深基坑土钉墙喷锚支护的施工技术--

[摘要]本文介绍了深基坑土钉墙喷锚支护技术在南京电信局鼓楼多媒体通讯楼工程中的应用。 [关键词]树根桩；土钉墙；注浆；挂网；喷锚 南京电信局鼓楼多媒体通讯楼位于鼓楼广场东北角，大钟亭与安仁街交叉路口西南角，建筑面积40774m2，地下二层，地上三十大钟亭路a-b、d-d'-e-e'-f段，钢管桩支护-18.25b-c-d、f-g-h-i、k-a、 坑中坑,人工挖孔桩支护i-j段，树根桩与土钉墙组合支护j-k段， 土钉墙支护fg-18.25-14.25d 原有电信楼e-9.65-11.65原有电信楼d'e'-14.25-14.25ak hj鼓楼市民广场1142i图1 基坑支护平面层，巨型框架结构。本工程基坑平面极不规则，拟建大楼距原建筑物基础距离仅为43cm~86cm。整个基坑支护分别采用人工挖孔桩、树根桩与土钉墙、钢管桩等灵活多变的组合式支护结构体系，具体布置见基坑支护平面图（图1）。土钉墙喷锚支护纵向长度86m，深度10.25m~13.05m,坡度接近90º，其在该工程中的施工技

45350bc安仁街术介绍如下： 1工程地质情况 1.1 土层分布情况

基坑支护涉及土层的工程地质特征如下表所示：

渗透系数（KV） 渗透系（KH） 层底埋深 容重r 土层名称 （m） (KN/m3) (Kpa) (º) （cm/s） ①-1杂填土 1.2~3.0 ①-2淤泥质1.3~3.0 填土 ①-3素填土 1.0~2.5 ②粉质粘土 2.0 19.2 19.1 20.1 48.7 18.7 1.99 2.00 10.3 3.67 16.7 4.97 （cm/s） C Φ ×10-7×10-7③粉质粘土 3.2~4.9 ⑤-1强风化2.7~9.3 岩 ⑤-2中等风3.1~19.8 化岩 53.3 19.3 21.3 240 26.7 24.5 1740 23.5 1.2 地下水情况

（1）人工填土中孔隙水：场地覆盖的粘土层，可视为隔水层。

1800-1.20抹M20砂浆，厚100原坡顶高度25001500150015001500130012001200120012003001Φ14 L=600@1200+0.60120厚土钉墙砼面层源为季节性大气降水及地表下水管渗漏，按地区经验年水位变化

450幅度约0.5～1.0m。

土钉L=925@1500000 1Φ-15.0-14.25图5 j-k段调整后支护剖面（2）基岩孔隙、裂隙水：基岩地下水较丰富，并具有承压性。 2 土钉墙喷锚支护做法

ij段为树根桩与土钉墙复合支护，jk段为土钉墙支护。树根桩采用投石压浆法成桩，浆液为水泥浆，成桩后要求桩身砼强度达到C20;土钉注浆液为M20水泥砂浆，对于长土钉（jk段第三、四排L＝16000土钉）要求采用二次压浆工艺。土钉墙面层挂φ6.5＠200×200（ij段为φ6.5＠150×150）钢筋网片，喷C20细石砼，厚120mm。锚杆采用二次压浆工艺，孔内注M20水泥砂浆，ij段锚杆加予应力100KN／根。做法见图2、3所示。

-1.50图4 i-j段调整后支护剖面30018@100000 1Φ531=L土钉00Φ22@103500 1土钉L=10由段5502000 自@020202Φ@2Φ228000 000 Φ300树根桩3500 1锚杆L=1土钉L=13500 1Φ25@1土钉L=100Φ25@152000 1土钉L=100Φ25@15120厚土钉2000 11=L钉土墙砼面层0051@ 1Φ2500021=土钉L00Φ25@152000 1土钉L=125@1500000 1Φ土钉L=9-14.1025@1500000 1Φ土钉L=9-15.501300130013001300130012001200120012001000

+0.60 1Φ14 L=600 @12001300130013001200120012001200100050000Φ18@122000 1土钉L=100Φ18@122000 1土钉L=100Φ25@126000 11=L钉土00Φ25@126000 11=L钉土00Φ22@12120厚土钉2000 1土钉L=1墙砼面层0051@Φ222000 1土钉L=125@1500000 1Φ9=L钉土25@1500-9.60000 1Φ土钉L=9图3 j-k段支护剖面图2 i-j段支护剖面3 施工工艺

土钉墙喷锚支护的施工工艺

450土钉L=922@000 1Φ1500-9.6513001200120011001000表层人工填土厚度较大处含地下水，但水量不丰富，主要补给来

300×300×12钢板@2000 1Φ25L=150000约束土钉0Φ18@103500 1000土钉L=136×6@1Φ1 00351=L杆钻@1000Φ36×63500 1钻杆L=1段50000围檩2工18a00 自由Φ22@20 1Φ22@2002 00005015=L31杆=0L锚段500土钉00 自由00Φ22@20Φ25@2015000 2 1 =0L00杆2锚土钉L=15001@52Φ Φ300树根桩2000 1土钉L=10051Φ25@2000 1120厚土钉土钉L=1墙砼面层00Φ25@152000 1土钉L=1土钉L=318@1200000 1Φ1000 1Φ8@1200原基础碎石垫层泄水管Φ256000 1土钉L=1注浆次二00@12Φ256000 1土钉L=1次注浆@1200二1200Φ22@2000 1土钉L=100Φ22@122000 1土钉L=122@1500000 1Φ土钉L=91800土钉L=312001000测放孔位→钻孔→清孔(干成孔不需要这道工艺)→下土钉钢筋（连同注浆管）→注水泥浆→坡面人工修理→挂钢筋网→土钉头部位压筋焊接→喷射细石砼。 4 施工中的质量控制

4.1土钉施工

每层土钉施工需分层开挖，开挖深度在该层土钉下0.3~0.5m，一次性开挖长度不超过15m。开挖时尽量控制挖土机对所需开挖的土体的扰动，予留约5cm厚的土体采取人工修理；

土钉放样按设计要求进行，并钉上短钢筋作为标志，土钉成孔孔径120mm倾角10o，施工时要求倾角控制误差范围为±2o；

土钉钢筋按设计要求（规格、长度）制作，并用Ф8钢筋作导正环，每2.5m设置一道。土钉钢筋下入过程中如遇困难，不得用锤击强行击入孔内，要求重新扫孔后再安放钢筋；

土钉注浆采用一次注浆法[长土钉(16.0m)，采用二次注浆]，注浆材料为M20水泥砂浆，当浆液从孔口漫出后，用砂袋在孔口封堵，而后再注浆，直至浆液再从孔口冒出为止。由于浆液凝固后收缩，因此，为了保证土钉口附近段注浆体的强度，注浆过程中，需在注浆体初凝后（约1小时），进行第二次（甚至更多次）在已注浆的土钉孔孔口补浆；

锚杆采用Ф150成孔，锚杆压浆采用二次压浆工艺，第二次压

浆待第一次压浆浆液初凝后进行，要求第二次压浆压力≥2Mpa。锚杆自由端涂黄油，外包塑料薄膜，压浆一直到孔口；

锚杆在注浆7天后，方可进行张拉锁定，张拉锁定程序为：先取0.1～0.2倍设计值进行预张拉，而后逐级（取0.2～0.4倍设计值）张拉，直至1.2倍设计值为止，锁定值取0.8倍设计值。

4.2挂钢筋网

钢筋网的钢筋规格与间距按设计要求施工，施工中避免钢筋网间距过大，一旦发现，即及时整改；

钢筋网与土层坡面间用6cm厚垫块隔离，严防网片与土坡面相贴；

上下两层之间钢筋网采取弯钩形式搭接绑扎；

土钉头部位、井字形压筋需与土钉钢筋焊牢，压筋中通长钢筋应连续，分段需采用搭接焊。

（3）喷射砼面层

喷射砼采用C20砼，厚120mm，喷射前坡面上设置厚度控制标志；

喷射机口离坡面距离控制在0.6～1m之间，并不断调节喷射角度，确保喷射砼与土面更密实；

喷射砼厚度要达到设计要求，严防露筋现象出现。

5 施工中出现问题的处理

1800原坡顶高度为淤泥质土

ij段土钉墙支护施工开挖至第三排土钉深度时（开挖标高为－5.4m），发现该深度范围内为暗塘淤泥质土。措施如下：①原设计第三排为锚杆与土钉间隔施工，因

图4 i-j段调整后支护剖面该土层受力机理较差，将该层锚杆移至下层土钉深度内施工,并增设一排锚杆；②顶部在场地允许范围内卸土减荷。做法见图4。

5.2土钉施工时遇地下障碍物

jk段土钉墙在施工第一、二层土钉时遇地下障碍物（原建筑物基础），土钉深度达不到设计要求。措施如下：①第一、二层土钉

1800部位加大放坡高宽比 (约1:0.65);②第

-1.20抹M20砂浆，厚100原坡顶高度25001Φ14 L=600@1200+0.60土钉L=31000 1Φ8@12001200原基础碎石垫层泄水管层土钉施工深度由原12.0m加长至16.0m,其受力主筋由原1Ф18变为1Ф25，间距不变,并采用二次压浆工艺，其余做法不变;③原建筑物碎石垫层段

450120厚土钉墙砼面层-1.5018@100000 1Φ531=L土钉@1000 1Φ2200531=土钉L段550000 自由02@22Φ@20008000 2 1Φ22@100010=0L53杆1=锚 Φ300树根桩土钉L3500 1Φ25土钉L=125@150000 1Φ021=L土钉00Φ25@15120厚土钉2000 11=L钉土1300130012001200120012001000图4 i-j段调整后支护剖面在喷射砼网筋中插入注浆管，当喷锚面

图5 j-k段调整后支护剖面450土钉L=922@1500000 1Φ-9.6513001200120011001000Φ256000 1土钉L=1浆注次@1200二Φ256000 1土钉L=1次注浆@1200二1200Φ22@2000 1土钉L=100Φ22@122000 1土钉L=122@1500000 1Φ土钉L=91800土钉L=318@000 1Φ12001000一、二层土钉施工深度为3m,第三、四

300×300×12钢板@2000 1Φ25L=15000钉土束约00Φ18@103500 10土钉L=1 1Φ36×6@1003500 1=L杆钻@1000Φ36×63500 11=L杆钻0围檩2工18a由段500@2000 自Φ22@200022Φ2 10 0 0050135锚杆L=土钉L=100 自由段50002@20200Φ2 Φ25@2050002000 1锚杆L=100土钉L=151Φ25@ Φ300树根桩2000 1土钉L=100Φ25@152000 1120厚土钉土钉L=1墙砼面层@1500 1Φ2500021=土钉L-14.2525@1500000 1Φ土钉L=9-15.015001500150015001300120012001200120030045000300×300×12钢板Φ25@205000 11=L钉00约束土Φ18@103500 10010=1L@6钉土Φ36×3500 11=L杆钻6@1000 1Φ36× 00531钻杆L=0围檩2工18a由段5002000 自22@2000@22Φ2Φ 1 00 0050锚杆L=1土钉L=135段500000 自由02@22Φ25@20005000 200 1Φ021锚杆L=1=L00土钉Φ25@15 Φ300树根桩2000 1土钉L=100Φ25@152000 1120厚土钉土钉L=1墙砼面层1500 1Φ25@ 00021土钉L=-14.2525@1500000 1Φ9=L钉土-15.01500130012001200120012003005.1土钉、锚杆所在标高

-1.20抹M20砂浆，厚100土钉150015001500砼养护3－5天后，对碎石层进行注浆固结。做法见图5。

5.3土钉成孔困难

在ij段树根桩第二排中段土钉为流塑淤泥质土,成孔困难，土钉钢筋难以下放。措施如下：①用φ36mm，壁厚6mm的钢管分节，长2m加工丝扣，替代成孔用钻杆，顶部加工Ф110mm合金三翼钻头，并带有水口，。②钻进到位后，先接清水冲选，置换管内，孔内泥浆，然后注水泥浆，直至孔口流出水泥浆。③该工艺用钢管替代土钉钢筋，强度满足施工要求。

5.4土钉墙喷锚支护局部坍塌

jk段在施工第六层土钉时,该段土钉墙东端与ij段树根桩相连处发生局部坍塌。主坍塌段为2.0m，影响范围长达10.0m，南北向宽度影响约1.8m。

（1）原因分析

该坍塌段土质较差，为暗塘存在范围，上部土层均为流塑状淤泥质土。土钉施工需在土方分层开挖后进行，对土层的了解有滞后性，在开挖至-5.0m时发现暗塘范围扩大了约15m。同时因施工进度较快，上部土体应力集中释放，对该段支护也产生了较大的不利影响。

坍塌发生前段时间雨水较多，加之该部位坡顶为市民广场草坪，有蓄水作用，地表水集中往土钉墙渗透，水压力较大，且土体泡水后C、Φ值进一步降低，客观上使得土钉墙承受的压力进一

步增大。 支护工程工期要求较紧，土钉墙的喷射砼面层和注浆土钉在养护时间略有不足的情况下，而提前进行下一层土方的开挖施工，也有一定的不利影响。 （2）处理措施如下： 由于该段软土（塘泥）较厚，且外侧土体已遭扰动，故采用挖土机压入两排Ф48mm的钢管进行竖向加固，钢管长6m； 在－2.5m和－4.9m处施工两排L＝14m的锚杆，同时为控制土钉墙变形，应对锚杆施加预应力； 在－2.3m和－5.2m处各设0.4m3002001200100010005001Φ18 L=600@20002Φ18 通长-2.30 和0.8m宽的台阶； 在－2.3m以上喷C20砼，以防雨水集中渗入土钉墙； 在分层开挖过程中对该段进行重点监测，如发现异常及时采取应急措施。坍塌部位处理见图6。 6结论及经验总结 1Φ22@1200 L=1500[18a槽钢1Φ25@1200 L= 1Φ2 14000002@1200 L=12014001000[18a槽钢 1Φ25@1200 L=14000350150014000φ48×3钢管φ48×3钢管@600 L=6000@300 L=6000 1Φ25@1500 L=9000-9.25 1Φ25@1200 L=1Φ25@1500 L=9000图6 坍塌部位处理1最大水平位移发生在ij暗塘段，该段测斜管反映3.5m处最大水平累计位移为69.56mm，虽然ij段6.0m以上变形较大，但地下室施工阶段已趋于稳定。 2土钉墙喷锚支护与另两种支护形式相比，造价低，施工简单；但在进度上受到工艺要求的制约。

3土钉墙的施工应注意实际土层工程地质条件的变化,尤其是在软土层中施工时,应特别慎重处理。另外，由于土钉墙是一种“滞后”支护模式，施工中不能一次性开挖过长（一般不宜超过20m），并且要在喷射砼面层及注浆体养护一段时间后（一般不宜少于2天）才能进行下一层土方的开挖。

4 施工过程中,应进行基坑监测,并应善于分析监测结果，做到信息化施工，使得心中有数。