试析土钉墙支护在砂层中施工的质量控制

试析土钉墙支护在砂层中施工的质量控制

曹锋斌1张刚峰2程凌东3孟祥宇4石昊5

中国建筑第八工程局有限公司

摘 要：土钉墙是建筑工程中一种常见的原位土体加筋技术。土钉墙施工技术起源于20世纪70年代的法国， 1979年在巴黎召开地基国际会议后土钉墙施工技术得到推广和应用，后在1990年美国召开的挡土结构学术会议上成为一个独立的地基加固科学分支。土钉墙在土体加固中受力表现良好，主要应用于具有一定粘性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的沙土边坡。但在实际工程项目中，砂层采用土钉墙进行土体加固的情况也比较常见，本文结合工程实践分析了如何通过系统和严格的施工过程质量管控使土钉墙充分发挥受力优势，以供其他项目参考和借鉴。

关键词：基坑、砂层、支护、土钉墙、质量

当前建筑工程中土钉墙支护在砂层中施工的情况十分常见，这得益于土钉墙良好的受力特点。但土钉墙在砂层中施工会受到很多因素的制约，施工环境及施工过程也存在着较为明显的复杂性，所以我们要通过系统和严格的施工过程质量管控使砂层中土钉墙的施工质量和稳定性得到显著提升。

1 土地墙的受力特点

1）利用土体的自稳能力，将土体作为支护结构不可分割的部分；

2）混凝土护面的协同作用强化土体自稳性；

3）结构轻型，柔性大，有良好的抗震性和延性，破坏前有变形发展过程；

4）土钉墙对周边土体变形控制较差；

5）土钉数量众多，形成群体作用；

    2 砂层的特点

1）通透性强、通气良好；

2）土体疏松，易滑动失稳；

3）水分运行快，保水性差；

4）受震动易脱落，在动荷载作用可能丧失原有强度转变为液体状态，即可能发生振动液化现象。

3 工程概况

本文以中国人民大学通州新校区学生事务中心、公共教学楼二期项目为例，具体分析了土钉墙支护在砂层中施工的质量控制，该项目位于北京市通州区潞城镇，北京城市副中心核心区域，毗邻北京行政办公区，四至范围为东至春宜路、南至运河东大街、西至规划城市支路、北至玉带河大街。由学生文化中心、学生服务中心、公共教学楼二期、科研计算实验室组成，地下三层，地上四层、五层。总建筑面积约76332m2，其中地上建筑面积35332m2，地下建筑面积41000m2，包括地下车库建筑面积为13700m2。

4 支护方案

在基坑开挖过程中需进行边坡支护处理，1-1至10-10剖面为二级边坡，其中9'-9'剖面按照三级边坡考虑，基坑设计使用年限为一年虑。基坑支护的主要形式为土钉墙支护及复合土钉墙支护，本工程勘察深度（50.00m）范围内的地层，划分为表层为人工填土层，其下为新近沉积层、一般第四系冲洪积层，岩性主要以黏性土、粉土及砂土层为主。本工程为深基坑支护，同时要做好周边的地面硬化，做好地面的排水工作，防止下雨坑上积水及水流到基坑内。坡顶2.0m范围内严禁堆载，2.0m范围以外至1.0倍基坑深度以内堆载不超过20kPa。

5土钉墙支护在砂层中施工的质量控制要点

5.1预防砂层脱落

当基层开挖完成后第一时间采取面层喷设素水泥浆的方式来保护固定基层，钻孔成型后选择第一时间将土钉注入孔内防止孔洞的坍塌，避免基层暴露时间过长。提排布施工进度计划，并根据天气预报，对现场实际施工进度做相应的调整，尽量提前砂层暴露在恶劣天气下。

5.2基层修坡平整

修坡时上口线及下口线放线准确，并置定位钢筋，采取机械修坡及人工修坡结合的方式，采用洛阳铲作为人工修坡的工具，指派专人于进行目测及坡度尺检测。

5.3注浆饱满

严格控制打孔机钻孔角度，在孔底进行扩孔，提高土钉抗拉能力。注浆时控制好注浆压力，预防现场工人施工时为加快施工进度私自提高注浆压力，采用锚杆注浆流量计对浆液饱满度代替传统肉眼观测浆液面是否下降的方法。由于砂层浆液渗透速度过快，应将注浆管深入到孔底，注浆完成后多次进行补浆。

5.4保证钢筋网片绑扎及土钉焊接质量

严格按尺寸进行下料，对钢筋搭接区域进行标记定位，按要求布置垫块，保证钢筋保护层厚度符合要求，土钉焊接时严格控制焊缝宽度、厚度及长度，焊接前保证受焊面干净平整，焊接应匀速进行，减少沙眼及夹渣等焊接缺陷的出现，焊接完成后及时进行焊渣清理。

5.5提高喷射混凝土质量

喷坡前应进行浮渣清理，布置钢筋厚度标识，间距合理，控制好风机风压在0.4-0.55Mpa，喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。喷射过程分为初喷和复喷。清理完初喷面粉尘后进行复喷混凝土作业，喷至设计厚度。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层。喷射手应保持喷头与受喷面垂直，站位选用适当距离，一般保持在0.6～1m范围内，靠底边300mm高度的开挖面可先不喷，利于下一步开挖面上的钢筋设置与搭接。喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，以使获得最大压实和最小回弹。若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷稍加偏斜，但不宜小于70°。如果喷嘴与受喷面的角度过小，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。喷射混凝土终凝2小时后，应进行洒水养护。养护时间不小于14d。当气温低于+5℃时，不得洒水养护。

结束语

综上所述，由于砂层的特点使得土钉墙施工变得更为复杂，所以土钉墙支护在砂层中的施工质量控制应做到系统和严格，应充分做好每一道工序的过程把控和质量检验，将上述质量管控措施严格落实，可以有效地提土钉墙在砂层中施工的施工质量，值得在基坑施工中推广和应用。