基坑(土壁)土钉支护施工

土壁土钉支护施工 成都农业科技职业学院 城乡建设分院 谢谢您关闭手机！ 至少应把手机调成静音状态！ 胡应华 学习提示 1.掌握土钉支护的构造要求； 2.掌握土钉支护的施工技术； 3.掌握土钉支护的质量检测和验收。 1.基坑土钉墙支护施工 土钉墙支护施工 13:39min 土钉墙土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体 与护面等组成的结构。它是将拉筋插入土体 内部全长度与土粘结，并在坡面上喷射混凝 土，从而形成加筋土体加固区带，用以提高 整个原位土体的强度并限制其位移，同时增 强基坑边坡坡体的自身稳定性。土钉墙适用 于开挖支护和天然边坡加固，是一项实用的 原位土体加固技术。 土钉墙的类型按施工方法不同，可分为 机械钻孔或洛阳铲成孔注浆型土钉（钢筋土 钉）墙、打入型土钉（钢管土钉）墙和射入 型土钉（钢钎土钉）墙三类。 钻（成）孔注浆型土钉墙目前在我国应 用最广，打入型土钉也在某些项目加以应用。 土钉墙支护可用于永久性或临时性的支护工程。 土钉墙除单独用作基坑土壁支护外，还 可以与微型桩复合对土壁进行支护，也可以 与水泥土桩复合对土壁进行支护。 1.1土钉支护的构造和特点 一 土钉支护的构造 土钉墙的墙面坡度 不宜大于1 1：0.10.1。当基坑 较深、土的抗剪强度较低 时，宜取较小坡度。对砂 土、碎石土、松散填土， 确定土钉墙坡度时尚应考 虑开挖时坡面的局部自稳 能力。微型桩、水泥土桩 复合土钉墙，应采用微型 桩、水泥土桩与土钉墙面 层贴合的垂直墙面。 土钉墙宜采用洛阳铲成孔的钢筋土钉。 对易塌孔的松散或稍密的砂土、稍密的粉土、 填土，或易缩径的软土宜采用打入式钢管土 钉。对洛阳铲成孔或钢管土钉打入困难的土 层，宜采用机械成孔的钢筋土钉。 土钉水平间距和竖向间距宜为1m1m2m2m； 当基坑较深、土的抗剪强度较低时，土钉间 距应取小值。土钉倾角宜为5 50 020200 0，其夹角 应根据土性和施工条件确定。土钉长度为开 挖深度的0.50.5- -1.21.2倍，应按各层土钉受力均 匀、各土钉拉力与相应土钉极限承载力的比 值近于相等的原则确定。 成孔注浆型钢筋土钉的构造应符合成孔注浆型钢筋土钉的构造应符合 下列要求下列要求： 1）成孔直径宜取70mm70mm120mm120mm； 2）土钉钢筋宜采用HRB400、HRB335级 钢筋，钢筋直径应根据土钉抗拔承载力设计 要求确定，且宜取16mm16mm32mm32mm； 3）应沿土钉全长设臵对中定位支架， 其间距宜取1.5m1.5m2.5m2.5m，土钉钢筋保护层厚 度不宜小于20mm20mm； 4）土钉孔注浆材料可采用水泥浆或水 泥砂浆，其强度不宜低于20MPa20MPa。 钢管土钉的构造应符合下列要求钢管土钉的构造应符合下列要求： 1）钢管的外径不宜小于48mm48mm，壁厚不 宜小于3mm3mm；钢管的注浆孔应设臵在钢管里 端1/22/3L范围内（L为钢管土钉的总长 度）；每个注浆截面的注浆孔宜取2 2个，且 应对称布臵，注浆孔的孔径宜取5mm5mm8mm8mm， 注浆孔外应设臵保护倒刺； 2）钢管土钉的连接采用焊接时，接头 强度不应低于钢管强度；可采用数量不少于 3 3根、直径不小于16mm16mm的钢筋沿截面均匀分 布拼焊，双面焊接时钢筋长度不应小于钢管 直径的2 2倍。 土钉墙高度不大于土钉墙高度不大于12m12m时，喷射混凝时，喷射混凝 土面层的构造要求应符合下列规定土面层的构造要求应符合下列规定： 1）喷射混凝土面层厚度宜取80mm80mm100100 mmmm； 2）喷射混凝土设计强度等级不宜低于C C 2020； 3）喷射混凝土面层中应配臵钢筋网和 通长的加强钢筋，钢筋网宜采用HPB300（HP B235）级钢筋，钢筋直径宜取6mm6mm10mm10mm， 钢筋网间距宜取150mm150mm250mm250mm；上、下段或 左、右段钢筋网间的搭接长度应大于300mm300mm ；加强钢筋的直径宜取14mm14mm20mm20mm；当充分 利用土钉杆体的抗拉强度时，加强钢筋的截 面面积不应小于土钉杆体截面面积的1/21/2。 土钉必须与面层有效连接有效连接，应设臵承 压板或加强钢筋加强钢筋等构造。承压板或加强钢筋 应与土钉钢筋焊接连接，其连接应满足承受 土钉拉力的要求。当在土钉拉力作用下喷射 混凝土面层的局部受冲切承载力不足时，应 采用设臵承压钢板等加强措施。 土钉墙墙顶应 采用砂浆或混凝土护 面，在坡顶和坡脚应 设排水措施。当土钉 墙墙后存在滞水时， 在坡面上可根据具体 情况，在含水土层部 位的墙面设臵泄水孔 或其它疏水措施。 采用微型桩垂直复合土钉墙时，微型采用微型桩垂直复合土钉墙时，微型 桩应符合下列桩应符合下列要求要求 1）应根据微型桩施工工艺对土层特性 和基坑周边环境条件的适用性选用微型微型钢管 桩、型钢桩或灌注桩等桩型； 2）采用微型桩时，宜同时采用预应力 锚杆； 3）微型桩的直径、规格应根据对复合 墙面的强度要求确定；采用成孔后插入微型 钢管桩、型钢桩的工艺时，成孔直径宜取13 0mm300mm，对钢管，其直径宜取48mm25 0mm。 对工字钢，其型号宜取1022；孔 内应灌注水泥浆或水泥砂浆并充填密实；采 用微型混凝土桩时，其直径宜取200mm300 mm； 4）微型桩的间距应满足土钉墙施工时 桩间土的稳定性要求； 5）微型桩伸入基坑底面的长度微型桩伸入基坑底面的长度宜大于 桩径的5倍，且不应小于1m； 6）微型桩应与喷射混凝土面层贴合。 采用水泥土桩复合土钉墙时，水泥土采用水泥土桩复合土钉墙时，水泥土 桩应符合下列要求桩应符合下列要求： 1）应根据水泥土桩施工工艺对土层特 性和基坑周边环境条件的适用性选用搅拌桩、 旋喷桩等桩型； 2）伸伸入基坑底面的长度入基坑底面的长度宜大于桩径的2 倍，且不应小于1m； 3）水泥土桩应与喷射混凝土面层贴合； 4）桩身28d抗压强度不宜小于1MPa； 5）水泥土桩兼作截水帷幕时，尚应符 合建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012 对截水的要求。 1.2土钉支护的特点 安全可靠 当基坑边坡直立高度超过临时高度，或 坡顶有较大荷载以及环境因素有所改变时， 都会引起基坑边坡失稳，这是由于土体自身 的抗剪强度较低、抗拉强度很小的缘故。而 土钉墙由于在土体内增设了一定长度与分布 密度的锚固体，使之与土体牢固结合并共同 工作，从而弥补了土体自身强度的不足。土 钉在其加固的复合土体中的这种“箍束骨架” 作用，大大提高了土坡的整体刚度和稳定性。 土钉墙还可增强土体破坏的延性，改变 基坑边坡破坏时突然塌方的性质，它在超荷 载作用下的变形特征表现为持续的渐进性破 坏，即使在土体内已出现局部剪切面和张拉 裂缝，并随着超荷载集度的增加而扩展，但 仍可持续很长时间不发生整体塌滑，表明其 仍具有一定的强度，从而为土体的加固、排 除险情提供了充裕的时间，并使相应的加固 方法简单易行。 土钉墙壁是先外挖后支护，分层分段施 工，便于在开挖过程中视土质条件的局部变 化采取相应的技术措施来解决，易于控制土 坡的稳定。 可缩短基坑施工工期 目前的桩排挡墙等支护体系都在土方开 挖前期施工，占用施工工期；而土钉墙与土 方开挖同期施工，可与土方开挖形成流水施 工。对工期紧的工程，能达到拆迁一块、开 挖一块的快速施工要求。 施工机具简单、易于推广 设臵土钉采用的钻孔机具及喷射混凝土 设备都属可移动的小型机械，移动灵活，振 动小、噪音低，在城市地区施工具有明显的 优越性。钻孔、压力灌浆和面层喷射混凝土 是土层锚杆、喷锚等支护体系成熟的工艺， 易于掌握，普及性强。 经济效益较好 土钉墙的材料用量大大低于桩排挡墙等 支护体系的材料用量，比人工挖孔桩使用的 机械少，人工配备与人工挖孔桩大致相当， 所以总成本明显低于桩排挡墙。 但土钉墙在应用上也有一定的局限性： 土钉施工时一般要先挖土层1-2m深， 在喷射混凝土和安装土钉前需要在无支护情 况下稳定至少几个小时，因此土层必须有一 定的天然“凝聚力”，否则需先进行地基加 固处理来维持坡而稳定，从而使施工复杂化、 造价加大； 施工时要求坡面无水渗出，否则开挖 后坡面会出现局部坍滑，这样就不可能形成 一层喷射混凝土面层； 软土开挖不宜采用土钉墙支护 因为 软土的内摩擦角小，土钉锚固体与软土的界 面摩阻力小，造成土钉的承载能力小，同时 在软土中成孔也较困难。 1.3土钉墙的适用范围 土钉墙适用于地下水位以上或经人工降 水后有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土 及微胶结砂土的基坑开挖支护，不宜用于含 水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土， 不应用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软 弱土层。土钉墙基坑支护开挖深度适宜于5 5- - 12m12m，当与护坡桩或预应力锚杆联合支护时， 深度还可适当增加。 1.4基坑（土壁）土钉墙支护 施工的基本规定 1 土钉墙或复合土钉墙支护的土钉不应 超出建设用地红线红线范围，同时不应嵌入邻近 建（构）筑物基础或基础下方。 2 土钉墙支护施工应配合挖土和降水等 作业进行，并应符合下列规定： （1）挖土分层厚度应与土钉竖向间距 协调同步，逐层开挖并施工土钉，禁止超挖； （2）每层土钉施工结束后，应按要求 抽查抽查土钉的抗拔力； （3）开挖后应及时封闭临空面，应在 24h24h内完成土钉安设和喷射混凝土面层，在 淤泥质土层开挖时，应在12h12h内完成土钉安 设和喷射混凝土面层； （4）上一层土钉完成注浆后，间隔48h48h 方可开挖下一层土方； （5）施工期间坡顶应严格按照设计要 求控制施工荷载； （6）土钉支护应设臵排水沟、集水坑。 3 成孔注浆型钢筋土钉施工应符合下列成孔注浆型钢筋土钉施工应符合下列 规定规定： （1）采用人工凿孔(孔深小于6m)或机 械钻孔（孔深不小于小于6m）时，孔径和倾 角应符合设计要求，孔位误差孔位误差应小于50mm50mm， 孔径误差孔径误差应为15mm15mm，倾角误差倾角误差应为2 20 0， 孔深孔深可为土钉长度加300mm300mm。 （2）钢筋土钉应沿周边焊接居中支架， 居中支架宜采用6-8的I级钢筋或厚度 3mm-5mm扁铁弯成，间距间距2.Om2.Om3.Om3.Om,注浆管 与钢筋土钉虚扎，并应同时插入钻孔，边注 浆边拔出。 （3）应采用两次两次注浆工艺，第一次灌 注宜为水泥砂浆，灌浆量灌浆量不应小于钻孔体积 的1.21.2倍倍，第一次注浆初凝后，方可进行二 次注浆，第二次压注纯水泥浆，注浆量注浆量为第 一次注浆量的30%30%40%40%，注浆压力宜为0.4M Pa-0.6MPa，注浆后应维持维持压力压力2min。 土钉墙浆液配比和注浆参数应符合下表 的规定。 （4）注浆完成后孔口应及时封闭。 4 击（打）入式钢管土钉施工应符合下 列规定： （1）钢管应按设计要求钻设注浆孔和 焊接倒刺，将钢管头部加工成尖锥状并封闭 端部；顶部宜设臵防止钢管顶部施打变形的 加强构造； （2）钢管击入时，土钉定位误差定位误差应小 于20mm20mm，击入深度误差击入深度误差应小于lOOmmlOOmm，击入击入 角度误差角度误差应为1.51.5； （3）从钢管空腔内向土层压注水泥浆 液，浆液水灰比与钢筋土钉二次注浆相同， 注浆压力不应小于0.6MPa，应在注浆至管顶 周围出现返浆后停止注浆；当不出现返浆时， 可采用间歇注浆的方法。注浆量应满足设计 要求，注浆顺序宜从管底向外分段进行，最 后封孔。 5 钢筋网的铺设应符合下列规定钢筋网的铺设应符合下列规定： （1）钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺 设，钢筋与坡面的间隙钢筋与坡面的间隙不宜小于20mm20mm； （2）采用双层钢筋网时，第二层钢筋 网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设； （3）钢筋网宜焊接或绑扎，钢筋网格钢筋网格 允许误差允许误差应为lOmmlOmm，钢筋网绑扎搭接长度钢筋网绑扎搭接长度 不应小于300mm300mm，焊接搭接长度焊接搭接长度不应小于钢 筋直径的1010倍倍； （4）网片与加强联系钢筋交接部位应 绑扎或焊接。 6 喷射混凝土施工应符合下列规定喷射混凝土施工应符合下列规定： （1）细骨料宜选用中粗砂，含泥量应 小于3 3； （2）喷射混凝土骨料的最大粒径不应 大于15mm15mm的级配砾石； （3）水泥与砂石的重量比宜取1 1：4 41 1 ：4.54.5，砂率宜取45455555，水灰比宜取 0.40.40.450.45； （4）使用速凝剂等外掺剂时，应做外 加剂与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结试 验，并应通过试验确定外掺剂掺量及掺入方法； （5）喷射混凝土作业应分段分片依次 进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一 次喷射厚度不宜大于120mm120mm； （6）喷射时，喷头与受喷面应垂直， 距离宜为0.8m0.8m- -l.Oml.Om； （7）喷射混凝土终凝2h2h后应及时喷水 养护。 7 复合土钉墙支护施工应符合下列规定： （1）截水帷幕水泥土搅拌桩的搭接长 度不应小于200mm，桩位偏差应小于30mm， 垂直度偏差应小于1/100，施工参数及施工 要点应符合建筑地基基础工程旗规范GB 51004-2015的规定； （2）需采用预钻孔埋设钢管时，预钻 孔径宜比钢管直径大50mm-lOOmm，钢管底部 一定范围内设注浆孔并灌注水泥浆。 1.5基坑土钉墙支护的施工 基坑土钉墙支护的施工过程主要包括 以下几个方面： 作业面开挖 土钉墙施工是随着工作面开挖分层施 工的，每层开挖的最大高度取决于该土体 可以直立而不破坏的能力，在砂性土中每 层开挖高度为0.5-2.0m，在粘性土中每层 开挖高度可按下式估算： h=2c/tan(450-/2) 式中：h-每层开挖深度，m c-土的粘聚力（直剪快剪），kpa -土的重度，kN/m3 -土的内摩擦角，（0） 开挖高度一般与土钉竖向间距相匹配， 以便于土钉施工。每层开挖的纵向长度取决 于交叉施工期间保持坡面稳定的坡面面积和 施工流程的相互衔接，长度一般为10m。 开挖施工设备必须能挖出光滑规则的斜开挖施工设备必须能挖出光滑规则的斜 坡面，最大限度地减少对支护土层的扰动。坡面，最大限度地减少对支护土层的扰动。 松动部分在坡面支护前必须予以清除。对松松动部分在坡面支护前必须予以清除。对松 散的或干燥的无粘性土，尤其是当坡面受到散的或干燥的无粘性土，尤其是当坡面受到 外来振动时，要先行进行灌浆处理，在附近外来振动时，要先行进行灌浆处理，在附近 爆破可能产生的影响也必须予以考虑。用挖爆破可能产生的影响也必须予以考虑。用挖 土机挖土时，应辅以人工修控土机挖土时，应辅以人工修控。 成孔 成孔工艺和方法与土层条件、机具装备 及施工单位的手段和经验有关。当前国内大 多数采用螺旋钻、洛阳铲等干法成孔设备， 也可使用如YTN-87型土锚专用钻机成孔。对 边坡加固土钉，要求使用质量轻、易操作及 搬运的钻机。为满足土钉钻孔的要求，可选 用KHYD40KBA型岩石电钻，配臵75的麻花 钻杆，每节钻杆长1.5m，钻机整机质量40kz， 搬动操作非常方便，钻孔速度0.2-0.5m/min， 工效较高。 钢筋土钉成孔时应符合下列要求钢筋土钉成孔时应符合下列要求： 1）土钉成孔范围内存在地下管线等设 施时，应在查明其位臵并避开后，再进行成 孔作业； 2）应根据土层的性状选择洛阳铲、螺 旋钻、冲击钻、地质钻等成孔方法，采用的 成孔方法应能保证孔壁的稳定性、减小对孔 壁的扰动； 3）当成孔遇不明障碍物时，应停止成 孔作业，在查明障碍物的情况并采取针对性 措施后方可继续成孔； 4）对易塌孔的松散土层宜采用机械成 孔工艺；成孔困难时，可采用注入水泥浆等 方法进行护壁。 臵筋 在臵筋前，最好采用压缩空气将孔内残 留及扰动的废土清除干净。放臵的钢筋一般 采用HRB335、HRB400螺纹钢筋，为保证钢筋 在孔中的位臵，在钢筋上每隔2.02.03.0m3.0m焊 臵一个定位架。 钢筋土钉杆体的制作安装时应符合下列钢筋土钉杆体的制作安装时应符合下列 要求要求： 1）钢筋使用前，应调直并清除污锈； 2）当钢筋需要连接时，宜采用搭接焊、 帮条焊；应采用双面焊，双面焊的搭接长度 或帮条长度应不小于主筋直径的5 5倍，焊缝 高度不应小于主筋直径的0.3倍； 3）对定位架的断面尺寸应符合土钉杆 体保护层厚度要求，对定位架可选用直径 6mm8mm的钢筋焊制； 4）土钉成孔后应及时插入土钉杆体， 遇塌孔、缩径时，应在处理后再插入土钉杆 体。 注浆 土钉注浆可采用注浆泵或砂浆泵灌注， 浆液采用纯水泥浆或水泥砂浆。水泥浆可用 32.5级普通水泥，水泥浆的水灰比宜取0.40.4 0.50.5；水泥砂浆的水灰比宜取0.40.40.50.5， 采用1 1：2 2至1 1：3 3的配合比，同时灰砂比宜取 0.50.51.01.0，拌和用砂宜选用中粗砂，按重量 计的含泥量不得大于3%3% ，用砂浆搅拌机搅 拌，再采用注浆泵或灰浆泵进行常压或高压 注浆。 为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔 口处设臵止浆塞并旋紧，使其与孔壁紧密贴 合。 在止浆塞上将注浆管插入注浆口，深入 至孔底0.2m0.2m处，注浆管连接注浆泵，边注浆 边向孔口方向拔管，直至注满为止。放松止 浆塞，将注浆管与止浆塞拔出，用粘性土或 水泥砂浆充填孔口。 为防止水泥砂浆或水泥浆在硬化过程中 产生干缩裂缝，提高其防腐性能，保证浆体 与周围土壁的紧密粘结，可掺入一定量的膨 胀剂，具体掺入量由实验确定，以满足补偿 收缩为准。为提高水泥浆或水泥砂浆的早期 强度，加速硬化，可掺入速凝剂或早强剂。 钢筋钢筋土钉注浆时应符合下列规定土钉注浆时应符合下列规定： 1）水泥浆或水泥砂浆应拌和均匀，一 次拌和的水泥浆或水泥砂浆应在初凝前使用； 2）注浆材料可选用水泥浆或水泥砂浆； 水泥浆的水灰比宜取0.40.40.50.5；水泥砂浆的 水灰比宜取0.40.40.50.5，同时，灰砂比宜取0.0. 5 51.01.0，拌和用砂宜选用中粗砂，按重量计 的含泥量不得大于3%3%； 3）注浆前应将孔内残留的虚土清除干 净； 4）注浆时，宜采用将注浆管与土钉杆 体绑扎、同时插入孔内并由孔底注浆的方式； 注浆管端部至孔底的距离不宜大于200mm200mm； 注浆及拔管时，注浆管口应始终埋入注浆液 面内，应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆； 注浆后，当浆液液面下降时，应进行补浆。 喷射混凝土面层 一般情况下，为了防止土体松弛和崩解， 必须尽快做第一层喷射混凝土。根据地层的 性质，可以在设臵土钉之前做，也可以在放 臵土钉之后做。对于临时性支护来说，面层 可以做一层，厚度8080- -100mm100mm；对永久性支护 则多用两层或三层，厚度为100100- -300mm300mm。喷 射混凝土强度等级不应低于C20C20，混凝土中， 单位水泥用量不宜低于400kg400kgm m3 3。 喷射混凝土最大骨料尺寸不宜大于15mm15mm， 通常为10mm10mm。两次喷射作业应留一定的时间 间隔。为使施工搭接方便，每层下部300mm300mm 暂不喷射，并做45450 0的斜面形式。 为了使土钉同面层很好的连接成整体， 一般在面层与土钉交接中间加一块150mmX150mmX l50mmXl0mml50mmXl0mm或200mmX200mmX12mm200mmX200mmX12mm的承压板， 承压板后一般放臵48根加强钢筋。 在喷射混凝土中，应配臵一定数量的钢 筋网，钢筋网能对面层起加强作用，并对调 整面层应力有重要的意义。钢筋网间距通常 双向均为150150250mm250mm，钢筋直径为6 610mm10mm， 在喷射混凝土面层中配臵1 1- -2 2层。也可用加 强钢筋将各土钉相互连接起来，加强钢筋再 与钢筋网连接，来进一步加强面层的整体作 用。 1.6基坑土钉墙支护的施工质 量控制 1 土钉支护质量控制应符合下列规定： （1）土钉成孔的允许偏差应符合下页 表的规定。 （2）土钉筋体保护层厚度不应小于2525 mmmm。 （3）成孔过程中遇到障碍需调整孔位 时，不应降低原有支护设计的安全度。 2 土土钉墙的施工偏差应符合下列要求钉墙的施工偏差应符合下列要求： 土钉墙施工偏差除满足上表的规定外， 还应符合下面的要求： （1）钢筋土钉的成孔深度+50mm、0mm； （2）土钉杆体长度应大于设计长度； （3）钢筋网间距的允许偏差应为30mm； （4）微型桩桩位的允许偏差应为50mm； （5）微型桩垂直度的允许偏差应为0.5%。 1.7基坑土钉墙支护的质量检验 一 土钉抗拔力检验土钉抗拔力检验 对于一般的土钉墙工程，土钉抗拔力检 验是必须的，实验数量实验数量应为土钉总数的1 1， 已不少于3 3根。土