黃瑞新

(山西五建集團有限公司，山西 太原 030001)

了解土釘墻在深基坑工程中的特性和適用場合，對于保障工程的安全性具有重要意義。在此基礎上，本文結合我國國情，對土釘支護技術進行了深入研究。

1 深基坑施工中土釘墻支護施工技術特點與應用范圍

1.1 深基坑施工中土釘墻支護施工技術特點

(1)具有操作簡便、運行靈活等優(yōu)點。針對目前我國工程建設中存在的問題，提出了一種適用于工程建設的新方法。使用時，建筑占地面積少。這樣，在土釘支撐中，可以使設備發(fā)出的震動在很小的范圍內，從而達到抑制噪音擴散的目的，保證施工過程中周邊不受噪音影響。

(2)施工快速、不會對周邊建筑造成太大的破壞。土釘墻在深基坑工程中的應用，采用“逐段”開挖的形式，它可以對土釘墻與表層的對應結構進行某種程度的調節(jié)，并將其對邊坡的動力消耗降至最低，使其與深部工程的建設速度保持一致，能有效地防止各自占據(jù)時間的情形。

(3)施工安全水平高。在進行深基坑施工的環(huán)節(jié)，利用土釘制造技術，具有較高的靈活性，相較于成孔技術，施工過程簡單，施工人員可以更便捷地監(jiān)控變形數(shù)據(jù)和具體的施工狀況，從而確保施工建筑的總體安全性、可靠性。

1.2 土釘墻支護技術在深基坑工程中的適用條件

土釘墻支護施工的應用具有控制地下水位的功能，可以針對施工期間的地下水位參數(shù)進行合理的控制調整，但是該技術應用的場景具有一定要求，只有在地下水位較低的情況下才可以使用?；蚴堑叵滤徽w高度不超過開挖部分粘土、黃土或各填雜土混合而成的土地邊坡高度的情況下，該技術也具有一定的適用性。通常來說，在與項目有關的操作中，在項目中使用土釘法并不是一種很好的選擇，容易造成項目的實際建設費用超過項目的財務預算，影響項目的正常進行。所以，在實際工作中，一般都是采用沖擊次數(shù)小于10次的礦山土質斜坡。此外，對于20以上的塑性土，還需進行一定的蠕變處理，方可作為支護結構。在支護結構中，對某些含侵蝕的土壤，不管經過怎樣的加固，都不能作為支護結構使用，否則將會嚴重地影響整個工程的質量，對建設隊伍帶來財務上的損失[1]。

2 土釘墻施工技術在基坑工程中的實踐應用

2.1 工程概況

某項目占地面積為22 139.35m2，包括地面面積為19 712.85m2，地下面積為2 426.5m2。其中，醫(yī)院綜合大樓、復健區(qū)各5層，醫(yī)院垃圾處理區(qū)各1個樓層、1個地下室，采用框架結構。房屋的地震設防水平為7度，房屋的安全級別為2級。工地的地形是一片丘陵的坡地，在它的北面與邊坡坡底相隔大約10m，在它的東面和南面都是現(xiàn)有的市政公路，它的西面則是現(xiàn)有的邊坡。

2.2 地質條件

根據(jù)自上而下的順序，本工程施工地點的地質條件可以分為以下幾個部分：1)雜填土，主要的構成為卵石、細沙、粘性土，為10～30mm結構，具有松散特征，厚度為1.2～2.1m，卵石的含量占比為15%；2)碎屑，顆粒大小25～55mm，巖性以砂巖為主，碎屑占58%～68%，微密-中密，其中碎屑占17%，粗砂占10%，細砂占15%，厚度6.20～10.60m；3)粉質土，夾有微量角礫石，具塑性，角礫石占7%～12%，厚度3.60～18.50 m；4)中風化灰?guī)r，具塊體構造，為一種較為堅硬的巖石，裂縫十分明顯；巖石質地較硬，厚度在5.80～9.30m之間。該項目的地下水以自然降雨及周圍河道的滲入為主，其含水量在1.80%～3.20%之間。

2.3 基坑支護設計

該項目的基坑挖深5.70-6.65 m，以錨管和土釘墻為支撐，按1∶1的斜率進行放坡。錨桿選用Φ48 mm鋼管，鉆孔埋深7.5m，孔距2m，成孔傾角15度。配筋采用Φ8@200mm×200mm的直徑配筋，配以150 mm的噴射混凝土，C30級的強度。

2.4 施工難點剖析

1)基坑工程是在夏天進行的，降水很多，同時由于工程現(xiàn)場有很高的地下水，所以基坑周圍的巖土幾乎都是富水性的。在進行基礎工程建設前，必須進行排水，以保證基礎工程的安全；2)基坑所涉的巖土多為礫石層，使其埋設難度很大，必須進行適當?shù)募庸蹋?)工程現(xiàn)場的東邊、南邊都是城市公路，在基坑工程的建設中，若沒有對城市公路的建設進行有效的管理，將會使城市公路產生較大的沉降量，從而引起路面的裂縫、塌方等質量問題[2]。

2.5 錨管土釘墻工作原理

使用機械裝置將錨管釘入到巖土中，對灌漿孔進行清理，然后用高壓灌漿的方法，使錨管灌滿水泥，再用錨管釘牢周圍的土體，從而構成一個復合的土體。在承受了外力的情況下，復合土產生了塑性形變，那么，應力將會經由錨管內的土釘傳導至巖土深層，導致塑性形變減小，降低應力值，使其不超過復合土的極限值，從而增強復合地基的安全性。在實施錨管注漿的作業(yè)環(huán)節(jié)，水泥漿經其排漿孔洞滲入周圍土中，充填了周圍巖土之間的裂隙，在某種意義上改善了周圍土的力學性能。在復合地基中，錨桿起到了加固的作用，作用與擋墻相似。

2.6 土釘墻支護技術在基坑工程的應用

2.6.1 管井降水

在此基礎上，針對該工程的地質條件，地下水補給狀況，降水量和承壓水位的高低，以及工程現(xiàn)場的具體條件，采取了管井法進行排水。在基坑周圍布設排水溝渠及收集池，將明水經排水溝渠排至收集池，然后利用泥泵將收集池中的水排出至基坑之外。該項目一共打了3個管井，其中管井的孔徑是450mm，孔深是17m，孔底部是1 500mm厚的砂礫層。過濾管道使用的是一根直徑219mm的鋼管，在井眼周圍安裝40目的尼龍濾網，尼龍過濾器的安裝方法為鋼絲繩捆綁。開挖過程中，開挖出深14m、大口徑130mm的砂石濾芯。觀察井使用的是一根直徑75mm的聚氯乙烯管子，在井眼周圍設置20眼的尼龍篩，尼龍過濾器的安裝方法為鋼絲繩捆綁。在基坑支撐頂板周圍布設隔板，隔板距基坑頂部0.5m，隔板寬度300mm，將明水排至規(guī)定位置，防止地表水進入基坑[3]。

2.6.2 基坑開挖

按工程圖確定的圍巖邊線，利用全站儀測設位置，在圍巖上引入坐標、高控制點，做好對控制點的保護。根據(jù)設計圖，以基坑位置為基準，向外延伸1m。用機器挖土，按1∶1的斜率進行放坡。在工程建設中，應嚴格按設計要求進行土方開挖，并在基坑內首先進行支護面的開挖，并采用分步開挖的方式。在挖掘過程中，要對垃圾車輛的運送路徑進行規(guī)劃，并要有秩序地進行挖掘。開挖地點距離基坑支護面6m左右，分層厚度為2 000mm，直到錨管施工面下方0.5m，在分段開挖的施工作業(yè)環(huán)節(jié)，要求工作人員將挖掘出來的土方及時輸送至場外，并且要避免土方堆積的情況。應針對基坑外側2m的位置進行土方清理，防止出現(xiàn)基坑受到土方擠壓作用的影響而出現(xiàn)變形，降低基坑的負荷，增強基坑支護施工的安全性。采取機械修整的方法，對斜面加強修整處理，首先進行手工操作，使其保持光整，再進行后續(xù)的土釘支護和錨桿支護，增強基坑的穩(wěn)定性。完成支護作業(yè)之后、進行后續(xù)的支護面土方挖掘之前，應確保錨桿抗拔力達到設計標準要求，以設計要求參數(shù)的80%為標準。

2.6.3 錨管土釘墻支護

在錨管土釘墻的支護作業(yè)環(huán)節(jié)，考慮到碎石地層巖石具有較硬的質地，因此選擇沖擊錨時，要以鉆進口徑為110mm、型號為QC-150型號的沖擊錨為主，使用圓錐形的錨頭擴大頭，安裝錨管時間隔控制為2 000mm，采取焊接的方式，將錨頭和錨管連接起來。

在錨桿上通過機械鉆孔形成出漿孔，出漿孔直徑8mm，每個出漿孔之間的距離為500mm，出漿孔排列成一個梅花型。為加強錨桿與圍巖的錨固力，采用 L 25mm×3mm、40mm長的倒吊角鋼筋。灌漿過程以硅酸鹽42.5水泥為主要原料，配以0.5的灌漿體系。在進行灌漿之前，必須用清水沖洗，然后在灌漿孔內進行灌漿，灌漿壓力為0.4 MPa。在進行注漿的時候，關注注漿壓力的參數(shù)變化，了解排氣管的具體排氣情況，對注漿壓力進行監(jiān)控，當壓力值達到0.4MPa時，觀察到排氣停止、孔口溢出的水泥漿停止，保持穩(wěn)壓注漿，3min的時間左右后結束注漿作業(yè)，鋼筋網掛設過程中，使用螺紋鋼筋進行加強設置。

2.6.4 坡面混凝土施工

該工程項目的邊坡施工環(huán)節(jié)使用C30級混凝土作為原材料，要做好加固處理，使用20mm以下的花崗巖礫石，細石混凝土采用“從下往上”的方式進行，噴壓不低于0.15MPa，噴嘴與基坑支撐表面垂直，與基坑斜面間距0.6～1 m，空氣流量大于9m3/min，基坑斜面層厚小于40mm。待噴混凝土充分硬化后，立即澆注并進行維護，維護期間應有專門人員，維護期不少于7d。排水管道在基坑斜坡上安裝，排出時呈梅花狀，排出時間隔3m。排水管道使用直徑50mm，長1100mm的聚氯乙烯管材。排水管道上開有直徑6mm的排水孔，排距50mm。排水管道以10度的角度，斜向插入基坑斜坡，插入深1000mm排水管道周圍，排水管道的目的是將基坑斜坡上的地下水全部抽干，釋放壓力。當噴漿在基坑邊面上的強度在80%以上時，就可以進行下一步的土方挖掘[4]。

2.6.5 施工技術處理措施

本工程項目有著較為豐富的地下水資源，在植入卵石層錨管的過程中面臨一定的困難，因為管井降水會影響周邊市政道路，增加邊坡下沉變形的風險，因此要采用有效的方法進行技術處理。1)利用管井降水法，降低地下水位，使其低于承臺墊層，隨后再進行后續(xù)的基坑土挖開方作業(yè)；2)為確保連續(xù)排水，在管道內排水時，必須配備一部發(fā)電機。應加大對觀察井位的監(jiān)測力度，保證周圍建筑物的地下水安全，并在需要時采用補給的方式來提高水位；3)對土釘支護施工中所需要的各類材料，要嚴格把關，確保土釘支護結構的墻體厚度達到設計標準。錨頭宜焊為錐體，并配有加強筋；4)在碎石地層中埋入錨桿時，要增加沉錘的力量，以保證其受力達到設計的目的；5)對錨桿進行抗拔強度試驗，試驗成果必須符合設計指標，如果發(fā)現(xiàn)有埋設深度不夠的，要及時上報給設計部門，并視具體條件進行適當?shù)奶幹肹5]。

3 深基坑施工中土釘墻支護工程質量控制

3.1 嚴格按照施工標準對土釘墻支護進行監(jiān)理

展開土釘墻支護施工時，監(jiān)理人員要嚴格按照國家規(guī)定的要求和工程規(guī)范的標準進行資料審核，對施工單位資質進行詳細的查看，了解施工人員的技術水平，做好施工方案策劃的再次審核，對施工技術參數(shù)和工程地質勘測的結果是否一致加強詳細的核對，針對工程中所涉及的各種參數(shù)是否符合規(guī)定和合理范圍進行審核。在此基礎上，提出了建設項目設計文件應具備的合理性、合法性；對支護施工設計圖、排水系統(tǒng)設計圖和降水處置方案、支護施工設計進行精準的完整性、真實性、準確性的審查；對工程的穩(wěn)定性和巖土工程進行調查，編制調查報告[6]。

3.2 做好土釘墻支護的施工質量與工藝控制

(1)在開挖和支護過程中，必須根據(jù)工程的要求，對開挖的深度，高度，坡度進行有效的控制，并對開挖過程中的坡面進行及時的監(jiān)測，防止由于人為原因引起的坡面失穩(wěn)，一旦發(fā)現(xiàn)有任何的異常，那么就應該馬上進行適當?shù)难a救。值得一提的是，工作人員需要做好項目的規(guī)劃統(tǒng)籌，切實提高組織工作水平，及時進行混凝土噴灑，減少土體外露的整體時間。

(2)在檢驗土釘成孔施工工藝效果和灌漿施工的成果過程中，要做好驗收設備的質量檢驗驗收，重點關注孔位偏差程度、傾角誤差程度以及鉆孔有無偏等問題，確保了鉆具的設計規(guī)格與工程的要求相一致。此外，還要對土釘鋼筋的質量，規(guī)格，直徑進行校正；在施工中，要注意原料的品質及灌漿效果，防止施工中產生技術問題，這將會對項目的整體進度造成很大影響。

(3)對預加載的監(jiān)控是一項十分關鍵的工作，要引起工作人員的高度關注。網片的布置、間距等應滿足規(guī)范及實際工作的要求。工作人員應重點關注與施工有關的射流方向、射流區(qū)等，注意混凝土試件的養(yǎng)護。

4 結語

在該項目中，為了解決基坑于砂礫地層中的高地下水問題，在此基礎上使用了“錨管-土釘墻”技術，利用氣壓式沖錨裝置，成功地實現(xiàn)了這一問題的求解。通過對土釘支護技術的研究，提出了對土釘支護技術的改進措施。在升降機井的基礎上，對升降機井的承臺處進行了鋼筋混凝土柱的加固。在此基礎上，提出了一種新的防滲措施。通過實際應用，證明了錨管與土釘墻相結合的方法是可行的，并可確?；拥陌踩院洼^好的施工效果。