【摘 要】本文根据《基坑土钉支护技术规程》的要求，结合某深基坑土钉墙支护的实践经验，对土钉支护的加固机理、施工及实际支护效果进行了总结，对类似工程的施工具有借鉴作用.
【关键词】土钉支护 施工总结
1、工程概况
某高层建筑基坑最深处达-20m。该区位于II级阶地，出露的地层主要为杂填土、硬塑状粉质粘土层、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中等风化泥质粉砂岩层，其主要建筑物基础置于强风化～中等风化泥质粉砂岩层；该区地下水赋存形式为潜水和上层滞水，回填土含水量比较丰富。
基坑开挖后发现深度6米处为粘土和风化岩的分界线，岩层基本走向为由北向南倾斜约45度角，局部位置岩层深度及走向不规则。
基坑土方采用机械分层开挖辅以人工修整边坡的方式进行，由4台1m3反铲和相配套的自御汽车外运。本工程石方开挖量大，开挖深度在4～23m之间，因爆破点距民房及市内交通主干道较近，为确保安全，离基坑开挖边线2m范围外的石方采用浅孔微差挤压爆破，离基坑开挖边线2m范围内的石方采用光面控制爆破。由于受沿江北路的限制，基坑南边不能按大放坡开挖，从技术先进、经济合理、安全可靠和方便施工等各方面综合考虑，本工程决定采用陡坡开挖临时性土钉支护的施工方法，所有土方边坡均按1：0.75放坡，所有石方边坡均按1：0.25放坡。
2、加固机理
土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。由于土体的抗剪强度较低，抗拉强度更小，因而自然土坡只能以较小的临界高度保持直立。而当土坡直立高度超过临界高度，或坡面有较大超载及环境因素等的改变，都会引起土坡的失稳。土钉墙技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与土牢固结合而共同工作，以弥补土体自身强度的不足，增强土坡坡体自身稳定性，它属于主动制约机制的支挡体系。土钉墙在承受荷载过程中不会发生如素土边坡那样的突发性塌滑，它不仅延迟了塑性变形发展阶段，而且具有明显的渐进性变形和开裂破坏，它一方面体现了土钉与土界面间阻力的发挥程度，另一方面，由于土钉与土体的刚度比相差很大，所以在土钉墙进入塑性变形阶段后，土钉自身作用逐渐增强，从而改善了复合土体塑性变形和破坏性状。
根据地质状况，通过土钉加固起到以下三个方面的作用：一、通过钻孔后压力注浆充填风化岩裂隙，使破碎岩层形成整体以利于边坡稳定；二、通过土钉的锚固力防止边坡局部失稳；三、通过土钉墙的挂网护面防止边坡碎块滑落，并对边坡面形成封闭，防止雨水进入土层并软化岩石，有利于边坡稳定。
3、土钉支护的施工
3.1 施工准备
为使边坡加固施工顺利进行，确保工程质量及避免施工中发生安全事故，在正式施工前应做好以下工作：
（一） 根据喷射砼、钻孔、安装土钉、注浆的不同工艺要求搭设单排、双排及多排加强型脚手架。
（二） 对进入现场的所有机具设备进行检修，使之处于正常工作状态。
（三） 对现场施工所用的原材料进行检验，符合要求才能使用。
（四） 对现场施工人员进行技术交底和安全教育。
（五） 本工程主要施工人员及设备配备见下表：
3.2施工工艺流程
基坑开挖→修整边坡→搭设脚手架→定位成孔→
安装土钉→压力注浆→铺设钢筋网→土钉锁定→
安装泄水管→喷射砼。
3.3施工方法
（1）基坑开挖
土钉墙施工是随着土方开挖分段分层施工，每层施工长度约20m，每层开挖深度不超过2.5m。在完成上层作业面的土钉与喷砼以前，不得进行下一深度的开挖。
（2）边坡修整
爆破并用反铲挖土后辅以人工修整坡面，使其达到要求的坡度和平整度，以便喷射砼施工。
（3）搭设脚手架
采用钢架管搭设脚手架，上铺竹跳板。脚手架宽度为2～3m，
脚手架步距为土钉垂直间距，顶层竹跳板与钻孔处的高差约50cm。
（4）土钉加工
按设计要求的长度、数量加工下料，焊接定位托架，每两米一道，长度超过定尺的钢筋采用对焊边接。
（5）钢筋网加工
按要求的尺寸在现场直接纺织钢筋网，采用Φ6 @250Χ250布网，钢筋网与土钉的
连接通过Ф14的加强筋连接。
（6）钻孔
钻孔前在坡面上按设计要求孔距放线定出孔位，采用XU-1型回转地质岩心钻机成孔，孔径120mm，与水平面夹角15度，孔深超过土钉长度0.3m，第一排土钉距坡顶2m。钻孔时边钻边用水清孔，钻至设计孔深后将孔内残留及松动废土清除干净。
（7）安装土钉并注浆
成孔后及时插入土钉并注浆，可采用重力、低压（0.4～0.6MPa）或高压（1～2MPa）的方法注浆填孔。本工程采用低压注浆，土钉距孔底0.3—0.5m，在孔口处设置简易止浆装置代替止浆塞，简易止浆装置见右图。注浆时在止浆塞上将注浆管插入注浆口，注浆管深入至孔底5―1.0m处。注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至孔口有水泥浆溢出时，改由简易止浆装置软管注浆，注满为止。
为防止水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝，保证浆体与周围土壁的紧密结合，可掺入一定量的膨胀剂，本工程采用万分之一的铝粉作为膨胀剂。另外，为提高水泥浆的早期强度，加速硬化，可掺入2.5%的711型速凝剂。
（8）挂网并喷射砼
喷射砼施工分区分块自下而上进行，砼设计强度C20，按1：2：2（水泥：砂：石）配合比配料，边搅拌边喷射，粗骨料最大粒径不大于15mm，喷头与作业面的距离在0.8-1.2m，并尽量垂直作业面喷射，砼平均厚度为100mm。操作喷头的人员应使喷嘴有节奏地作一系列环形移动，使之形成厚度均匀且密实的砼。砼终凝2小时后采用挂草帘覆盖养护14天。
（9）土层部分采用
2米长的Φ25 II级钢筋制作的打入型土钉，按@2000Χ2000梅花型布置，上挂钢丝网并喷50mm厚的砼。
4、施工安全措施
4.1制定健全安全措施，遵守安全操作规程，严禁违章作业，确保施工安全。
4.2施工现场所有施工设备均配置安全防护装置，确保机械设备完好和安全使用。
4.3施工现场所有电源线路均配漏电保护器，所有配电箱都有防雨设施。
4.4夜间作业配备足够的照明设施。
4.5基坑内石方爆破时暂停作业，爆破产生的掁动要保证不影响边坡稳定。
4.6土方开挖和支护结构施工密切配合，随时掌握开挖及支护过程中土体及支护体的变化情况，并及时采取有效加固措施，根据实际情况修改支护设计。
4.7采取措施排除地表水、支护内部水及基坑水：为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，并在基坑顶部设置宽度为1～2m的喷砼护顶；在支护面层背部应插入长度为400～600mm、直径不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支护面层，间距为1～2m，以便将砼面层后的积水排出；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.
5、支护效果
为保证施工安全及评价支护效果，从支护开始施工时就在边坡顶部设置了3个施工监测点，在支护施工阶段每天量测一次，直至支护施工完成，结果发现3个测点均无位移，且地表及附近建筑物也无开裂现象，说明支护效果达到了设计要求.
【关键词】土钉支护 施工总结
1、工程概况
某高层建筑基坑最深处达-20m。该区位于II级阶地，出露的地层主要为杂填土、硬塑状粉质粘土层、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中等风化泥质粉砂岩层，其主要建筑物基础置于强风化～中等风化泥质粉砂岩层；该区地下水赋存形式为潜水和上层滞水，回填土含水量比较丰富。
基坑开挖后发现深度6米处为粘土和风化岩的分界线，岩层基本走向为由北向南倾斜约45度角，局部位置岩层深度及走向不规则。
基坑土方采用机械分层开挖辅以人工修整边坡的方式进行，由4台1m3反铲和相配套的自御汽车外运。本工程石方开挖量大，开挖深度在4～23m之间，因爆破点距民房及市内交通主干道较近，为确保安全，离基坑开挖边线2m范围外的石方采用浅孔微差挤压爆破，离基坑开挖边线2m范围内的石方采用光面控制爆破。由于受沿江北路的限制，基坑南边不能按大放坡开挖，从技术先进、经济合理、安全可靠和方便施工等各方面综合考虑，本工程决定采用陡坡开挖临时性土钉支护的施工方法，所有土方边坡均按1：0.75放坡，所有石方边坡均按1：0.25放坡。
2、加固机理
土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。由于土体的抗剪强度较低，抗拉强度更小，因而自然土坡只能以较小的临界高度保持直立。而当土坡直立高度超过临界高度，或坡面有较大超载及环境因素等的改变，都会引起土坡的失稳。土钉墙技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与土牢固结合而共同工作，以弥补土体自身强度的不足，增强土坡坡体自身稳定性，它属于主动制约机制的支挡体系。土钉墙在承受荷载过程中不会发生如素土边坡那样的突发性塌滑，它不仅延迟了塑性变形发展阶段，而且具有明显的渐进性变形和开裂破坏，它一方面体现了土钉与土界面间阻力的发挥程度，另一方面，由于土钉与土体的刚度比相差很大，所以在土钉墙进入塑性变形阶段后，土钉自身作用逐渐增强，从而改善了复合土体塑性变形和破坏性状。
根据地质状况，通过土钉加固起到以下三个方面的作用：一、通过钻孔后压力注浆充填风化岩裂隙，使破碎岩层形成整体以利于边坡稳定；二、通过土钉的锚固力防止边坡局部失稳；三、通过土钉墙的挂网护面防止边坡碎块滑落，并对边坡面形成封闭，防止雨水进入土层并软化岩石，有利于边坡稳定。
3、土钉支护的施工
3.1 施工准备
为使边坡加固施工顺利进行，确保工程质量及避免施工中发生安全事故，在正式施工前应做好以下工作：
（一） 根据喷射砼、钻孔、安装土钉、注浆的不同工艺要求搭设单排、双排及多排加强型脚手架。
（二） 对进入现场的所有机具设备进行检修，使之处于正常工作状态。
（三） 对现场施工所用的原材料进行检验，符合要求才能使用。
（四） 对现场施工人员进行技术交底和安全教育。
（五） 本工程主要施工人员及设备配备见下表：
3.2施工工艺流程
基坑开挖→修整边坡→搭设脚手架→定位成孔→
安装土钉→压力注浆→铺设钢筋网→土钉锁定→
安装泄水管→喷射砼。
3.3施工方法
（1）基坑开挖
土钉墙施工是随着土方开挖分段分层施工，每层施工长度约20m，每层开挖深度不超过2.5m。在完成上层作业面的土钉与喷砼以前，不得进行下一深度的开挖。
（2）边坡修整
爆破并用反铲挖土后辅以人工修整坡面，使其达到要求的坡度和平整度，以便喷射砼施工。
（3）搭设脚手架
采用钢架管搭设脚手架，上铺竹跳板。脚手架宽度为2～3m，
脚手架步距为土钉垂直间距，顶层竹跳板与钻孔处的高差约50cm。
（4）土钉加工
按设计要求的长度、数量加工下料，焊接定位托架，每两米一道，长度超过定尺的钢筋采用对焊边接。
（5）钢筋网加工
按要求的尺寸在现场直接纺织钢筋网，采用Φ6 @250Χ250布网，钢筋网与土钉的
连接通过Ф14的加强筋连接。
（6）钻孔
钻孔前在坡面上按设计要求孔距放线定出孔位，采用XU-1型回转地质岩心钻机成孔，孔径120mm，与水平面夹角15度，孔深超过土钉长度0.3m，第一排土钉距坡顶2m。钻孔时边钻边用水清孔，钻至设计孔深后将孔内残留及松动废土清除干净。
（7）安装土钉并注浆
成孔后及时插入土钉并注浆，可采用重力、低压（0.4～0.6MPa）或高压（1～2MPa）的方法注浆填孔。本工程采用低压注浆，土钉距孔底0.3—0.5m，在孔口处设置简易止浆装置代替止浆塞，简易止浆装置见右图。注浆时在止浆塞上将注浆管插入注浆口，注浆管深入至孔底5―1.0m处。注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至孔口有水泥浆溢出时，改由简易止浆装置软管注浆，注满为止。
为防止水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝，保证浆体与周围土壁的紧密结合，可掺入一定量的膨胀剂，本工程采用万分之一的铝粉作为膨胀剂。另外，为提高水泥浆的早期强度，加速硬化，可掺入2.5%的711型速凝剂。
（8）挂网并喷射砼
喷射砼施工分区分块自下而上进行，砼设计强度C20，按1：2：2（水泥：砂：石）配合比配料，边搅拌边喷射，粗骨料最大粒径不大于15mm，喷头与作业面的距离在0.8-1.2m，并尽量垂直作业面喷射，砼平均厚度为100mm。操作喷头的人员应使喷嘴有节奏地作一系列环形移动，使之形成厚度均匀且密实的砼。砼终凝2小时后采用挂草帘覆盖养护14天。
（9）土层部分采用
2米长的Φ25 II级钢筋制作的打入型土钉，按@2000Χ2000梅花型布置，上挂钢丝网并喷50mm厚的砼。
4、施工安全措施
4.1制定健全安全措施，遵守安全操作规程，严禁违章作业，确保施工安全。
4.2施工现场所有施工设备均配置安全防护装置，确保机械设备完好和安全使用。
4.3施工现场所有电源线路均配漏电保护器，所有配电箱都有防雨设施。
4.4夜间作业配备足够的照明设施。
4.5基坑内石方爆破时暂停作业，爆破产生的掁动要保证不影响边坡稳定。
4.6土方开挖和支护结构施工密切配合，随时掌握开挖及支护过程中土体及支护体的变化情况，并及时采取有效加固措施，根据实际情况修改支护设计。
4.7采取措施排除地表水、支护内部水及基坑水：为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，并在基坑顶部设置宽度为1～2m的喷砼护顶；在支护面层背部应插入长度为400～600mm、直径不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支护面层，间距为1～2m，以便将砼面层后的积水排出；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.
5、支护效果
为保证施工安全及评价支护效果，从支护开始施工时就在边坡顶部设置了3个施工监测点，在支护施工阶段每天量测一次，直至支护施工完成，结果发现3个测点均无位移，且地表及附近建筑物也无开裂现象，说明支护效果达到了设计要求.