建筑工程深基坑支護技術應用研究

摘要：深基坑開挖是建筑工程經常出現的土建工程，其關鍵技術在于深基坑的支護，本文針對深基坑的支護方式作了介紹，并重點介紹了土釘墻深基坑支護技術的原理、特點和適用范圍，詳細闡述了其施工工藝流程，最后結合工程實踐介紹了深基坑土釘墻技術的應用。

關鍵詞： 建筑工程； 基坑支護； 土釘墻

中圖分類號： TU198 文獻標識碼： A

1. 深基坑支護與土釘墻基坑支護技術

1.1基坑支護概述

建筑工程中，深基坑開挖后需要對其側壁進行加固，以防止其片幫崩落，即不利于基坑本身的穩定，也不利于下一步的施工開展。支護、加固是增強深基坑結構安全和周邊建筑安 全的主要手段。在現場施工設計中，結合施工地點的水文、地質、開挖深度、基坑結構、排水條件、周邊載荷等眾多因素，再根據經濟技術要求，設計出相應的支護方式。

基坑支護技術近年發展較為迅速，其成熟的支護技術有以下六種方式：①鋼板樁支護法；②鉆孔灌注樁發；③土釘墻法；④水泥墻加鋼筋法；⑤錨聯網法；⑥外部拉鉚法。

1.2土釘墻深基坑支護技術

土釘墻法是在錨桿支護技術的基礎上發展出來的，它規避了錨桿只有錨固部分受力，而其他段只是傳遞力的局限，土釘墻能夠使整個鋼筋處于受力狀態，在基坑開挖中用來維護基坑結構的良好支護方式，是一種全新的擋土結構。

土釘墻結構是在深基坑墻體上用錨桿鉆機打孔，再將土釘置入孔內，最后通過注漿錨固土釘，土釘從頭部到底部始終與孔內周圍土體緊密連接，最后在土釘外部安裝外部結構，并噴射混凝土面板。土釘整個與基坑周邊土體充分鉸接，通過粘結摩擦力與周邊形成復合體。土釘即使受到工程擾動，可以通過噴射的混凝土版面加以約束土體，保障深基坑周邊土體的穩定性。土釘墻廣泛適用于邊坡高度不大于12m的深基坑。

2.土釘墻基坑支護技術施工工藝

2.1開挖修坡和初噴混凝土

土方應分層分段開挖，每層開挖深度一般為1 m~2 m，每段長度可取10 m~20 m。初噴混凝土應分段分片依次進行，同一段內噴射順序應自下而上，段片之間，層與層之間做成45°角的斜面，以保證混凝土前后搭接牢固，并凝結成整體。

2.2成孔

土釘放置于土體內，首先需要風動錨桿鉆機打孔，打孔直徑在42mm左右，具體視土釘直徑計算。施工中為保證深基坑的整體完整性，不可使用水鉆降溫，且在剛進入土體的表層時，應保證鉆機的穩固性，防治大面積破壞土體表層，造成局部片幫。

2.3安土釘、注漿、安連接件

1)安土釘。土釘鋼筋采用螺紋鋼，置入孔中前，應先設置定位支架，保證鋼筋處于鉆孔的中心部位，支架沿釘長的間距為2 m~3 m，支架的構造應不妨礙注漿時漿液的自由流動，支架材料為金屬或塑料件。

2)注漿。土釘鋼筋置入孔中后，可采用壓力注漿，壓力注漿采用二次注漿法：一次注漿導管應先插至距孔底250 mm~500 mm處，并在孔口設置止漿塞和排氣孔，以低壓(0.4 MPa~0.6 MPa)注漿；二次注漿管采用20花管，應先固定在土釘鋼筋上與土釘鋼筋同時置入孔中，待一次注漿完間歇24 h后進行二次注漿，壓力控制在0.5 MPa~2.0 MPa。

3)安連接件。土釘鋼筋端部通過鎖定筋與面層內的加強筋及鋼筋網連接時，其相互之間應可靠焊牢。當采用鋼管桿體時，鋼管通過鎖定筋與加強筋焊接。

2.4編制鋼筋網和復噴混凝土

為保證基坑表體的穩定性，在基坑垂直表體上鋪上一層金屬網，金屬網必須全部覆蓋表體，金屬網的固定采用干噴混凝土，混凝土的厚度不得低于25mm，在邊坡線附近的混凝土注意坍落度的問題。鋼筋金屬網要求采用焊接而成，對于混凝土保護層較厚的情況，金屬網可以采用綁扎方式。最后在初噴混凝土上進行二次復噴混凝土。

3.土釘墻支護實例

3.1工程地質條件

某工程需要開挖深度自然地坪下9m的深基坑，其基坑開挖的土層物理力學指標見表1。

表1 土層物理力學性質指標表

3.2支護結構方案選型

現場勘查的結果表明，基坑附近存在一些低層民用建筑，側壁安全防護要求為二級，在工程不具備放坡開挖的現實背景下，對比比水泥擋土墻、土釘墻及復合土釘支護方案的優缺點。結合經濟性和安全性，支護結構對于距建筑物較近部位采用復合土釘墻支護，其余部位要用土釘墻支護方案。

3.3土釘方案計算

按照各層土的設計參數，主動土壓力按朗肯土壓力理論計算，地面堆載按q=20 kPa考慮。

1)單根土釘抗拉承載力驗算。按《建筑基坑支護技術規程》要求，單根土釘抗拉承載力應按1.250Tjk≤ Tjk驗算。單根土釘受拉載荷折減系數取0.7562。經驗算，各開挖層按前述方案施工時土體的整體穩定性安全系數在1.55~2.86之間，均滿足規范要求。土釘設計計算結果如表2所示。

表2土釘計算結果

由于基坑東北部、西部南北兩側建筑物距基坑較近，為了限制基坑開挖時邊坡位移量，在這些部位采用復合土釘墻，即增加施工超前微型樁。并且該部位的土釘根據需要可改為38的錨管支護。超前微型樁間距0.8 m~1.0 m，施工自地表下2 m~10 m，直徑100 mm~150 mm，鋼管采用38底部花管。

4.結束語

在現場施工設計中，結合施工地點的水文、地質、開挖深度、基坑結構、排水條件、周邊載荷等眾多因素，再根據經濟技術要求，設計出相應的支護方式。此外還要做好深基坑土釘墻施工工藝的管理工作，保證每一步驟都符合質量要求，做好質量控制。做好基坑支護的源頭設計和施工管理目工作，對減少甚至杜絕基坑工程事故、規范建筑施工必將起到積極的推動作用。

參考文獻：

[1] 曾憲明. 土釘支護設計與施工手冊[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2000.

[2] 陳圓圓，曾復生. 西安某基坑土釘墻支護設計[J]. 山西建筑，2008，34(7)：130-131.

作者簡介：李利平，男，廣東省深圳市人，1991年畢業于湖南省邵陽工業?？茖W校工業與民用建筑專業，工程師，主要建筑工程、市政工程施工監理工作。