对深基坑土钉墙支护的施工监理要点进行探讨

对深基坑土钉墙支护的施工监理要点进行探讨

■ 郑琦

【摘要】现阶段城市内建筑密度越来越大，深挖基坑又不能影响周围建筑物，这时只能对基坑边坡进行支护。基坑边坡支护的方法主要有排桩墙支护、水泥土桩墙支护、锚杆及土钉墙支护、钢筋砼支撑系统、地下连续墙等。结合工作实践经验，本文通过分析土钉墙支护及其特点，针对边坡支护的机理，就土钉墙边坡支护施工监理控制要点进行了论述。

【关键词】深基坑，土钉墙支护，作用机理，工艺流程，监理要点

前言：所谓土钉墙支护就是用加固和锚固现场原位土的细长杆件（钉）作为受力构件，与被加固的原位土体，钢筋网片和喷射的砼面层形成的支护体系。所谓“土钉”就是置于现场原位土体中以较密间距排列的细长金属杆件，通过土钉孔压注浆体使金属杆件外裹水泥砂浆或水泥净浆体。土钉通常与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结力和摩擦力与周围土体形成一个结合体，在土体发生变形的条件下被动受力，且主要通过对土体受拉进行加固。

一、土钉墙支护的作用机理及特点

土钉墙支护是以保持、提高、利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系一部分。土钉的锚孔压注浆体可使被加固的土质的物理力学性能大为改善并使之成为一种新的复合土质体，其内固段深固于滑移面之外的土体内部，其外固端与砼喷网面层联为一体，可把边壁不稳定的倾向转移到内固段及其附近并消除。喷射的砼在高压气流的作用下高速喷向土层表面，在喷层与土层间产生“嵌固效应”，并随开挖逐步形成全封闭支护系统。喷层与嵌固层同具有保护和加固表层土，使之避免风化和雨水冲刷，喷层坍塌，局部剥落以及隔水防渗等作用。钢筋网片可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效地调整喷层与土钉内应力分布。

土钉墙支护具有如下特点：1.能合理地利用土体的自承能力将土体作为支护结构的不可分割部分；2.结构轻巧，柔性大有非常好的抗震性能和延性；3.施工不需单独占用场地，适用施工场地狭小，放坡困难地段，对场地土层的适应性强，特别适合有一定粘性的砂土和硬粘土。即使是软土，在采取一定措施后也有可能采用土钉墙支护；4.施工快捷、安全可靠，土钉的制作与成孔简单易行、灵活机动，土钉的数量较多，并作为群体起作用。个别土钉出现问题失效时对整体影响不大；5.施工设备轻便，操作简单，有较大的灵活性，对周围的环境干扰也很少，特别适合于城区施工；6.费用低、经济，材料用量远低于桩支护和连续墙支护，与其他支护类型相比，工程造价降低10%～40%左右；7.总工期短，它可边开挖基坑边支护。

二、土钉墙支护使用的条件和工艺流程

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、硬塑或坚硬的粘土，胶结或弱结的粉土、砂土和角砾、填土；在杂填土、松散砂土、软塑土、软土中还可通过打锚管进行，还可与砼灌注柱、钢板桩等配合进行支护，但其深度不宜超过16m。

其工艺流程：编写施工方案及施工准备→开挖（水位高的还要先降水）→清理边坡→孔位布点→成孔→安设土钉钢筋（松散砂土、杂填土中可打入钢管）→注浆→铺设钢筋网→喷射砼面层→养护。

三、土钉墙支护监理控制要点

（1）施工准备阶段

①根据国家行业和地方的相关标准，规范以及基础开挖设计文件。边坡土钉墙支护设计方案、工程地质勘察报告、土钉墙支护施工方法、工程现场的具体情况，针对工程特点编写监理规划和监理细则，用于指导项目监理工作。

②研究工程地质勘察报告，了解地下土质类别及土层分布状况，地下水位变化情况和周边地下管道线路埋设情况，做到心中有数。审查土钉墙支护设计方案的设计单位是否具备有关部门认可的专项设计资格，施

工图是否盖有岩土工程师的注册印章，审查基坑支护结构及支撑体系，基坑降水是否可靠、合理，是否适用于工程地质中的土质。

③审查深基坑支护专项施工方案的编制，审核程序是否符合程序要求，相关人员是否签署审核意见，弄清设计要求并对土钉墙支护工程进行预测分析，参加专项施工方案的专家论证会。审查施工方是否按专家组讨论的意见进行修改专项施工方案。

④审查基坑边坡支护单位的施工资质和质量管理体系、质量保证体系、技术管理体系、安全保证体系，其现场组织机构和人员配备必须满足保证施工质量要求，要求项目经理、技术负责人、安全员、施工员、质量员、电工、电焊工等特殊工种人员必须有上岗证。

⑤审查基坑降水方案，周边建筑物沉降观测方案，基坑边坡变形观测方案及有关人员的上岗证和各种仪器的合格证、年检测证。

⑥深基坑施工前，向施工单位进行深基坑工程监理交底，明确控制程序。

⑦审核施工单位进场的材料合格证、复试报告、砼配比。

（2）施工阶段

①土方开挖。

a.开挖前检查地下水是否降到此层开挖面下1.0m。

b.土方开挖分层进行，每层在1.5～2.0m内，基坑过长分段跳段开挖，每段在15～25m，跳开距离大于8m。

c.土方开挖不宜过快，开挖边坡坡度同边坡支护设计方案坡度一致。

d.土方开挖后及进行修坡作土钉墙施工，避免坡面裸露时间过长，降低边坡的稳定性。

②土钉施工。

a.开孔前检查土钉孔的孔位，成孔的倾斜角度是否符合设计要求。

b.成孔时，要防塌防斜，成孔后，孔径必须符合设计要求。孔深允许偏差±100，成孔倾角偏差±1°。

c.下土钉杆前，检查土钉杆钢筋是否符合设计规定的钢筋级别、直径、长度及复试报告、材质单等。钢筋固定支架应焊牢固，间距在2-3m内，锚固头符合设计长度，且双面焊好、合格。

d.锚孔注浆前检查注浆机，导管等安放是否合格，对注浆实行旁站监理。检查注浆用的水泥、砂、膨胀剂配合比是否符合要求。检查注浆水灰比，注浆压力及注浆量是否达到设计要求，一般要求采取二次注浆法来保证注浆量。同时，还要对水泥进行总量控制，即进场水泥量等于施工方上报的注浆水泥用量。

③挂网喷射砼面层。

网片采用6.5＠200，绑扎制作，绑扎点间隔按花形布置，制作网片时，相邻两网筋接头错开50㎝。6.5钢筋网片应与边壁保持4～5㎝距离且固定不出现晃动，钢丝绑牢。双向筋插入土中300㎜，与下一层钢筋衔接，铺设时两边搭接20㎝，用14以上加强筋纵横施压在钢筋网片上，与土钉外露部分焊牢。

在基坑边坡土体上挂好钢筋网片后，即可喷射C20以上，10～20㎝厚砼，一般采用干喷法，喷射顺序应自下而上，喷射钢筋部位时应先喷钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。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标志加以控制。当面层厚度超过10㎝时应分二次喷射。

在施工时应做好如下控制：

a.砼施工配合比中的混合料的控制：水泥、砂、石、外加剂、水等材料要满足砼质量规范要求。水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；石子宜选用卵石，粒径小于15mm，砂子宜选用中粗砂。细度模数大于2.5，砂子过细，会使砼干缩增大；砂子过粗，会使砼回弹量增大；控制骨料含水率为5%～7%。

b.用水量的控制。它是喷射砼的关键，用水量过小，则砼拌和不好，喷射砼强度偏低；用水量过大，砼拌和易流淌下坠或拉裂。最佳用水量是水灰比不大于0.45，保证喷嘴处的水压大于料流压力，且在大面积施工前应进行现场试喷，调节好用水量。

c.控制好风压与风量，喷射砼所用的空气压缩机的排风量宜9-17m3/min之间，风压不能波动过大，过大会造成喷射砼干湿不均，砼质量不能保证。

d.控制好喷嘴角度，喷嘴与喷射面的距离及喷嘴的移动顺序，砼射流方向应垂直指向喷射面，喷嘴与受喷面的最佳距离保持在0.8～1m之间，否则砼喷射的密实度降低。喷射砼应分层进行，喷射顺序为自下而上施工，喷头应连续、缓慢横向移动，保证喷射面砼密实厚度均匀。

（3）验收阶段

深基坑边坡支护工程竣工后，应组织工程建设单位、施工单位有关人员和监理人员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，要审核施工单位提供的以下资料：施工方案及施工图；各种原材料的出厂合格证及材料试验报告；土方开挖方案及工程开挖记录；土钉墙支护工程质量检验记录；设计变更报告及重大问题处理文件，反馈设计图；支护位移、沉降及周围地表、地物等各项监测的量测记录与观察报告。

深基坑开挖是一项危险性较大的分项工程，为此国家要求施工单位在施工前要编制专项方案，对开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程和开挖深度虽未超过5m但地质条件、周围环境和地下管线复杂或影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程的专项方案，工单位还应当组织专家对此项支护方案进行论证。深基坑土钉墙支护在黄土地区因具有许多优点被广泛使用。在深基坑土钉墙支护的施工中，因施工单位在基坑开挖时随意性大，若监理不严格控制分层、分段开挖，严禁超挖、“确保支护结构安全和周围环境安全”的强制性条文将难以实现。

四、结束语

综上所述，基坑土钉墙支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种挡土结构；土钉墙支护是以保持、提高、利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系一部分。土钉的锚孔压注浆体可使被加固的土质的物理力学性能大为改善并使之成为一种新的复合土质体，其内固段深固于滑移面之外的土体内部，其外固端与砼喷网面层联为一体，可把边壁不稳定的倾向转移到内固段及其附近并消除。