深基坑土釘墻支護施工技術分析

楊 超 （中交一公局第一工程有限公司，北京 102200）

1 引言

隨著我國城鎮化的快速發展，為解決城鎮化人口增加與建設用地資源緊張的矛盾，城市建筑的高度日益增加[1]。為滿足高層建筑的要求，建設時需開挖深基坑，深基坑工程具有難度高、工程量大、危險性高及易對周邊環境造成影響的特點[2]。由于各個基坑工程的地質條件有所差異，因此，深基坑工程具有較強的工程實踐性，給深基坑的開挖及支護施工增加了難度[3]。

深基坑土釘墻支護體系是一種在原位土中植入土釘，以增加原位土的抗剪性能，土釘與原位土形成一個整體后，在基坑坡面鋪設鋼筋網，再噴射混凝土以達到對基坑邊坡保護[4]。土釘墻支護體系因其施工簡單，成本低、施工速度快而被廣泛應用于深基坑支護。較多學者對深基坑土釘墻支護施工技術進行了研究，李程錦[5]基于某建筑基坑工程，對土釘墻支護施工技術進行了研究，研究結果表明，基坑土釘墻支護體系可在保證項目質量的同時，有效的節約施工工期；張欽喜等[6]提出一種可回收的土釘墻支護結構體系，并依據實際工程的應用，對可回收的土釘墻支護體系進行了受力分析；彭永強[7]基于某實際項目對土釘墻支護深基坑的穩定性影響因素進行了研究，并提出了相應的解決方案；張瀾[8]采用有限元分析的方法對深基坑土釘墻支護體系穩定性及安全性進行了參數分析，研究結果表明，土釘墻的粘聚力與邊坡穩定成正比；陳富強等[9]對土釘墻主動壓力折減系數計算方法進行了研究，提出了粘聚力影響的土釘墻主動土壓力折減系數計算方法；韓亞爭[10]對土釘墻在基坑中的應用過程及計算方法進行了論述；陳明等[11]對復合土釘墻在軟土地基中的施工技術進行了研究，并提出了相應的施工方法；羅遠明[12]以廣州市某深基坑工程為例，對土釘墻基坑邊坡支護體系的受力特性進行研究，研究結果表明，在一定范圍內增加土釘長度可有效提高基坑的安全系數，與“下長上短”相比，“上長下短”的土釘布置方式具有較好的受力性能。

綜上所述，土釘墻支護體系被廣泛應用于建筑基坑中，由于基坑工程的實踐性及經驗性，本文以包頭中朵·上東郡基坑工程為背景，對深基坑土釘墻支護施工技術及施工過程進行論述，以期為類似工程提供參考。

2 工程概況

2.1 場地概況

包頭中朵·上東郡項目為高層住宅樓，建設場地位于包頭市石拐新區S211道路和德恒路之間，瑤光路以南，巴達嘎爾大街以北，石拐區人民政府西側，場地地形北高南低，地貌上屬山前沖洪積扇后緣，地勢較平坦。項目基礎形式為筏板基礎，基礎埋深-4.3m～-4.6m。場地內及周邊無活動性斷裂帶，場地穩定，屬抗震有利地段，地基土分布連續、均勻。場地形狀為矩形+梯形，南北長邊約316m、短邊約239m，東西長邊約267m、短邊約80m，場地標高為1203.59m～1210.82m 之間，最大高差4.5m?；又ёo結構形式為釘墻護坡，安全重要性等級為二級，基坑支護使用期為一年。

2.2 周邊環境

①基坑東側為石拐區人民政府，距離擬建基坑邊線約50.00m。

②基坑南側為在建施工工地，距離擬建基坑上口線約30.00m；南側某建筑物距離基坑上口約15m；東北側緊鄰德恒路。

③基坑西側為迎祥路，距離擬建基坑上口線約50.00m～60.00m。

④基坑北側為億和嘉園小區，圍墻與路之間為市政綠化帶，距離擬建基坑上口線約70.00m。

3 施工關鍵技術

3.1 總體施工流程

結合基坑支護設計及總體部署要求，土方開挖及基坑支護總體施工流程如下。

圖1 總體施工流程圖

3.2 土釘墻支護方案

基坑坡面掛鋼筋網，噴射80mm厚C20混凝土，土釘為鉆孔注漿土釘、孔直徑120mm，須采用潛孔錘預成孔，注漿料選用為水泥凈漿，水和水泥的比例為1∶2，水泥的型號依據設計要求選擇，一般使用32.5硅酸鹽水泥。土釘孔在注漿時壓力應設置為0.8MPa～1.0MPa，土釘傾角為10°。鋼筋網布置Φ6.5@200，螺紋鋼筋連接及錨筋錨頭與橫壓筋的連接均采用搭接焊搭接長度，單面焊不小于10d，雙面焊不小于5d。為使鋼筋網片充分嵌入噴射混凝土中，鋼筋網片與坡面間應預留一定的縫隙，且混凝上保護層厚度不小于20mm。

3.3 土釘墻護坡施工工藝及施工方法

3.3.1 施工流程

圖2為土釘墻護坡施工方法流程圖。先進行土釘預埋、注漿、掛網等步驟，然后進行隱蔽驗收；對場地進行測量放線完成后進行土方開挖，人工修坡；然后進行孔位的布置，將鋼筋網片與土釘連接件進行焊接；進行坡面混凝土噴射，待混凝土強度達到其強度的70%，進行下一層土方的開挖。

圖2 土釘墻護坡施工方法流程圖

3.3.2 土方開挖

機械分層開挖土方，每層開挖深度不大于1.8m。當土釘墻強度達到70%以后，進行下一層土方開挖。進行土方開挖時，應采用機械開挖與人工開挖相結合的方式，杜絕基坑的超挖和欠挖。在進行邊坡機械開挖時，采用測量儀器實時對開挖深度進行監測，在開挖深度距設計剩余100mm～150mm時，采用人工對邊坡進行開挖修整至設計深度，可以保證邊坡的平整度，另一方面防止機械對邊坡的超挖。

3.3.3 孔位布點

根據設計要求定出孔位并作出標記和編號，確保位置正確，防止高低參差不齊和相互交錯。采用潛孔錘對土釘墻預成孔，孔徑120mm；成孔作業時，按照土釘傾角10°進行施工。成孔過程中遇有障礙物需調整孔位時，應出變更通知。在孔位成孔的過程中，應實時記錄成孔鉆出土體的特征，并與勘探及設計資料進行對比，當現場成孔施工的土體特征與設計不符時，應立即反饋設計單位，由設計單位及時進行設計方案改進，最大限度避免因勘探誤差對土釘墻支護的整體穩定性的影響。

3.3.4 釘錨連接及注漿

鋼筋網的橫壓鋼筋與土釘的端部采用焊接的方式連接，為使鋼筋網片較好的與土釘連接，且提高經濟性，橫壓加強筋的間距與土釘布置間距相同。為保證土釘墻的整體穩定性，在基坑邊坡不穩定的部位應設置斜向加強筋，以最大限度減小土體的變形，避免對周邊建筑物的影響。

土釘注漿材料應嚴格按照設計的水灰比進行制備，為保證注漿材料性能的均勻性，應對注漿材料進行充分的攪拌，且為保證注漿材料的流動性，應遵循“少拌勤拌，隨用隨拌”的制備原則，并且在拌合的過程中，應保證無雜物進入漿液，注漿作業結束或中途停止時間較長時，應用清水清洗注漿泵及管路。

3.3.5 鋼筋網鋪設

釘墻面層采用現場扎絲綁扎的規格為Ф6.5@200×200（HPB300）的鋼筋網片。鋼筋網鋪設需滿足以下要求：預先調直鋼筋；鋼筋網根據施工作業面的要求自上而下進行鋪設，搭接方式有焊接或綁扎兩種，綁扎時搭接長度大于等于30d(d為鋼筋直徑）；焊接的搭接長度大于等于10d；鋼筋網隨壁面鋪設，避免鋪設到基坑側壁巖土面，應留有400mm空隙；鋼筋網鋪設在坡面上下段時，其搭接長度應大于300mm；鋼筋與鎖緊鋼筋焊接成一體且壓在土釘鎖緊裝置下；鋼筋網在邊壁鋪設時延伸至地表面至少500mm處；土釘墻面層應深入基坑底面以下100mm。

3.3.6 噴射混凝土施工及注意事項

面層噴射兩層總厚度80mm的C20細石混凝土，坡頂噴射寬度不小于500mm的混凝土?；炷烈罁镀胀ɑ炷僚浜媳仍O計規程》（JGJ55-2011）所規定的混凝配合比拌制，嚴禁施工過程中使用不合格的混凝土?；炷羾娚錃鈮盒枰刂圃?.8MPa左右，消除氣壓太大或者太小對混凝土噴射質量的影響。

混凝土的混合料提前攪拌均勻保證顏色一致隨拌隨用，攪拌后最多放1h；噴頭保持在0.6m～1.0m的距離與受噴面垂直操作；噴射方式為從下到上操作；當基坑側壁面整體性較好時，可以先進行鋼筋網鋪設，再進行混凝土噴射。反之需要修理出平整的作業面，在鋼筋網鋪設完畢后立即噴射混凝土，這一操作能較好的穩定壁面，以防松散土塌落。

噴射混凝土應分層分段依次進行，同一分段內噴射順序應自下而上，分兩次進行。噴射時，噴頭應盡量與受噴面垂直，距離宜為0.6m～1.0m，噴射時應控制好水灰比，保持混凝土表面平整、濕潤光澤、無干斑及滑移流淌現象，必須等上一級混凝土達到設計強度的70%后，方可開挖下一層土方開挖。

3.3.7 混凝土養護及混凝土檢測

噴射混凝土較薄，水分容易蒸發，因此，待最后一層噴射的混凝土終凝2h后，就應開始養護。養護可采用表面灑水、覆蓋并保濕和噴養護劑的方法，且養護時間不應少于14天。噴射混凝土強度宜采用鉆芯法取樣進行單軸抗壓強度試驗，取樣數量按噴射混凝土面積每500m2為一組，每組取樣試件不應少于3個。噴射混凝土厚度檢測的數量按噴射混凝土面積每200m2不應少于1組，全部監測點的面層厚度平均值不應小于厚度設計值，最小厚度不應小于厚度設計值的80%。

3.4 基坑排水

為確?；涌焖?、有效排水，在基坑頂周邊設置截水溝、基坑底周邊設置排水溝，同時在坑底每100m設置1000mm×1000mm×1000mm集水井，集水井做法同排水溝。排水溝底采用厚度為100mm的C20混凝土澆筑，側壁采用12cm厚磚砌、砂漿抹面。

3.5 土方開挖施工方法

土方開挖遵循“先整體，再局部”，整體土方開挖從上往下分層分段開挖，以由東到西、由南到北的順序進行土方作業邊挖邊支護。土方開挖順序為先開挖周邊基坑支護位置的土方（沿基坑邊，寬度為10m），以方便邊坡支護作業的同步進行，然后開挖中間部位的土方。同時應根據具體情況適當調整分層開挖深度和開挖長度，最后配合人工清槽底。

3.5.1 土方開挖工藝流程

測量放線→第一層開挖至-1.80m→第一層支護→第二層開挖至-3.10m→第二層支護→第三層開挖至-4.30m→第三層支護→第四層（換填層）開挖至-6.10m→第四層支護→第五層開挖至-7.30m→第五層支護→人工修整至墊層底標高。

3.5.2 場內運輸道路

運土車輛出入口設置兩個，出入口設置洗車槽和自動洗車設備。場內道路以臨時道路為主，連接各樓棟基坑出土。道路臨時修建，鋪墊磚渣，壓路機壓實。在出口處留置出入基坑的坡道，坡道長35m，兩側設置護坡。道路兩側搭設高度1.2m的鋼管腳手架護欄，鋼管刷紅白相間漆，間距300mm。欄桿立柱1.5m一道，水平欄桿設置三道，間距0.6m。

4 結論

土釘墻因其施工簡便、造價低、工期短等優點被廣泛應用于建筑基坑的邊坡支護，本文依據包頭中朵·上東郡基坑工程，對深基坑土釘墻支護施工工藝及施工方法進行論述，深基坑土釘墻支護體系在本項目取得了良好的應用效果，可為類似建筑深基坑土釘墻邊坡支護工程提供參考。