土钉墙基坑支护施工工法

1、土钉墙基坑支护施工工法工法编号： RJGF(闽 ) 29 2008完成单位：福建恒亿建设集团有限公司主要完成人：黄芸、连瑞环1 前言基坑土钉墙支护是80 年代发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种挡土结构，由于其具有造价低、施工快且性能可靠等优势，在我国得以推广应用。近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，广泛用于工业与民用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。通过多项工程实践总结，形成本工法。2 工法特点2.1土钉墙支护可与土体开挖流水施工，施工周期短。2.2分层分段施工，充分发挥土体的自稳定作用，可在开挖后及时进行土体封闭，使边坡位移

2、和变形得到约束限制。2.3施工工艺简单，施工过程安全可靠，土钉的制作与成孔简单易行，可以根据现场监测的变形数据和特殊情况，及时进行设计变更。3 适用范围本工法适用于建筑边坡高度不大于15m（软土基坑开挖深度不大于4m），邻近无重要建筑物、构筑物、重要交通干线或重要管线，设计采用土钉墙支护的工程。4 工艺原理在土体中设置土钉，其排列成空间骨架，形成了能提高原位土强度、刚度与稳定性的复合土体。系由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形的作用。5 施工工艺流程及操作要点15.1施工工艺流程施工准备开挖修坡支护内部排水系统施工初喷混凝

3、土成孔安土钉、注浆、安连接件编制钢筋网复喷混凝土面层地表排水、基坑排水系统施工5.2操作要点5.2.1施工准备1. 认真学习相关标准、规范，熟悉设计图纸，了解地下障碍物、管线位置。2. 根据设计图、施工合同及现场情况编写施工专项方案，必要时应由专家进行论证。3. 准备好施工机具设备，并检查设备运转情况，确保能正常使用。4. 做好材料进场的检验与混凝土、水泥浆的试配工作。5.2.2开挖修坡1.需土钉支护的土方应分层分段开挖，每层开挖深度一般为1 2m，每段长度可取10 20m。具体依据设计规定的分层深度和分段距离。应按作业顺序施工，上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层

4、土方。2.采用机械进行土方作业时，严禁边坡出现超挖或造成边坡土体松动。基坑的边坡应留100150mm用人工进行清坡，以保证边坡平整并符合设计规定的坡度。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，即及时设置土钉或喷射混凝土。4. 开挖过程中如遇到土质有异常，与原设计资料不同时，应及时反馈设计单位，由设计单位确认是否进行设计变更。5.2.3支护内部排水系统施工在支护面层背部一般应插入长度为400600mm、直径不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支护面层，排水管间距可为1.5 2m，以便将喷射混凝土面层后的积水排出，具体做法按设

5、计规定。5.2.4初喷混凝土1. 喷射混凝土前应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查及试运转，清理受喷面，埋设好控制喷层厚度的标志。2.混凝土的配合比通过实验室确定，粗骨料最大粒径不大于12mm，水灰比不大于0.45 ；不掺2速凝剂时，存放时间不得超过2 小时，掺速凝剂时，存放不得超过20 分钟。3. 喷混凝土应分段分片依次进行，同一段内喷射顺序应自下而上，段片之间，层与层之间做成 45 度角的斜面 , 以保证混凝土前后搭接牢固，并凝结成整体。4.喷射混凝土时，喷头与受喷面保持垂直，并保持0.6 1.0m 的距离；喷射手应控制好水灰比，保持喷射混凝土表面平整，湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象

6、。在钢筋部位，应先喷填钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。5. 喷射混凝土终凝 2 小时后，应及时浇水养护，保持其表面湿润。6. 第一层混凝土厚度控制在 50mm。5.2.5成孔1. 土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并作出标记和编号。成孔过程中遇有障碍物需调整孔位时，应由设计出变更通知。2. 土钉成孔采用锚杆工程钻机钻孔，钻进过程中严禁使用水钻，以防周边地质条件恶化，开孔时对准孔位徐徐钻进，待进尺达到一定深度且土层较稳定时，方可加速钻进，钻进过程中应随时检查钻头的磨损情况，防止成孔直径达不到设计要求。3. 成孔过程中应做好成孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、

7、事故处理等。应将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，有偏差时应及时反馈设计单位，由设计单位修改土钉的设计参数，出设计变更通知。4.钻孔不得扰动周围地层，钻孔后清孔采用高压风吹2 min ，把孔内渣土吹干净，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。成孔后应及时安设土钉钢筋并注浆。5. 在土体含水量较大、杂填土较厚、松散砂层、软土层等易塌孔的土层，可采用钢管代替钢筋，钢管上每隔 300mm钻直径 8 10mm的出浆孔，孔在钢管长度方向上错开120o，呈梅花形布置，并在出浆孔边焊?16 短钢筋， 防止打管时土粒堵塞出浆孔（钢管做法如图5.2.6-1），利用空气压缩机带动冲击器将加工好的钢管

8、分段焊接按设计角度打入土层。3图 5.2.6-15.2.6安土钉、注浆、安连接件1. 安土钉土钉钢筋采用螺纹钢，置入孔中前，应先设置定位支架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距为2 3m，支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动，支架材料为金属或塑料件。（支架做法可参照图5.2.6-2）图 5.2.6-242. 注浆1) 土钉钢筋置入孔中后，可采用压力注浆，压力注浆采用二次注浆法：一次注浆导管应先插至距孔底250 500mm处，并在孔口设置止浆塞和排气孔，以低压（0.4 0.6 MPa）注浆，同时将导管以匀速缓慢撤出，导管的出浆口应始终处于孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出，导

9、管离孔口0.5 1m时改为高压 （ 1 2 MPa）注满，并保持高压35min；二次注浆管采用?20 花管，应先固定在土钉钢筋上与土钉钢筋同时置入孔中，待一次注浆完间歇24h 后进行二次注浆，压力控制在0.5 2.0MPa 。2) 采用钢管代替钢筋杆体时，应使用高压（ 1 2MPa）注浆，从钢管端头开始压力注浆，注满后及时封堵，让压力缓慢扩散。3) 向孔内注入浆体的充盈系数必须大于1。每次向孔内注浆时， 应预先计算所需的浆体体积并根据注浆泵的冲程数计算应向孔内注入的浆体体积，以确认实际注浆量超过成孔的容积。4) 注浆材料选用水泥净浆的水灰比按设计要求，当设计无要求时取0.5, 水泥净浆应拌合均

10、匀，随拌随用，一次拌合的水泥净浆应在初凝前用完。5) 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆开始或中途停止超过30min 时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。3. 安连接件土钉钢筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网连接时，其相互之间应可靠焊牢。当采用钢管杆体时，钢管通过锁定筋与加强筋焊接。（连接做法如图5.2.6-4）5图 5.2.6-45.2.7编制钢筋网1.钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不小于20mm，钢筋网应延伸至地表面，并伸出边坡线0.5m。2.钢筋网片用焊接或绑扎而成，网格允许偏差为±10mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或

11、300mm，如为单面搭接焊则焊长不小于网筋直径的10 倍。5.2.8复喷混凝土面层复喷混凝土面层应在经验收确认钢筋网敷设、连接均符合要求后，进行喷混凝土面层至设计厚度，其工艺要求与喷第一层混凝土的要求相同。5.2.9地表排水、基坑排水系统施工1 基坑四周支护范围内的地表应加以修整，构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面，防止地表降水向地下渗透。靠近基坑坡顶宽2 4m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于水流远离边坡。2 为了排除积聚在基坑内的渗水和雨水，应在坑底设置排水沟及集水坑。排水沟及集水坑宜用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏，坑中积水应及时抽出。5.3劳力组织基本操作人员配置如表5.3 。6表 5.3

12、基本操作人员配置表序号工种人数1焊工22钢筋工63成孔工64注浆工25混凝土喷射工23合计186 材料与设备6.1主要材料6.1.1水泥：采用强度等级为32.5R 或 42.5R普通硅酸盐水泥。6.1.2土钉钢筋：采用 HRB335或 HRB400钢筋。6.1.3钢管：抗拉强度不小于所替代土钉钢筋的抗拉强度。6.2主要机具设备锚杆工程钻机、水泥浆搅拌机、混凝土搅拌机、注浆泵、电焊机、混凝土喷射机、空气压缩机、冲击器。7 质量控制7.1工程质量控制标准7.1.1土钉墙基坑支护施工应执行现行规范：建筑地基基础工程施工质量验收规范（ GB50202-2002 ）、建筑基坑支护技术规程 （ JGJ 1

13、20-99 ）、建筑边坡工程技术规范 （ GB50330-2002 ）、基坑土钉支护技术规程（CECS 96:97）。7.1.2土钉成孔施工宜符合下列规定：1孔深允许偏差± 50mm；2孔径允许偏差± 5mm；3孔距允许偏差± 100mm；4成孔倾角偏差± 5%。7.1.3土钉墙支护施工所用原材料的质量应符合现行的国家标准。77.1.4喷射混凝土厚度检验采用凿孔法，每100m2 取一组，每组不少于3 个点，合格条件为：各检查点厚度平均值应大于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的80%。7.1.5土钉应进行抗拔试验：每一典型土层中，至少留3 根非工程土钉进

14、行抗拔试验，非工程土钉各项参数及施工方法与工程土钉完全相同，依据抗拔试验得到的极限荷载计算界面粘结强度的实测值，抗拔试验平均值应大于设计计算所用标准值的1.25 倍，否则应进行反馈修改设计。7.2质量保证措施7.2.1为防止基坑边坡的裸露土体发生坍陷，对于易塌的土体可采用以下措施：1. 在水平方向上分小段间隔开挖；2. 在开挖前，沿开挖面垂直击入钢筋或钢管，或注浆加固土体。7.2.2土钉注浆时一定要注满整个钉孔，以免减弱土钉的作用，影响土钉墙的稳定性。7.2.3土钉墙的施工过程中需有效排除地下水。地下水的存在对土钉墙的施工及土钉的作用均有影响，故在施工过程中应将地下水位降至开挖面以下。8 安全

15、措施8.0.1施工必须符合国务院颁发的建筑安装工程安全技术规程，操作人员持证上岗，并进行安全技术交底，遵守用电安全规则。8.0.2施工机械应落实班前检查和定期保养。8.0.3操作人员应遵守设备的操作规程。8.0.4注浆、喷射混凝土工人作业时，必须戴防护眼镜。8.0.5应制定监测方案，定时定专人对边坡稳定情况进行监测或检查，排除溜方、塌方隐患。8.0.6遇天气变化（如暴雨）应提前做好防洪、排水工作。9 环保措施9.0.1施工过程应遵守建筑施工现场环境与卫生标准（ JGJ 146-2004 ）。9.0.2工地大门处应设洗车台，对进出现场的车辆由专人负责清洗，随时清扫大门及工地出入口周边的路面建筑垃

16、圾。9.0.3机械设备施工安排应遵守城市噪声控制要求。10 效益分析10.0.1土钉墙比钻孔灌注桩加锚杆的基坑支护型式节省造价30%以上，有较高的经济效益。10.0.2用料省，节约资源，有较好的社会效益。11 应用实例8“恒亿科技研发中心”工程位于厦门市钟宅（五缘湾） 高新路南面， 规划路西侧， 为地下 1 层，地上 11 层的框架剪力墙结构建筑，总建筑面积2214620m，其中地下室建筑面积2734 m；“富山国际中心”工程位于龙岩市新罗区登高西路与西安路交接处，为地下2 层，地上23 层的框架剪力墙结构高层建筑，总建筑面积2247633 m ，其中地下室建筑面积9787 m ；“香樟名都”工程位于龙岩市新罗区登高西路， 为地下1 层、地上 16 层的框剪结构， 总建筑面积5231