洗灰漿泵和輸漿管系統，并清除鉆頭粘附的軟土。移至新樁位，重復以上工藝。

4.2 土釘墻施工

土測量放線定位→設備就位→鉆孔→土釘鋼筋制作→土釘鋼筋安裝→注漿→鋼筋網綁扎→噴射混凝土→養護。

①確定土釘的位置依照設計圖紙進一步定位，找到并且準確的標明孔位；②采用人工成孔或者機械成孔的方法按照設計的要求孔深傾角進一步進行鑿孔；③再根據設定的土釘直徑還有長度，進行加工達到合格的桿體，釘體鋼筋多采用HRB400鋼筋，長度為支護圖紙確認長度，安裝時要間隔1.5～2.0m，主要為了保證土釘在孔中心的位置，焊接支架，完成后將土釘體安放置于孔內。

注漿用水泥漿拌制采用42.5普通硅酸鹽水泥，充盈系數大于1，水灰比為0.5，注漿壓力為0.65～1.0MPa。為了保證孔壁和土釘兩者之間被水泥漿充滿，應該由里向外注的進行注漿，使得注漿管插入孔內，當水泥漿從孔口溢出后，停止注漿；注滿后保持壓力3～5min并再次間隙補漿。注漿開始或中途停止超過30min時，應用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及其管路。注漿完成后，在坡面上綁扎雙向鋼筋網，向上翻邊壓頂寬度為1.0m，網筋之間用22號扎絲間隔綁扎，網筋綁扎要牢靠。噴射混凝土面層使用的混凝土強度等級不低于C20，配合比經試驗室配比試驗確定，厚度一般≥100mm。噴射混凝土時應自下而上分段分區方式進行，噴射區段間的接合部和結構的接縫處力求平展，不得存在漏噴部位。

4.3 預應力錨索施工

施工順序按照鉆孔→安放拉桿→灌漿→養護→安裝錨頭→張拉錨固和挖土進行。

操作時，采用套管跟進工藝，隔孔跳打形式，鉆孔直徑≥150mm，鉆孔容許水平偏差不大于50mm，垂直偏差不大于100mm，角度偏差0.5。第二步安放拉桿，采用2根鋼絞線。自由端先用黃油涂滿，再用PVC管加套，在每組錨索外再用波紋塑管加套并與自由端末端捆扎結實保證自由端鋼筋在預加應力時自由拉伸。第三步進行注漿，采用P.O42.5級水泥凈漿，水灰比為0.45～0.50，注漿管最末端到孔底距離不宜大于180mm。施工過程中，漿液應始終把注漿管埋裹。溢出口出現水泥漿時停止注漿；在發現注漿后漿液面有下降時，應進行補漿。腰梁采用16a槽鋼進行布置。第四步，土層錨桿灌注養護，進行預應力張拉時，錨固體強度大于15MPa并不小于設計強度的75%，且已經在支護結構上安裝圍檁。張拉所用設備與預應力結構相同，預應力值一般為設計錨固力的70～80%。

圖2 錨索外錨固端大樣圖

4.4 降水管井

降水井選用300mm無砂混凝土濾水井管，井管外采用厚度≥100mm的濾料，井管均應設置井底封閉，并考慮井底沉砂管長度。

管井施工按照測量定位→埋設護筒→鉆機就位→鉆孔→吊放井管→四周填毛砂濾料→洗井的順序進行。

首先進行測量定位，定井時要錯開建筑物的臺、梁及承重墻位置。降水井鉆孔可用汽車鉆或沖擊鉆，要保證井壁垂直，垂直度＜1.5%，以能夠順利下入井管，井徑不小于600mm，以保證有足夠的環形空間。然后進行吊放井管，下井管前孔內泥漿要充分稀釋，下井管時要小心謹慎，不能碰傷井管，對破壞井管及時更換，絕對不能入孔。井管下方完成后四周填毛砂濾料，填料時要用鐵鍬沿井管四周緩慢填入，填至地面為止，不能整車倒入，防止濾料搭橋堵塞，保證環形空間內全部填滿濾料。填完濾料后要及時下泵抽水洗井，直至將井內泥漿抽清方可停止。待降水作業完成后，對降水井作封井處理。井口裝置為：用鐵皮卷成鐵筒，筒外焊止水環，將鐵筒、止水環與混凝土底板澆注到一起。鐵筒頂高出建筑物底板10mm，鐵筒底與管井井管相連。降水結束后，井管內填入碎石搗實，鐵筒內填C20混凝土，井口用鐵板焊死。

5 變形監測

基坑變形監測，應由建設單位委托具有基坑監測資質的第三方進行，監測單位編審監測方案，報監理審批后實施，確?；影踩Ｊ┕挝桓鶕幼冃我幏兑?，自行監測基坑變形。

（1）土方開挖及基坑使用期間應對基坑及周邊環境進行變形監測。根據監測要求和相關技術規范制定詳細監測方案，并報審。

（2）基坑開挖及地下室施工期間，對維護結構及周圍環境全面檢測，做到信息化施工，監測內容至少包括以下內容：

①坡頂水平位移、沉降；

②坡頂地表豎向位移；

③坑外地表沉降、道路裂縫、活動房周圍變形。

（3）基坑監測報警值

表1 基礎檢測報警值

（4）監測頻率依據方案，并根據施工情況隨時做出調整，在監測值的日變化量較大、達到報警值或遇到不良天氣等時，應加密觀測，做好監測和相關特征狀態記錄，并會同有關人員分析安全狀態。

（5）基坑施工前應對周邊建筑物的現狀做好調查及取證工作，以免產生糾紛；周邊建筑物的報警值應結合建筑物的裂縫觀測確定，并應考慮建筑物原有變形與基坑開挖造成的附加變形的疊加。

（6）監測數據必須做到及時、準確和完整，發現異?，F象，加強監測；監測數據未達到報警值期間，應向設計單位及監理單位每周提交一次書面監測結果（包括每天的監測數據及周報），監測材料上應注明對應的施工工況及工況平面分布圖等施工信息，便于相關各方分析監測結果所反映的情況。

（7）監測數據如達到或超過報警值應及時通知有關各方，以期盡快采出有效措施保證本工程進展順利。

（8）除了儀器測量外，監測單位還應每天派專人對基坑內部和周邊環境進行巡視、檢查，發現異常情況應及時上報。

（9）監測日報24h內必須送達在建各方。

6 結束語

深基坑已是一種常見基坑形式，我們需要從開挖、支護方式、基坑的暴露時間等細節上做好前期策劃工作，確保工程優質、高速、安全、低耗，做到科學組織、精心安排，才能圓滿的完成施工任務。