深基坑支護中土釘支護技術應用

王炳監(jiān)

（鹽城市建筑設計研究院有限公司，江蘇 鹽城 224007）

改革開放后，我國的經(jīng)濟進入了快速發(fā)展階段，越來越多的人口參與到城市的發(fā)展過程中，在很大程度上加快了城市化的腳步。隨著城市人口的迅速增長，對建筑的需求也隨之增加，在這種巨大的需求下，建筑業(yè)迎來了空前的發(fā)展機會，而深基坑工程是工程建設中的一個關鍵環(huán)節(jié)，如何有效地提高工程質(zhì)量以及建設的效率，是工程建設中非常關心的問題。

1 深基坑支護的重要性

深基坑工程開挖深度大、坡度大、側壁穩(wěn)定性受影響因素多、場地周圍環(huán)境復雜等特點，在工程建設中容易產(chǎn)生安全隱患。因此，深基坑的支護設計和施工是保證工程施工安全、順利進行的最直接的保證。在深基坑施工中，若不能有效地將邊墻放坡，或采取臨時支護措施，不能滿足基坑側墻的安全穩(wěn)定要求，則應采取質(zhì)量更高、系統(tǒng)性更強、支護效果更佳的支護結構，以保證工程施工的安全與穩(wěn)定，從而保證工人的生命和工程的正常、有序進行。

2 土釘支護施工技術

2.1 土釘支護結構作用原理

在基坑支護中，土釘具有許多優(yōu)點，因而被廣泛應用，它可以有效地抑制土體的變形，土釘與土壤一起承受所有的荷載，土體的抗剪和剪切強度都很高，因此，一旦進入塑形階段，土體的應力就會發(fā)生轉移。在此過程中，由于土釘會產(chǎn)生復合應力，從而導致土中的鋼筋屈服。由于土釘?shù)挠绊懕容^大，所以在荷載作用下，復合土的塑性變形會發(fā)生滯后。在這段時間內(nèi)，土釘可以將裂縫處的壓力轉移到更大的范圍內(nèi)，這樣可以應力集中，最重要的是，可以延緩裂縫的出現(xiàn)。在這種結構中，由于復合地基的裂縫與復合地基的摩阻關系密切，采用土釘支護方式，可以改善邊坡的形狀，提高土壤的穩(wěn)定性，是一種積極約束的支擋結構系統(tǒng)。

2.2 土釘支護技術的特點

首先，土釘支護技術在工程中占有很大的比重，而在深基坑工程中，土釘?shù)挠昧渴窍喈敶蟮?，為確保土釘支護技術能真正發(fā)揮其工程效益，有關施工隊伍通常會選用大量土釘，以確保其安全度，從而在個別土釘失效時，不會對整體的支護和穩(wěn)定性造成很大的影響，從而在一定程度上增加了深基坑的安全。

在深基坑工程中，除了土釘支護外，還采用了連續(xù)墻和樁支護技術，這兩種技術相比，土釘支護技術有著顯著的優(yōu)越性。使用土釘支護技術可以降低了成本，增加了公司的利潤，減少了對原材料的需求，縮短了建造周期，所以，土釘支護技術所需要的時間比其他技術要短得多，而且還能在一定程度上提高工程的效率，縮短建設的工期成本建設成本。

2.3 土釘支護施工技術要求

在采用以土為主的基礎上，采用土釘支護技術，由于其技術成熟、工期短、施工成本低等優(yōu)點，常被選作最后一種。在采用土釘支護方案時，可以利用土體與土釘間的相互作用，實現(xiàn)對側墻的加固，從而顯著地改善邊墻的穩(wěn)定，增加邊墻的安全儲備。

基坑邊墻通常沒有放坡的條件，邊墻坡度比較陡，受側壓力的影響，很容易產(chǎn)生變形。所以，必須嚴格按照設計要求、施工標準來確保土釘墻的強度、拉拔能力達到標準，從而達到施工的目的。

在土釘支護工程中，應注意以下幾點：①按照設計和施工規(guī)范進行土釘拉拔試驗，以確保拉拔力達到要求，而且在檢測過程中一定要由資質(zhì)合格的第三方來進行負責。注漿的數(shù)量和強度要保持在一個合理的范圍之內(nèi)，如果出現(xiàn)大量的灌漿，必須及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應的措施。②在獲得實際孔深時，應充分考慮到鉆具的總長度，并標明鉆孔深度。③重視水泥漿的水灰比例合理，按設計要求，結合現(xiàn)場使用情況，選用合適的摻料。在漿料初凝之前，應進行合理的灌漿，通常不能超過兩次。

3 土釘支護工作中的施工工藝

3.1 測量放樣

建筑工程對精度的要求非常高，一旦精度有了偏差，就會對工程的質(zhì)量造成很大的影響。這將會給工程的后續(xù)工作帶來很大的障礙，而在土釘支護方面也是一樣，相關的工作人員必須根據(jù)土釘支護的工作性質(zhì)，結合深基坑工程的特點，來決定測量和放樣的技術。

在施工開始前，有關工作人員要根據(jù)有關的設計規(guī)范和設計圖紙，在工地上進行位置標注，使用木樁等方法進行標記，一方面可以讓工作人員在施工前清楚地確定施工地點，更加全面地觀察工地，及時地調(diào)整錯誤，另外一方面也可以較好地保障施工工作開展的精準性，提高施工質(zhì)量。

3.2 基坑開挖

由于大部分深基坑工程都是在地下進行的，與地表工程相比，其受自然環(huán)境的影響比較大，特別是在大雨的時候，更是如此，一旦遇到暴雨，就會有大量的積水，這會影響到工作人員的工作，同時，還會對土壤產(chǎn)生一定的影響，使得基坑周圍的土壤松軟，在一定程度上降低基坑的質(zhì)量，所以在進行基坑開挖的時候，要注意避免暴雨天氣。最后在施工的時候還要把基坑內(nèi)的各個層間連接起來，以排除積水，從而提高基坑工程的安全與穩(wěn)定。

3.3 打土釘孔

在深基坑工程中采用土釘支護技術，對土釘孔的影響很大，如果不能保證土釘?shù)馁|(zhì)量，就很難保證其實用價值。一般情況下，鉆孔的直徑應該是100 mm，而相關的工作人員在進行鉆孔的時候，也要保證鉆孔的平整，避免鉆孔的傾斜。

另外，土釘?shù)闹谱骱桶惭b也要注意，一般來說，在安裝的時候，施工人員都會將支架焊接在一起，支架之間的間距應該是兩米，這樣才能對釘子進行準確的定位，最大程度保證土釘支護工作的質(zhì)量，使得基坑支護工程更加安全穩(wěn)定。

3.4 掛網(wǎng)

通常，在掛網(wǎng)階段，對掛網(wǎng)時間的要求比較高，而且網(wǎng)距也要特別注意，最好的掛網(wǎng)時間應該是4 h后，而且網(wǎng)片與網(wǎng)片的間距應該在30 mm以內(nèi)。從而確保了鋼筋網(wǎng)和網(wǎng)片的相互影響。

在噴入鋼筋網(wǎng)的過程中，要注意噴淋的時機，以保證鋼筋網(wǎng)與混凝土之間的結合。避免混凝土開裂，鋼筋網(wǎng)不牢固。

3.5 土釘支護工作中掛網(wǎng)噴射混凝土支護

由于大部分的深基坑工程都是手工進行，因此在進行深基坑施工的過程中對相關人員的工作要求比較高。如果有一天，工人們對工作的精度和材質(zhì)的控制不到位，那么就會對工程的質(zhì)量造成很大的影響。在材料的選用上，采用了雙向鋼絲網(wǎng)。在施工過程中，保護層的長度應該超過20 mm，混凝土的厚度應該是60 mm。有關工作人員要嚴格執(zhí)行施工規(guī)范，以此來保證工程的質(zhì)量和效益。

3.6 土釘與混凝土之間的面體連接

在土釘支護中，最主要的工作是將混凝土與土釘之間的有效結合，而土釘與混凝土之間的連接采用了鋼筋與肋骨的焊接。在此期間，需要確定鋼筋的長度，一般來說，土釘和混凝土之間的連接應該是300 mm。

4 地基深基坑支護中土釘支護技術應用要點

4.1 做好施工前準備工作

在建筑工程中，由于支護技術的運用受多種因素的影響，所以支護效果也不盡相同。為此，必須明確各種支護技術的應用，并做好前期的準備工作，使其在實際應用中最大限度地發(fā)揮作用，并制定科學的施工管理計劃，以保證其質(zhì)量。

在前期，要對周圍水文地質(zhì)資料進行調(diào)查，對影響土釘支護的有關資料進行分析，從而為施工提供有利的施工環(huán)境。此外，在邊坡支護工藝中，要注意選用有關材料，并將其應用于整個支護施工中，在選用噴混凝土材料、鋼筋結構和水泥材料時，要充分考慮工程的具體情況，在符合設計要求的前提下，合理確定材料的配比。根據(jù)項目的施工進度，規(guī)范物料的輸送，合理的物料收集，保證各工序之間的銜接和有序。防止在運輸中出現(xiàn)大量的工程構件，由于外部環(huán)境的影響，使得構件無法充分發(fā)揮其應有的功能，從而間接地降低了工程的整體質(zhì)量。

4.2 注重基坑開挖階段的工序交接

工藝的銜接是工程管理的一門重要知識，它反映出工程建設中的管理者的技術水平。若各工序之間不能進行有效的銜接，則會造成工地管理的混亂，從而影響工程的整體效益。在土釘支護的基礎上，土方開挖應按土方開挖規(guī)模、土釘設計標高等進行分層施工。一般的土方開挖標準為每排土釘標高0.5 m，當土方開挖到一定高度后，再進行土釘和吊網(wǎng)噴混凝土，完成后再進行土方開挖。在此期間，施工組織要充分考慮各工序的工期，以達到有效的銜接，減少工期的延遲。

4.3 土釘支護結構噴射混凝土面層施工

在土釘支護結構中，采用掛網(wǎng)噴淋混凝土面層可以將單點狀態(tài)的土釘支護結構有效地結合為一體，并能有效地對邊墻進行密封和防水保護，其混凝土強度不能小于C20，厚度一般為100~150 mm，并在面層中部設置相應的鋼筋網(wǎng)和加固筋，并與各土釘端部進行有效的連接。噴淋面層的施工通常分兩個階段進行，首先是在錨桿鉆孔灌注完成后，然后再對邊坡的超開挖部位進行混凝土修補。在混凝土表面初凝完成后，在斜坡上鋪上懸掛網(wǎng)片，然后用點焊或雙絞線將其固定在土釘裸露的端部。在完成首次混凝土噴射和懸掛后，再進行二次噴射。在噴淋混凝土時，一般都是由手工操縱的噴射器來完成，既要保證混凝土的均勻度，又要控制噴頭的水灰比，使混凝土的表面光滑，不能有干點和滑落。在噴淋混凝土結束2 h后，要進行噴灑養(yǎng)護，通常情況下，要保持3-7 d。若混凝土中未添加速凝劑，則應保持2 h以內(nèi)，若添加速凝劑，則應保持20 min。在進行混凝土噴射作業(yè)前，應對機械設備、管道、電線、設備等進行全面的檢測，確保各項工作性能符合相關規(guī)范。面層工程完成后，應按技術規(guī)范規(guī)定檢查其表面的厚度。

4.4 土釘支護結構施工過程中深基坑降排水

深基坑的降水量與土石方開挖、土釘支護結構的施工和工期密切相關，是基礎工程建設中的一個重要環(huán)節(jié)。按地下水的種類、埋設深度和水量大小，通常采取以下幾種方法：①在基坑底部設有排水溝+集水井的集水明排水系統(tǒng)。②在基坑附近或基坑周圍布置降壓井。③在基坑周圍布置了防滲帷幕。同時，在基坑側墻設排水孔，將側墻土壤中的地下水或下滲水排出，以避免因側墻土壤含水率增加而使側墻土層的抗剪強度降低。為了避免在施工中出現(xiàn)土層崩塌，給施工人員帶來更大的風險，從而影響工程的整體質(zhì)量和進度。

4.5 土方開挖施工要點

影影響深基坑邊坡穩(wěn)定性的因素有很多，而在開挖過程中，土方開挖是影響工程質(zhì)量的主要因素，對施工造成的安全隱患和不利影響，在工程建設中，施工單位要做好土方開挖、土釘支護、地基排水等工作的協(xié)調(diào)。對于深基坑工程中出現(xiàn)的松散充填，應先進行加固，然后進行下挖，以免發(fā)生塌方。在工程建設中，應遵循分層開挖，先支后挖，嚴禁超挖。因此，在深基坑開挖過程中，應根據(jù)施工組織設計，對施工進度、工期進行有效的控制，以保證施工的質(zhì)量和效益。若不按規(guī)定進行土方開挖，將會造成工程的安全隱患，因此，相關人員的技術水平要達到一定的標準，以防止支承和體系的崩塌。遇到地質(zhì)條件惡劣的情況，應立即采取措施，制訂救援計劃，保證工程的安全。

4.6 深基坑變形監(jiān)測

在基坑開挖之前，到基坑基礎施工完成、基坑回填，在基坑頂部及周邊已有的建筑（構）筑物、道路等關鍵部位設置監(jiān)測點，監(jiān)測基坑開挖與土釘支護施工過程中的基坑及周圍監(jiān)測點的沉降、位移變化數(shù)據(jù)，及時掌握基坑開挖引起的周圍變形，以便當發(fā)生變形較大、存在安全隱患時，能夠及時采取應對措施。當監(jiān)測值大于或高于設計或規(guī)范規(guī)定的限值時，應立即停止基坑開挖、支護施工，疏散施工人員，并采取覆蓋土反壓等有效措施，以保證施工進度順利進行。

5 結論

在建設工程基坑支護施工中，由于其施工簡便、機動靈活、安全經(jīng)濟，在縮短工期的同時也節(jié)約了施工成本，施工單位、設計單位、監(jiān)理單位都十分重視，主要原因是施工簡便、機動靈活、安全經(jīng)濟，在縮短工期的同時也節(jié)約了施工成本，具有較大的技術優(yōu)勢。然而，在實際工程中，由于土釘支護技術在實際工程中仍有許多局限性，例如，當?shù)鼗冃我蠛芨邥r，不能達到設計要求，因此，必須對施工中可能對支護結構產(chǎn)生重大影響的相關設計、施工人員進行準確的判斷，及早進行施工與設計的優(yōu)選，以便更好地選擇合適的支護結構，提高施工安全性、經(jīng)濟性、高效性，并總結設計與施工中的寶貴經(jīng)驗教訓，促進土釘支護技術的發(fā)展與發(fā)展。