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摘要：土钉墙技术具有施工工艺简单，加固性能稳定，适用范围广，低成本等特点，在住宅深基坑支护中被广泛应用。通过对土钉墙在混凝土施工中的应用，详细阐述了土钉墙技术，对土钉墙施工进行了总结。
关键词：土钉墙施工技术；深基坑支护工程；应用
前言
土钉墙通过就地加固天然土体并与喷射混凝土面相配合，建立一个牢固的墙面来加固土体，从而使施工作业面稳定。在我国，20世纪80年代初就开始使用这种技术，因为它具有材料使用量少、稳定性可靠、施工作业快、成本低等优势，该项技术在基坑支护方面的应用越来越多。
1土钉墙的特性及使用范围
土钉墙由天然土体、挂网混凝土面层、高强度土钉三者共同承担荷载作用力，改进了周围土体强度，较好地避免或减少了自然土体坍塌的状况出现，对基坑作业安全有好处;在方法上，运用了同时开挖土体并支护边坡的工艺，施工作业面不受施工条件制约，作业时间大大降低;从经济收益角度考虑，土钉墙结合土体的自身特性的强度优势，使其构成了支护构造的组成部分，其产生的成本收益非常显著。在基坑面不存在地下水情况下，其工艺使用较多，也运用在降排水处理后的一般砂土及粉土等土体斜坡上。最近几年，该项技术在沿海省份的基坑作业中广泛运用，不仅在砂性土的基坑作业中应用，并成功推广使用在填土及软弱土层中。土钉墙支护工艺的使用范围主要有:永久挡土构造，这类构造通常与基坑作业时的临时性支撑配合运用，例如路堑土坡挡墙、桥台底部基础挡墙、隧道洞口两侧挡墙及洞门端部挡墙等;基坑开挖时的临时支护结构，用于高层住宅等深基坑作业面开挖，土坡面开挖，地下机构开挖等;边坡面的稳定性，对可能失稳的堤坡进行加固处理;已有挡土构造及支护修理时的处理，比方说各类挡土墙的维修治理及加固作业，以及支护构造发生超过技术要求的变形及失稳状况的加固处理等。
2土钉墙技术在高层建筑深基坑支护中的优势
就现阶段的基本情况来看，我国高层建筑深基坑支护工程施工过程中，土钉墙技术得到了十分广泛的应用，作为一种边坡加固型支护工艺，土钉墙技术也发挥着良好的效果，从而得到了建筑行业的青睐。土钉墙技术有着一系列的优势，这也是其在高层建筑深基坑支护工程施工过程得到广泛应用的原因所在，主要的优势包括：第一，土钉墙的成本较低。与其他深基坑支护技术相比，土钉墙施工过程中，材料用量以及工程量较少，因此，其成本较低。第二，土钉墙施工方便。土钉墙的主要作用是对深基坑边坡进行加固，同时在边坡基坑表面铺设一道钢筋网，并喷涂混凝土面层。同时，土钉墙施工一般情况下是随着土方开挖，而分层、分段地进行，因此可以和土方开挖工作同步施工，无需单独占用工期，所以施工速度较快，有利于确保工程施工进度。第三，对场地的要求较低。一般来说，土钉墙施工对场地没有太高的要求，同时，其支护结构通常情况下可以贴近已有建筑物进行开挖，从而无需单独占用空间。第四，土钉墙的性能优越。随着科学技术的进步，现阶段，我国建筑行业在土钉墙技术上已经取得了很大的改进与优化，且逐渐发展成熟、完善，深基坑支护中，土钉墙具有延性好、抗震性强、柔性大的优势特征，可在地震多发地区应用，且能加强建筑物的抗震能力，有利于确保建筑物的后期投入使用安全。第五，土钉墙的使用寿命较长。土钉墙有着良好的密封性，可以完全覆盖土坡表面，能够有效预防地下水在基坑边坡表面的渗出，从而可以缓解雨水、地下水对基坑边坡的侵蚀；同时，土钉墙中应用了较多的土钉，这些土钉共同承载荷载，因此，在后期投入使用过程中，即使部分土钉出现断裂、扭曲等问题，也不会影响土钉墙的正常使用，因此，土钉墙的使用寿命较长，在建筑全使用周期内，很少进行维护。
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3土钉墙施工依据的原则及要求
土钉墙支护应满足图纸参数要求的耐久性、稳定性、强度等。当在城市中心区的深基坑开挖使用此技术时，对支护的变形控制参数要求就更严格。深基坑开挖中土钉墙加固具有如下特性。施工作业时，必须随时与基坑面的测试监督控制相配合，运用变形监控数据及施工过程，不断探究基坑真实地质状况，及时对下步工序提供数据指导。要减轻或消除地表径流及地下水的危害。如果基坑坡面渗水严重，施工中就不允许在坡面喷射混凝土，以免造成边坡塌方。当地下水的渗透量大时，作业时应采用必要手段来使地下水位下降。加固完成后的支护构造在地下水位的影响下，其面层承受的外部作用力及土钉内力都会显著提升，其中黏土中的土钉抗拔力及黏土的抗剪作用力与原状土中含水率有较大关系。
4工程实例
4.1工程概况
某工程位于某小区内，拟建建筑为1座16层商业楼，框剪构造，建筑总高度为70.2m;裙房2层，框架构造，东侧与已有商业楼连接，地下室外墙与已有商业楼间距为10m，并且地下室部分外墙与可以使用地范围仅有4.8m间距;地上面建筑标高－0.900m，基坑因为深度不一样而划为两个部分:右侧部分是2层地下停车场，建筑基础顶面标高为－6.95m，基坑底面标高为－7.85m，左侧设有地下室1层，基础顶面标高为－5．45m，基坑底面标高为－6.35m。两部分基础承台厚按1.5m设计，把桩基础当做结构基础。
4.2支护结构设计
4.2.1基坑维护方案选择
因为基坑深度内由粉质黏土与粉土层结合成，因而选用基坑坡角为60°土钉墙加固施工方案，在基坑挖掘开始之前，为了止水，在基坑外围进行两圈深层搅拌桩施工作业，分别布设一排起降水效用的井在基坑内侧帷幕部位。外围安设的降水井主要使基坑外地下水下降，削弱坑壁导致的主动土压力，对地层抗剪应力进行强化，削减土钉墙承受的荷载;坑内布设的井主要为抽出坑内地下水，完善坑底被动土荷载，并为坑底面作业创造无水的作业环境。本方案的优势在于作业简便快捷、作业工期短，不需要在基坑内安设临时支撑，为主体结构作业提供必要施工作业环境，便于控制施工作业质量，结构整体防水效果不错。土钉墙使用4.8×0.35cm的钢管土钉，土钉长约12m，水平间距设置为1m，垂直向间距设置为1m，土钉成孔直径设为0.12m，水平方向角设置为15°，孔内需要进行二次注浆施工。放坡面运用挂网混凝土护面，坡面混凝土厚度为0.15m，安置0．2m×0．2m钢筋网。坡面安设泄水孔，坡脚及坡顶处均设有排水沟渠。
4.2.2土钉墙维护构造计算
基坑挖掘深度为6.95m，基坑面坡角按60°布设，选用土钉墙结构当做维护形式，共布置8道土钉。验算时，地面超载依照15kPa计算。地下水位标高依照现地面标高取值。基坑挖掘从2017年6月23日开始至2017年9月20日施工作业完工，对土钉墙围护的8个点执行24h不间断观测。到2017年9月20日工程完工为止，围护体基本保持稳固，实际观测的最大位移值是2.1cm，小于计算限制值6.9cm的要求。实践表明，该项目基坑使用土钉墙加固是可行的，与一般的深基础围护工艺相比较，其可减少工程成本25%，工期可缩短30%，并且施工设备操作方便，不需要大型机械，因而，本工程成本效益显著。
结束语
土钉墙技术是高层建筑深基坑支护中的主要工艺之一，是一种原位土体加筋技术，土钉一般由钢筋制成，其主要作用是对深基坑边坡进行加固，同时在边坡基坑表面铺设一道钢筋网，并喷涂混凝土面层。实践表明，土钉墙技术在深基坑支护中的应用，有利于加强基坑的稳定性、牢固性与可靠性，从而可以确保深基坑施工安全。
参考文献：
[1]张昀婷．关于高层建筑深基坑支护土钉墙技术的探讨[J]．江西建材，2017(8)：101-102．
[2]刘飞．关于民用高层建筑深基坑支护施工技术研究[J]．智能城市，2016(12)：98
论文作者:陈章
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/4
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