摘要：近年来，高层建筑数量与规模均有较大提升，因此基坑工程施工环境越来越复杂，支护难度也有较大提升。土钉墙支护结构是基坑工程常用的施工技术之一，这种结构体系占用空间小、施工周期短，并且经济合理。在建筑基坑工程中采用土钉墙支护结构时，必须加强设计与施工管理，根据实际情况制定科学合理的施工方案，并将其落实到施工各个环节中，加强施工质量管理，及时发现土钉墙支护施工中出现的问题，并采取有效措施进行解决，以此消除施工质量漏洞及安全隐患，确保建筑工程整体质量。
关键词：建筑工程；深基坑；土钉支护；技术应用
引言
土钉支护技术中，击入的土钉与土体和挂网的混凝土面层共同作用，不但提高了整个土体的刚度，而且弥补了土体自身存在的诸多不足，有效防止土体垮塌和变形造成的破坏，使得土体的结构强度得到最大发挥。
1土钉墙技术特点和应用范围
土钉墙作用原理是土钉、混凝土面层和原位土共同受力，增强土体破坏延性，调整边坡塌方性质，保障建筑施工的安全性。在工艺方面，运用的方式为：边开挖边支护，工作面不会受到各类因素的约束，使得工期缩短。在成本方面，由于土钉借用了土体自身的承载性能，基坑附近土体均发挥支护作用，使得工程成本降低。但是土钉墙技术也有一定的局限性，对于松软土质，就不适合采用该技术。土钉墙技术优点有成本低、不用单独占用场地、施工中不会产生较大噪音和振动、对地形扰动小、易于锚杆、微型管等形成复合支护体系、工艺简单，施工速度快；缺点有对土质有一定要求，若周边土质自稳能力差，则不适合采用土钉墙支护技术，若抗滑线和边坡间距较大，则该技术就难以发挥加固作用。土钉墙支护应用主要有3个方面：（1）用于土体开挖的临时支护，如建设高层建筑时的深基坑开挖、土坡工程开挖等。（2）用于永久挡土结构，此类工程通常和临时支护结合运用，比如桥台挡墙建设、隧道洞口挡墙建设建设等。（3）用于挡土结构的维修、支护加固。如挡土墙的后期维修、支护结构由于变形时实施加固工作等。
2土钉边坡支护的机理
2.1 支撑土体作用
土钉在土体中受到拉力和土体剪力的共同作用，它与土体一起承受外荷载，土钉由于抗剪强度高，承担起绝大部分的分担作用。特别是在土体进入塑性状态，自重应力向土钉转移，土钉的分担作用更加明显。土钉能使土体发生变形后抵挡相当的拉力，不仅提高了土体的强度，密集的土钉对周边的土体起到骨架支撑作用，有效增强土体内部的稳定性，进而达到稳定整个土体的作用。
2.2 支挡坡面作用
土钉支护的坡面尤为重要，与土钉相连的钢筋混凝土面层由于是分步施工，土钉表面与土体的摩阻力和土钉与面层的相连程度决定坡面的约束力，土钉的抗剪强度可以平衡其所受的向外拉力，喷射混凝土面层承受土钉与土体之间摩擦力，支挡不稳定的局部土体，保持坡面的稳定性，防潮湿和水渗入，降低土体中应力的集中，减少土体应力释放，对复合土体的边坡稳定极为有利。
3建筑基坑工程土钉墙支护结构设计与施工
3.1土钉墙支护施工流程
3.1.1基坑开挖
安排专门人员负责指挥土方开挖工作，采取分层、分段的方式开展施工作业，控制好各层开挖深度，确保其在2m以内。只有在确保土钉及混凝土喷射面满足70%的设计强度后，才能开始进行下一层土层开挖。此外，施工单位还要制定必要的防护措施，以免土方开挖对支护结构产生碰撞。机械作业与人工修整应当相互配合，确保开挖面平整、无虚土。在基坑开挖过程中，如果开挖面产生裂缝、渗水等问题，需要将厚度约30mm的混凝土喷射在上面，对开挖面进行有效保护。
3.1.2混凝土面层初喷
在基坑开挖完成后，将C20强度等级的混凝土喷射在边壁上，喷射厚度控制在50mm。混凝土材料质量需严格控制，水泥采用普通硅酸盐水泥，骨料采用碎石或者机制砂，前者粒径不能超过20mm，含泥量需控制在3%以内。
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3.1.3钻孔
根据设计要求进行钻孔作业，控制好土钉的水平间距、竖向间距分别为1.5、2m。成孔工具采用人工洛阳铲，水平孔最上排的深度为9m，其他均为6m。为方便注浆工作，土钉倾角宜控制在5°~15°。孔位要根据设计图纸确定，遇到障碍物时可适当偏移；控制好土钉水平方向上及竖直方向上的孔距误差，前者不超过50mm，后者不超过100mm；孔深应当比设计深度大0.1m，土钉杆体长度也要比设计长度大。
3.1.4插入钢筋土钉
采用φ25钢筋作为土钉，施工前需要对钢筋进行除锈、调直处理；采取双面搭接焊的方式连接钢筋，搭接长度需控制在主筋直径的5倍以上，焊缝高度需控制在主筋直径的0.3倍以上；在制作土钉时，应当严格按照设计要求确定土钉的直径、长度等参数，在孔的中心部位放置锚杆，对中支架的焊接间距为2m，从而确保钢筋始终位于孔的中心部位。
3.1.5注浆
采用纯水泥浆作为注浆材料，水灰比需控制在0.5~0.55范围内。浆液的搅拌工作要在注浆过程中进行，并保证搅拌充分、均匀，做到随搅随用；在注浆过程中，注浆管需插入至孔底，一边注浆一边拔管，拔管速度不能过快，注浆管不能超出液面，同时注浆压力需控制在0.4kPa以上。当注浆抵达孔口时，应当停止注浆并进行封口。在浆液凝固后，如果锚固体无法充满浆液，还要进行补浆；在注浆工作结束后，应当及时清理干净注浆工具。
3.1.6钢筋网布设
钢筋网材料选用φ8圆钢，规格为200mm×200mm，误差控制在10mm以内。网筋之间的搭接长度需控制在300mm以上；钢筋网在铺设以前需进行调直；选用Φ14钢筋作为加强筋，将土钉钢筋与加强筋牢固焊接在一起，挡块焊接在外部，确保其具有整体性。
3.1.7混凝土复喷
在钢筋网布设结束并验收通过后，需复喷混凝土，喷射厚度控制在50mm，喷射方法按照初喷时进行。
3.2土钉墙施工技术质量控制
（1）保证桩中心和护筒中心的偏差在5cm之内，埋深大于1m，合理的控制泥浆的比重为1.1~1.2，保持孔底的沉渣小于15cm的厚度；保证准确的安放钢筋笼的位置，并根据相关规范要求连接钢筋；应该保持连续的进行水下混凝土的浇筑施工，控制混凝土内埋入的导管深度大于2m，并保持适宜的速度，防止出现钢筋笼上浮或堵管的问题，还应注意使桩头高出1m。完成混凝土灌注桩的养护后，还应根据相关设计和规范要求对其质量进行严格的检测，为其质量的合格提供保障。（2）在深基坑开挖的墙面或未开挖的基坑立壁运用土层锚杆钻孔，待其达到深度要求后再把孔的端部扩大，使其形成柱状。在锚杆支护技术的施工过程中，主要是在孔内放入各种类型的抗拉材料，如钢索、钢筋等，然后再用浆液材料进行灌注，其和土层通过有效的结合便会形成拉力较强的锚杆，该支护技术可以为支护体系提供较大的拉力，促使其结构更加稳定，不会发生变形情况，同时还使人力、材料等得到较大程度的节约，并推动施工进程。（3）完成深基坑支护后的施工过程中，不出现坑壁坍塌现象，利用相关仪器监测周围建筑物，不出现较大变形情况；保证锚杆支护和混凝土灌注桩为工程顺利进行奠定坚实基础，为周围建筑物提供安全保障，因此可以确定深基坑支护施工方案的可行性。
结束语
土钉墙支护技术具备工期短、成本低等优点，在建筑工程中的应用日益广泛，具备巨大的发展空间。文章就土钉墙支护技术在深基坑建筑工程中的应用进行探讨，对施工流程和施工质量控制进行重点论述，对土钉墙支护技术在深基坑工程中的实践运用具有指导意义。
参考文献：
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［2］袁翔君.探讨基坑边坡支护施工技术的应用［J］.城市建筑，2012，32（90）.
［3］曾军.探讨建筑工程基坑边坡支护施工技术应用［J］.中华民居，2013，（6）.
论文作者:张鹤1,方嗣茂2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签：基坑论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 技术论文; 注浆论文; 面层论文; 作用论文; 《基层建设》2018年第36期论文;