深基坑支護中土釘支護技術(shù)應(yīng)用

荊岳

（陽泉新宇巖土工程有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000）

1 深基坑支護的必要性

由于深基坑土方開挖的深度較深、坡度較陡、側(cè)壁穩(wěn)定性影響因素、基坑場地周邊環(huán)境通常也比較復(fù)雜，一旦施工過程中出現(xiàn)任何情況都會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此，深基坑支護設(shè)計及施工非常重要，是建筑地基基礎(chǔ)施工安全、順利進行的最直接保障。深基坑開挖施工過程中如果無法對基坑側(cè)壁有效放坡，或者放坡加臨時的簡易支護結(jié)構(gòu)措施無法滿足基坑側(cè)壁對安全穩(wěn)定的施工需求時，應(yīng)當(dāng)采用質(zhì)量更高、系統(tǒng)性更強、支護效果更好的支護結(jié)構(gòu)來確保整個基坑施工項目的安全以及穩(wěn)定性，從而有效地確保施工人員的生命安全及地基基礎(chǔ)施工的安全有序進行。

2 土釘支護施工技術(shù)要求

在選擇以土質(zhì)為主的基坑側(cè)壁支護處理方案時，土釘支護方式以其技術(shù)成熟、施工工期短、施工成本低的明顯優(yōu)勢，經(jīng)常被選擇作為最終方案。在采用土釘支護方案時，可以借助土體和土釘之間的相互作用來對基坑側(cè)壁土層達(dá)到強化效果，明顯改善基坑側(cè)壁土體穩(wěn)定性，提高基坑側(cè)壁的安全儲備。

基坑側(cè)壁一般情況下不存在放坡條件，側(cè)壁坡率較陡，在主動土壓力和彎矩作用下，土體很容易出現(xiàn)變形，為了避免這種情況，在土釘支護施工過程中，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計要求、施工標(biāo)準(zhǔn)來保證土釘側(cè)壁結(jié)石體強度和抗拔力達(dá)標(biāo)，提高施工質(zhì)量。

在土釘支護施工的過程中需要注意：①對照設(shè)計要求及施工標(biāo)準(zhǔn)開展土釘拉拔試驗，保證拉拔力達(dá)標(biāo)，檢測過程中通常由資質(zhì)合格的第三方負(fù)責(zé)。同時還需要將注漿量和注漿力度控制在一個合理范圍內(nèi)，如注漿量較大，須盡快查明原因并制定處理方案。②當(dāng)需要獲取實際孔深時，應(yīng)當(dāng)充分考慮鉆機總長度的影響，標(biāo)注孔口深度進行標(biāo)注。③注重漿液水灰比的合理性，根據(jù)設(shè)計要求并結(jié)合實際工況選擇合理的外加劑。在漿液初凝前，需要采取適當(dāng)?shù)难a漿次數(shù)，一般不超過2 次。

3 基于土釘支護技術(shù)的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計深基坑支護結(jié)構(gòu)時，應(yīng)結(jié)合土釘支護設(shè)計原理，根據(jù)周圍環(huán)境和施工場地的條件，采用分層分段放坡開挖和土釘支護相結(jié)合的方式。根據(jù)基坑頂部荷載分布情況不同、基坑深度不同、工程地質(zhì)報告中體現(xiàn)的基坑側(cè)壁土層分布情況不同、基坑側(cè)壁放坡條件不同四個方面，分別對基坑側(cè)壁支護結(jié)構(gòu)分區(qū)域進行詳細(xì)驗算及設(shè)計。

為確?；臃€(wěn)定性驗算時土層的抗剪強度參數(shù)選擇滿足施工區(qū)域普遍土體的特性，在對其物理力學(xué)性能指標(biāo)進行取值時，優(yōu)先選取地質(zhì)報告當(dāng)中土體抗剪強度參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。在對土釘支護結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)首先確定基坑支護結(jié)構(gòu)安全等級、基坑的實際深度、放坡情況及基坑頂部荷載情況；確定基坑側(cè)壁土層分布情況及對應(yīng)土層抗剪強度、與錨固體的摩擦阻力及與土釘?shù)哪Σ磷枇Φ汝P(guān)鍵參數(shù)，以及基坑的水位及降水要求；選擇并驗算土釘?shù)臋M縱間距、長度、入射角、鉆孔直徑及土釘鋼筋材料，根據(jù)驗算結(jié)果對土釘間距、長度等進行調(diào)整直至滿足規(guī)范要求。除上述操作以外，在實際施工中，為了進一步確保地基深基坑支護施工的安全，實現(xiàn)信息化施工，還應(yīng)當(dāng)在施工中及時反饋與設(shè)計條件不符之處，同時對土釘支護結(jié)構(gòu)的水平方向及豎向位移、地下水位、土釘鋼筋應(yīng)力等參數(shù)變化進行實時監(jiān)測及監(jiān)測，確保在出現(xiàn)異常變化時，能夠在第一時間查明原因，并給出相應(yīng)的解決措施，從而在保證安全施工的前提條件下，實現(xiàn)施工質(zhì)量的提升。

4 地基深基坑支護中土釘支護技術(shù)應(yīng)用要點

4.1 做好施工前準(zhǔn)備工作

在建筑工程支護施工中，由于支護技術(shù)的應(yīng)用會受到各種因素的影響，導(dǎo)致支護效果各不相同，因此，需要明確不同支護技術(shù)的使用要求，做好施工前的準(zhǔn)備工作，充分發(fā)揮邊坡支護技術(shù)的價值，同時要制定科學(xué)的工程施工管理方案，確?；又ёo施工質(zhì)量。

施工準(zhǔn)備階段應(yīng)首先收集工程周圍的水文、地質(zhì)資料，分析影響土釘支護施工的相關(guān)資料，對工程施工進行統(tǒng)籌與測算，為建筑工程創(chuàng)造良好的施工條件。另外，還應(yīng)注重邊坡支護技術(shù)相關(guān)材料的選擇，將適用理念貫徹到支護施工全過程，在選擇噴混凝土面層混凝土材料、鋼筋結(jié)構(gòu)和水泥材料時，要綜合考慮工程的實際情況，在滿足設(shè)計要求的條件下制定最佳的材料搭配方案。按工程支護施工進度，規(guī)范材料運輸方式，合理匯總施工材料，確保施工流程能相互銜接，做到有條不紊。避免在運輸過程中工程構(gòu)件大量堆積，受外界環(huán)境的影響使構(gòu)件不能發(fā)揮自身性能，間接降低工程施工的整體質(zhì)量。

4.2 注重基坑開挖階段的工序交接

工序的銜接是一項重要的管理學(xué)問，這也體現(xiàn)了管理人員在施工過程中的施工水平。如果工序不能夠得到有效的銜接，就會使施工現(xiàn)場的管理混亂影響整體的施工效果。在采用土釘支護方式對基坑側(cè)壁進行支護時，土方開挖必須分段分層，根據(jù)基坑支護范圍規(guī)模、土釘設(shè)計標(biāo)高確定土方開挖方案。一般要求為分級土方開挖標(biāo)高為設(shè)計每排土釘標(biāo)高以下0.5m，在土方開挖至該標(biāo)高后，進行土釘施工及坡面掛網(wǎng)噴混凝土施工，在施工結(jié)束后方可進行下一級土方開挖。在該過程中施工組織應(yīng)充分考慮各個工序的施工工期，做到有效銜接，避免工期延誤。

4.3 土釘支護結(jié)構(gòu)噴射混凝土面層施工

在土釘支護結(jié)構(gòu)中，坡面掛網(wǎng)噴混凝土面層可將單點狀態(tài)的土釘支護結(jié)構(gòu)有效連接成一個完整系統(tǒng)，同時對基坑側(cè)壁起到有效的封閉防水護面效果，在土釘防護噴混凝土面層中，其混凝土的強度不得低于C20，厚度一般為100～150mm，在面層中間布置相應(yīng)的鋼筋網(wǎng)及加強筋，鋼筋網(wǎng)及加強筋需要與所有土釘端頭之間進行有效連接。噴混凝土面層施工一般分為兩次，第一次噴混凝土在錨孔注漿結(jié)束后進行，要求對坡面超挖部分采用混凝土補齊。待混凝土面層初凝后進行鋪設(shè)坡面掛網(wǎng)，并采用點焊或雙股鉛絲綁扎與土釘外露端連接。待第一次噴混凝土及掛網(wǎng)結(jié)束后，進行第二次噴混凝土。在噴射混凝土施工中，主要采用人工操作噴射機的方式來進行，須保證在混凝土攪拌過程中滿足混凝土均勻性要求，噴射手要控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現(xiàn)象。噴射混凝土終凝2h后，要灑水養(yǎng)護，根據(jù)氣溫條件，一般養(yǎng)護3～7d。如果是在混凝土沒有加入速凝劑的情況下，應(yīng)該將存放的時間控制在2h 以內(nèi)，如果是在加入速凝劑的情況下，要將存放的時間控制在20min以內(nèi)。在混凝土噴射工作開始之前，施工人員要對機械設(shè)備、管道以及電線設(shè)備等情況進行全面檢查，保證在使用性能方面可以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。在面層施工結(jié)束后，須根據(jù)規(guī)范要求檢驗面層厚度。

4.4 土釘支護結(jié)構(gòu)施工過程中深基坑降排水

深基坑降排水直接關(guān)系到土方開挖及土釘支護結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和工期，是非常重要的基坑施工內(nèi)容。根據(jù)地下水類型及埋置深度、水量大小，一般采用的降水方式有：①基坑底部設(shè)置排水溝+集水井的集水明排系統(tǒng)。②基坑底部或周邊設(shè)置降水井系統(tǒng)。③基坑周邊設(shè)置止水帷幕系統(tǒng)。同時在基坑側(cè)壁設(shè)置泄水孔，將側(cè)壁土層中地下水或下滲的地表水排出土體之外，防止基坑側(cè)壁土層含水量增大導(dǎo)致側(cè)壁土層抗剪強度下降。防止施工過程中土層發(fā)生坍塌，增加施工人員施工的危險性，影響整體的施工質(zhì)量和施工進度。

4.5 土方開挖施工要點

影響深基坑側(cè)壁土體穩(wěn)定的因素有很多，其中深基坑的土方開挖施工是重要的因素之一，會給工程的建設(shè)帶來安全事故或者不良影響，施工單位在施工前必須做好土方開挖施工組織工作，合理安排土方開挖與土釘支護結(jié)構(gòu)施工以及基坑降水等工序的銜接工作。如果深基坑施工場地存在松散填土，必須先加固處理再向下開挖，避免坍塌造成安全事故。在施工過程中，要秉承分層開挖、先支后挖、嚴(yán)禁挖超等原則。在深基坑施工過程中，制定合理的工程組織方案，控制施工進度及工期，從而提高建設(shè)的效率和質(zhì)量。如果土方開挖操作不規(guī)范，就可能會出現(xiàn)施工安全問題，這就要求相關(guān)從業(yè)人員技術(shù)水平必須達(dá)標(biāo)，避免支撐和系統(tǒng)出現(xiàn)坍塌。如遇不良地質(zhì)，要及時處理制定搶險方案，確保施工安全。

4.6 深基坑變形監(jiān)測

在基坑開挖前至地基基礎(chǔ)施工完成、基坑回填，在基坑坑頂、周邊既有建（構(gòu)）筑物、道路等關(guān)鍵位置布置監(jiān)測點，監(jiān)測基坑開挖和土釘支護施工期間的基坑及周邊監(jiān)測點沉降、位移變化數(shù)據(jù)，及時掌握因基坑開挖導(dǎo)致的場地周邊變形情況，便于在變形較大存在安全隱患時能夠及時采取應(yīng)對措施。如監(jiān)測數(shù)值達(dá)到或超過設(shè)計或規(guī)范要求的警戒值，須立即停止基坑開挖、支護施工，撤離施工人員，并采取覆土反壓等有效措施對基坑側(cè)壁進行補救處理，待施工方案調(diào)整后方可繼續(xù)施工。

5 結(jié)語

在建筑工程基坑支護施工中，土釘支護技術(shù)的發(fā)展及經(jīng)驗的積累一直受到建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位及質(zhì)量監(jiān)察部門的高度重視，主要是因為該技術(shù)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(shù)優(yōu)勢。但是，土釘支護技術(shù)在應(yīng)用過程中依然受到一定條件的限制，如在對基坑變形要求較高時無法滿足設(shè)計要求，基坑側(cè)壁存在地下水及砂土層時土釘成孔困難等問題，這就需要相關(guān)設(shè)計、施工人員對施工現(xiàn)場存在的對支護結(jié)構(gòu)影響較大的因素明確判斷，在早期確定土釘支護結(jié)構(gòu)施工及設(shè)計優(yōu)化的可行性，從而才能在更大程度上選擇合理的基坑支護結(jié)構(gòu)，提升工程施工安全性、經(jīng)濟性及高效性，從設(shè)計和施工上總結(jié)寶貴經(jīng)驗、教訓(xùn)，推動土釘支護方式的進步和發(fā)展。