摘要：土钉支护技术是近年来快速发展的一种主要支护技术，主要用于边坡加固及基坑支护。由于其经济的可靠性和快速、简单的施工，它在深基坑支护工程中获得了快速发展与广泛应用。因此，文章针对土钉支护的工作原理、特点及适用范围，分析了深基坑土钉支护技术，提出了深基坑土钉墙支护中应注意事项，以供参考。
关键词：土钉墙支护技术；深基坑；施工技术；边坡支护
一、土钉墙支护的的工作原理
所谓的土钉墙它是由土钉加固，与喷射混凝土面板结合而形成类似的重力挡土墙，并用以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定性，而这一土挡墙则被称为土钉墙。在房建工程中，由于深基坑开挖会导致土体整体结构破产和降低抵抗剪力，所以只能依赖垂直作用来保持平衡。但是，当高度超越一定限度时，较大的荷载压力将会直接影响到基坑下层的土体，或是因受周边环境影响，也将导致土坡发生滑塌。因此，将土钉嵌入土体中，可以增加土体中支撑物的数量，同时再结合基坑原位土体，随之将会形成一个共同抵抗外力的体系。为了更好地消除土体变形所带来的隐患，土钉墙支护技术可以通过设置支护结构对土体进行加固，使土钉支护成为土体的骨架，这将进一步提高土体的稳定性，此外当土体发生滑坡时，利用这一结构自身强度而产生的反作用力，可以有效地防止土的塌陷。
二、土钉墙支护特点及适用范围
（一）特点
深基坑土钉墙支护所具有的优点主要为：施工快速简单、设备简单、质量控制方便（水平位移通常是基坑深度的1‰-2‰）、经济效益显著（与护坡桩和板桩支护方法相比，土钉墙造价降低了约10%-30%）、占用空间小、方便信息化施工等。
（二）适用条件
通常情况下土钉墙支护主要用在地下水位以上或是人工降水之后的可塑土、硬塑土或是坚硬的粘土等，以及用于胶结、弱胶结（含毛细水粘结）粉土、砾填土，并且由土钉墙结合其他施工方法也可以用于杂填土、松散砂、软塑或流体塑性土、软土中，但是支护深度则不可超过18m。
三、土钉墙施工技术
（一）土方开挖
首先，应根据设计要求实施分层和分段开挖，其中分层深度应按照土质确定，且深度在土钉墙标高下0.3m左右。在进入下一层时，上层土钉的抗拉强度必须达到设计值的80%才能进行开挖，而上层和下层的间距约为5d-7d。在开挖过程中禁止对边壁超挖或导致边壁土体松动，禁止开挖设备与支护结构发生碰撞。其次，应根据土质情况和施工流程的连接来确定分段长度。一般情况下，分段第一层开挖长度不宜＞15m，第二层每段不可＞8m，当挖至淤泥层时，各段开挖长度不得＞6m，而且应使用沟槽进行开挖。最后，土钉墙支护应在开挖作业面后立即进行，并在最后一层土钉墙施工后需要即刻进行施工垫层或底板。
（二）排水
在施工过程中，应沿坡顶提前挖设排水沟来排除地表水，并在喷射混凝土首次开挖时，用混凝土覆盖排水沟。而对于支挡土体，通常有三种主要的排水方式。
1、采用300-400m长的管道，可以快速将浅层坡后水快速排除，而这些管道的直径一般为100mm，并且其间距则取决于地下水条件与冻胀破坏的可能性。
2、通常排水管道的长度将会大于土钉长度，其管径为50mm，上斜度为5°或10°。而间距则由土壤及地下水条件来决定，通常每3㎡以上就要布置一个。
3、对坡面排水主要采用竖向排水措施，贴着坡面按一定水平间距来设置竖向排水，而间距则由地下水条件与冻胀力决定，通常为1m至5m，而每开挖一步，这些排水管底板都有一个接口，并且贯穿整个开挖面，而最底部则由排水孔排入集水系统。排水渠道可以用土聚合物预制，并利用聚乙烯材料包扎加以保护，以此避免混凝土在喷射时渗入，而坡面排水可取代浅部排水。
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（三）深基坑土钉墙支护施工要点
1、钻孔
钻孔前应根据图纸设计确定孔位，通常土钉水平间距为1.5m，垂直间距为 2m，孔径为100mm，最上层排水平孔深为9m，而以下三排孔深应为6m。此外，应使用人工洛阳铲成孔，这样便于后期灌浆，而且土钉倾角应为5-15°，在障碍物条件下，孔位可略微偏移。通常在特定情况下，不能成孔的不会对边坡的整体稳定性造成影响。另外，土钉水平和垂直方向的孔距误差应分别控制在50-100mm以内，而孔深应大于设计长度0.1m，土钉杆体应大于设计长度。同时，在正常状况下，允许孔深、孔径、孔位、成孔等倾角偏差值为：±30mm、±5mm、±100mm、3°。
2、注浆
采用硅酸盐32.5水泥作为注浆材料，而水灰比例应为0.45-0.5，水泥浆的搅拌时间应＞2min。注浆应从内向外注入，注浆管应插入距孔底0.5m处的孔内，且在孔口必须绑扎封孔袋，避免浆液流出，同时注浆压力不得小于0.3 MPa，才能保证砂浆将土钉与孔壁间注满，必要时则需要进行二次加压注浆。
3、挂钢筋网
在边坡面上，根据设计方案的要求，应铺设钢筋网，利用钢丝固定网筋，使网片间的搭接牢固，坡面上下截面上钢网的搭接长度应＞300mm。在距斜坡1.0m处钻一排深度约为1m的短钢筋，并利用Φ10钢筋将各个钢筋焊接在一起，方便挂网，从而使得基坑边缘保持平整。应注意的是，喷射混凝土前，需要将面层的钢网牢固地固定在边壁上，并满足规定要求的保护层厚度。可将钢筋网片插入土中固定钢筋，在对混凝土进行喷射时不会发生震动。
4、喷射混凝土面层
喷射混凝土面层顺序应自下而上进行，而喷头应与喷射面距离保持在0.8-1.5m内，喷射方向应垂直指向喷射面。为了有效避免钢筋背面发生喷射空隙，应实行为先后再前的顺序进行喷射，或者在铺设钢筋网之前进行一次喷射，然后在铺设后再次进行喷射，而喷射厚度应≥40mm。在喷涂混凝土前，首先应在边壁土层上进行喷水进行润湿，而在喷射时，为了防止混凝土倒塌，则需要增加速凝剂来加快混凝土的凝结速度。之后再进行喷涂作业前，应清除预留施工缝面上的浮浆层与松散碎屑，并进行喷水润湿处理，为了便于施工缝搭接，在每层下部的300mm处，可喷涂成45°斜面形状，并在混凝土终凝2小时后，应根据当地气候继续进行喷水5-7天的养护。
四、土钉墙施工注意要点
1、当上层土钉注浆体与喷射混凝土面层的设计强度在达到70%以后，才可以对下层土方和土钉进行开挖施工。
2、必须保证所应用的原材料满足有关标准要求与设计要求，并且还具有出厂合格证书与试验报告书，同时在材料入场后还应做好复验工作。
3、施工时应严格依照设计要求来操作，而为了防止边坡失稳，在施工过程中必须严格遵循"分段开挖和分段支架"的原则。
4、对混凝土喷射作业，必须实施分段操作，对于相同分段的喷射作业应遵循由上而下顺序进行。为了避免混凝土倒塌，一次喷射混凝土的厚度不应太大，而且喷射头必须与喷射面保持垂直。
5、在施工过程中，应使用专用检测设备对施工中各种情况进行监督和检测，且监测频率应≥2次/天。而监测内容主要包括：基坑表面裂缝位置、方向、状态和尺寸，支护位移具体值、深基坑周边环境变化与地下电缆和管道变形值，深基坑的内部排水、渗漏水等情况。
结语：
总之，土钉墙支护作为一种边坡稳定支护结构，具有显著的优势，且这一技术对施工现场的土质要求不多，只要粉土、素填土、普通粘土、粘性砂土具有一定含水量均可适用，并且严格依照规定操作，各项措施到位，才可以既保障深基坑施工质量，又确保施工项目顺利完成。
参考文献：
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[4]任宏亮.土钉墙施工技术在深基坑支护工程中的应用[J].山西建筑，2015（23）：44-46.
论文作者:韩建稳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/8
标签：混凝土论文; 深基坑论文; 钢筋论文; 基坑论文; 间距论文; 长度论文; 施工技术论文; 《基层建设》2019年第18期论文;