土钉挡墙基坑支护工法文本

1、 广西建工集团第五建筑工程有限责任公司（WJGF-2002）土钉挡墙基坑支护工法二二年六月广西建工集团第五建筑工程有限责任公司编制人员一览表姓 名职 称职 务签字编制简大桥 刘松林陈向东工程师工程师注册安全工程师公司科技处处长机施分公司主任工师公司科技处职员审核冯锦华高级工程师公司总工程师审批王鸿尧高级工程师公司总工程师会签日期：2002年7月印制150份发至各分公司及项目经理部、公司质安处、生产技术处目 录1、前言32、工法特点33、适用范围34、工艺原理4 5、施工工艺流程及操作要点5 6、原材料与机械设备87、质量控制98、安全措施119、环保措施1210、效益与施工效率分析1211、应

2、用实例13土钉档墙基坑支护工法（WJGF-2002）1. 前 言 土钉支护作为一种基坑支护形式，具有开挖放坡及变形位移小、土方量少、工程造价低，施工速度快，且不影响相邻建筑物基础安全等优点。近年来我公司在学习、吸收国内外先进施工技术的基础上，通过工艺创新、工法提炼，逐步形成了一整套先进的施工方法和工艺。并先后在柳州饭店综合楼、广西医科大一附院内科大楼、广西区二招B11、G14两栋部长级别墅、南宁华城公寓、柳钢体育馆、柳微冲压车间等工程中获得成功应用，取得了较好的社会效益和经济效益。现根据CECS96：97规范并结合本公司近几年来的工程实践，以及区内岩土分布地貌地形特点，编制了本土钉墙基坑支护工

3、法。2. 工 法 特 点2.1 较合理地利用坑边土体的自承载能力，将土作为支护结构墙的一部分。2.2 结构轻型、柔性大，有良好的抗震性和延性。2.3 施工便捷、安全、土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测的变形数据和特殊情况，及时变更设计或采取合理的补救措施。2.4 施工无需专门的专用场地，对于施工场地狭小、放坡困难，有相邻建筑、大型护坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。2.5 稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移一般为基坑深度的0.1%、0.2%，最大不超0.3，有一定的超载能力。2.6 工期短、可以随开挖随支护，占用施工工期少。2.7 与其他支护类型相比、费用低

4、、较经济。3. 适 用 范 围3.1 土钉墙支护的应用范围；3.1.1基坑工程应急支护；3.1.2 基坑工程应急抢险；3.1.3 斜坡面的稳定；3.1.4 成钉的方式方法与预应力锚杆相似可以延伸。3.1.5 结合桩基支护可形成复合式土钉挡土墙。3.2 适用条件：土钉墙支护一般适用于地下水位以上或进行人工降水后的可塑、硬塑或坚硬的粘性土，胶结或弱胶结（包括毛细水粘法）的粉土、砂、土和圆砾、填土；随着土钉墙理论与施工技术的不断成熟，在经过大量工程实践后，土钉墙支护在杂填土、松散土、软塑土或流塑土、软弱土中也得以应用，并可与砼灌注桩、钢板桩或在地下水位以上的土层与止水帷幕等配合使用进行，从而扩大了土

5、钉墙支护的使用范围。采用土钉墙支护的基坑经济深度412m。4. 工 艺 原 理4.1 土钉墙支护的作用机理：土钉通过滑裂面将坑缘周边土体加固，土钉与土体共同协作受力工作，提高了原状土强度和刚度，形成复合土体如同重力式挡土墙。这种土体在受力条件改变的情况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固体与土的摩擦力，使土钉被动受拉而给土体以约束加固使其稳定，它由一定间距的土钉群，被加固的原状土体，喷射砼面层和必要的防水系统组成。4.2 工程性能4.2.1土钉墙支护变形较小，最大水平位移发生于墙体顶部，越往下越小，土钉墙支护体内的水平位移随距离墙面增大而减小。4.2.2土钉内的拉力分布是不均匀的，一般呈现中

6、间大，两端小的规律，土体产生微小应变才能使土钉受力。4.2.3采用密集土钉加固的土钉墙支护性能理论上类似重力式挡土墙，破坏时最常沿滑裂面滑移，土钉在接近尾部处被拨出。4.2.4在土钉支护整体破坏以前，喷射砼面层和土钉端部一般不会产生破坏。5. 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程：施工方案、施工准备à开挖（机状作业时必须配合土钉留出作业平台）à清理边坡à孔位布点à机械成孔à安置土钉钢筋（或顶入钢管）à压力注浆à铺设钢筋网à排水孔安放à喷射砼面层à开挖下一步平台à监测点布设。基坑内

7、排水和坡顶排水可紧密结合工程进度及时进行，直至施工完毕。5.2 操作要点：5.2.1 施工准备工作：1认真学习规范，熟悉设计图纸，以书面形式向甲方索取地下障碍物、管线位置图，了解工程的质量要求以及施工中的监控内容，编写施工方案。2施工前应确定基坑开挖线、轴线定位点、水准点、变形观测点等，并在设置后加以妥当保护。3组织项目管理小组及专业施工队组，对施工人员进行班前技术、安全交底，并完成各级审核、审批程序。4按照施工方案选择施工机具与工艺，并检查设备运转情况，安排现场水、电、照明及施工工作面，材料进场后做好原材料的检验与砼、水泥浆的试配。5.2.2 开挖：1土钉墙支护应按施工方案规定的分层开挖深度

8、按作业顺序施工，在完成上层作业面的土钉与喷射砼以前，不得进行下一层深度的开挖。2当用机械进行土方作业时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土松动，当基坑边线较长，可分段作业开挖，分段作业长度宜1020m。3支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护。应尽量缩短边壁土体的裸露时间，对自立能力差的土体如高含水量的粘性土和无天然粘结力的砂、土必须立即进行支护。4为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易塌陷的土体应该因地制宜的采取相应措施给予妥善的临时支护。5开挖过程中如遇到土质与原设计有差异情况应及时反馈给设计人员。5.2.3 清理边坡。基坑开挖后

9、，基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削边坡，以达到设计规定的坡度和适当的平整度。5.2.4孔位布点：土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并做出标记和编号，同时定出试拔的土层和位置。5.2.5 成孔：为提高工作效率应尽量采用机械成孔，其位置偏差不得大于150mm，水平倾角误差不得大于3º，孔径允许偏差为+20mm-5mm，孔深允许误差为+200mm-50mm。成孔过程中遇有障碍物需调整时，不得影响支护安全。成孔后要进行清孔检查，对塌孔处应及时处理。5.2.6 置钉及注浆：1穿入钢筋，在直径1632mm的级或级钢筋上设置定位架，保证钢筋处于孔的中心部位，支架沿钉长的间距23m左右，支架的构

10、造应不妨碍注浆液的自由流动。2注浆：成孔后应及时将土钉钢筋置入孔中，可采用重力、低压（0.40.6Mpa）或高压（12Mpa）方法按配比将水泥浆或砂浆注入孔中。重力注浆以满孔为止，但需12次补浆；压力注浆采用2次注浆法，并在钻孔口设置止浆塞和排气孔；注浆导管应插入孔底，以低压注浆，同时将导管以匀速缓慢撒出，导管的出浆口应始终处在孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出。导管离孔口0.51m时高压注满，并保持高压35min；采用钢管时应使用高压注浆，注满后及时封堵，让压力缓慢扩散；注浆时需加入早强剂和膨胀剂以提高注浆早期强度和增大其与孔壁土体的摩擦力。对成孔、穿置钢筋和注浆应按相应的孔洞编号做

11、好记录，以备检查验收。5.2.7 铺设钢筋网片：钢筋网片的铺设应按设计图的要求进行，一般为68mm盘条钢筋焊接或绑扎而成，网格尺寸150300mm。在喷射砼之前，面层内的钢筋网片应牢固的固定在边壁上并符合规定要求的保护层厚度。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在砼喷射的情况下不应出现振动并做好钢筋隐蔽记录。喷射砼时必须做好操作人员的防护，尽量站在上风口向下风口喷射。5.2.8 喷射砼面层：1喷射砼时喷射顺序应自下而上。喷头与受喷面距离宜控制在0.81.5m范围内，射流方向垂直指向喷射面，在钢筋部位应先喷钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。也可在铺设钢筋网片之前初喷一次，铺设网片

12、之后再进行复喷，一次喷射厚度不宜小于40mm，喷射砼前应先向边壁土层喷水润湿；喷射时应加入速凝剂以提高砼的凝速度，防止砼塌落。2为保证喷射砼的厚度，可用插入土内用以固定钢筋网片的钢筋作为标志加以控制。当面层砼厚度超过100mm时应分二次喷射，每次喷射厚度宜为5070mm。对施工缝处的钢筋网片应适当的遮挡，防止砼污染下一施工段的钢筋，在继续进行下一步喷射砼作业时，应仔细清除残留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之润湿，为使施工缝搭接方便，每层下部300mm可喷成45º的斜面形状。3喷射砼终凝后2h，应根据当地条件，采取连续喷水养护57天。4土钉墙支护最下一步的喷射砼面层宜插入基

13、坑底部以下，深度不小于0.2m，在基坑顶部也宜设置宽度为12m的喷射砼护顶。5.2.9 排水系统：1土钉墙支护宜在排除地下水的条件下施工，应采取的排水措施包括地表排水，支护内部排水。2基坑顶部四周应做散水和排水沟，坑内设置排水沟和集水坑，并与边壁保留0.51m的距离，集水坑内积水应及时抽出。3如基坑侧壁水压较大时可在支护面层背部插入长度400600mm，直径不小于400mm的水平导水管，外端伸出支护面层，间距1.52m，以便将砼面层后的积水排出。6. 原材料与机械设备6.1 原材料：水泥：可采用强度等级为32.5Mpa的普通硅酸盐，矿渣硅酸盐水泥、砂、石子、采用细度摸数不小于2.3m中砂和粒径

14、大于12mm的细石，砂含泥量不大于3%，石子含泥量不大于2。钢筋、钢管：级或级钢筋，直径1832mm；盘条钢筋68mm，直径48mm钢管。外加剂：采用符合有关规范要求的早强剂、膨胀剂和速凝剂。6.2 施工机械设备：（见表1）表1 机械设备一览表设备名称规格、型号数量用 途空压机9m3/min1台喷射砼注浆机1.8 m3/h1台土钉注浆用砼喷射机5 m3/h1台喷射砼用切割机普通1台钢筋下料、加工土钉用经纬仪、水准仪普通各1台放线、监测用钻孔机10kw3台土钉成孔用电焊机10kw1台钢筋焊接、加工土钉用搅拌机0.2m31台搅拌水泥浆用7. 质 量 控 制7.1 质量要求：技术员负责进行技术交底，

15、按设计施工图的参数进行施工，整理技术资料及处理施工时发生的变更情况，及时与设计单位、建设单位取得联系；质量员监督施工质量，并作好质量记录（见表2），发现问题及时与技术员联系解决。并严格按照基坑土钉支护技术规程CECS96:97中的要求执行。表2 土钉支护工程质量检验评定表 工程名称：项 目质 量 情 况保证项目1.施工方案及施工图2.土钉钢筋（钢管）的长度、注浆压力、注浆配合比等符合施工规范和方案的要求。3.喷射砼配合比，上下引排水符合要求。4.钢筋、水泥、外加剂、砂、石等材料出厂合格证及检验报告。基本项目1 2 3 4 5 6 7 8 9 10钢筋加工与接头钢筋网的绑扎允许偏差项目允许偏差实

16、 测 值1 2 3 4 5 6 7 8 9 10土钉孔深度（mm）土钉孔位置（mm）土钉孔倾角（°）钢筋网眼尺寸（mm）喷射砼厚度（mm）平均值>设计值最小值>设计值80检查结果保证项目基本项目允许偏差项目检查 项，其中优良 项，优良率 实测 点，其中合格 点，合格率 班组长：工程负责人：建设单位或监理：核定等级 质量检查员：年 月 日7.2 质量检验：7.2.1 原材料检验：土钉墙支护施工所用材料（水泥、砂、石、砼外加剂、钢筋等）的质量要求以及各种材料性能的测定，均应以现行的国家标准为依据。7.2.2 注浆强度及喷射砼强度检验。用于注浆时的水泥浆或水泥砂浆强度用70mm

17、×70mm×70mm立方体试件经标准养护后测定，每批至少留取3组（每组3块）试件，强度等级不低于C20，3d不低于10Mpa。7.2.3 喷射砼厚度检验。喷射砼厚度，可采用凿孔法作为检查依据，也可以用砼厚度标志或其他方法检查，有争议时以凿孔法为准。检查数量为每100取一组，每组不少于3个点，其合格条件可定为：全部检查处厚度平均值应大于设计厚度，最小厚度不小于设计厚度的80。7.2.4 土钉抗拨试验：每一典型土层中，至少留3根非工程土钉进行抗拨试验，其孔径注浆材料等参数及施工方法应与工程土钉完全相同，在注浆体强度不低于6Mpa时检验土钉的抗拨力是否满足设计要求，一般加荷至设计

18、抗拨力的1.5倍，观察其抗拨力和变形，一旦发现异常情况，及时采取措施或给设计单位反馈修改设计加以改进。抗拨试验操作方法按基坑土钉支护技术规程CECS96:97执行。7.3施工监测土钉墙支护的施工监测至少应包括下列内容：7.3.1 支护位移的测量；7.3.2 地表开裂状态（位置、裂缝宽度）观察；7.3.3 邻近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察；7.3.4 基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化；监测过程中应特别加强雨天和雨后的监测，以及对各种可能危及支护安全的水源进行仔细观察。在支护施工阶段，每天监测不少于12次，在完成基坑开挖，变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数。施工监测过程应持续至

19、整个基坑回填结束，支护退出工作为止。7.4 施工质量验收支护工程竣工后，应由工程建设单位、监理和支护的施工单位共同按设计要求进行工程质量验收，认定合格后予以签字。工程验收时，支护单位应提供以下竣工资料：7.4.1 施工方案及施工图7.4.2 各种原材料的出厂合格证和材料试验报告；7.4.3 工程开挖记录；7.4.4 土钉墙支护工程质量检验记录；7.4.5 设计变更报告及重大问题处理文件、反馈设计图；7.4.6 土钉抗拨测试报告；7.4.7 支护位移、沉降及周围地表、地物等各种监测内容的测量记录和观察报告。8 安 全 措 施必须遵守国家现行的有关建筑工程安全操作规程，还应注意以下事项：8.1 所

20、有现场施工人员必须戴安全帽，以防高处坠物伤人或其他意外事故。8.2 注浆工人作业时必须戴防护眼镜，喷射砼工人作业时必须戴防护眼镜和口罩，以防高压喷射造成人身伤害。8.3 电源线必须分级使用，开关箱必须一机一闸，所有机具用电必须有安全接地，电路操作必须专人负责，禁止非专业人员进行电路操作。8.4 在需要搭设脚手架施工的部位，脚手架应搭设牢靠，稳固，以防倒塌伤人。8.5 在使用空气锤进行土钉施工时，施工人员应注意双手远离锤头，以防止锤头振动伤人。9 环 境 保 护 措 施9.1 在进行机械成孔及压力注浆时，如毗邻居民社区，不允许在中午12时至下午2时及夜间进行施工，其他时段施工时应告知社区居委会，

21、并贴出告示，同时确保施工噪声符合：GB125231990建筑施工场界噪声限值要求。9.2 钢筋加工及焊接在工厂内完成，现场不存在环境污染问题。如确有必要在现场加工时，必须按公司环境管理体系要求做好废气排放及焊渣的回收。9.3 混凝土灌浆时所遗漏砂浆应及时收集并随土方外运放置，作为以后的回填土备用。9.4 进行砂浆搅拌时，应搭设搅拌棚，并进行封闭，防止尘土飞扬。同时设置二次污水沉淀池，沉渣应及时收集并随土方外运。10 效 益 分 析经公司近年来数个工程的施工和综合分析，土钉墙支护技术具有良好的社会效益和经济效益：10.1 施工时可边开挖、边支护、工期短。10.2 支护后，与其他支护方法相比，边坡

22、稳定，对相邻建筑和道路影响小。10.3 与其他支护类型相比，可降低造价1040。10.4 可与灌注桩、地下连续墙结合形成复合土钉支护体系。10.5 采用计算机专业软件分析计算，可对多种支护方案进行分析对比，择优选择，提高设计人员的工作效率。11 工 程 应 用 实 例11.1 1998年4月开工至1999年2月竣工的柳州饭店综合楼位于柳州市友谊路1号，为地下室1层，地上框架混凝土结构4层，天面游泳池一座，建筑面积4800，地下室开挖面积1100，深度5.5m，基坑北侧2m为12号楼宴会厅12m跨框架独立柱基地，该侧面基坑采用400冲击成孔砼灌注桩结合预应力锚杆复合支护，面积42m×5.5m，基坑其余三面采用三阶放坡1：2.5水泥砂浆抹面防晒、防雨水冲刷。地下水位标高-21m，场地土质上部1m为杂填土，以下12m为棕黄色粘土，内聚力C=35KPa，摩擦角45º，锚杆预拉力为102kN，冲孔桩间距800，砼C30桩长9.5m，工期25天。11.2 2001年5月开工至年月竣工的广西医