深基坑施工中的土釘墻支護(hù)施工技術(shù)

摘 要：為解決當(dāng)前深基坑支護(hù)施工存在的問題，提高建筑工程的作業(yè)質(zhì)量，本文以山西太原某建筑工程為例，圍繞深基坑施工展開深入研究，分析工程深基坑作業(yè)階段存在的不足之處，并以土釘墻支護(hù)施工技術(shù)為中心，提出了施工質(zhì)量問題解決路徑，以期為相關(guān)建筑工程提供參考。

關(guān)鍵詞：土釘墻支護(hù)；施工技術(shù)；深基坑文章編號：2095-4085（2024）03-0022-03

0 引言

隨著建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，作為現(xiàn)代建筑工程核心作業(yè)內(nèi)容的深基坑支護(hù)施工技術(shù)愈加成熟。其中土釘墻支護(hù)施工技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，已被廣泛運(yùn)用于建筑工程。在具體施工作業(yè)時，通過細(xì)長桿件加固深基坑土體，讓混凝土與深基坑土體形成完整的支護(hù)體系，可顯著降低工程成本，而且整個作業(yè)流程操作更加快捷簡便。

1 工程概況

為提高深基坑施工中土釘墻支護(hù)施工技術(shù)的運(yùn)用效果，本文以某高層建筑工程項(xiàng)目為例，對土釘墻支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入分析。建筑工程項(xiàng)目周邊存在河流，整個施工區(qū)域地質(zhì)情況較為復(fù)雜，增加了施工方案的設(shè)計難度。根據(jù)現(xiàn)有資料可知，建筑總面積約為35 000m2，建筑樓層20層，其中地上18層、地下2層，建筑總高度76m。工程基層開挖深度為-5.8m，局部最大開挖深度為-10m，位于工程的西南角和西北角。具體作業(yè)期間，深基坑區(qū)域設(shè)置4個電梯井，土方開挖量大于30 000m3。另外，經(jīng)實(shí)地調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，作業(yè)區(qū)域內(nèi)地下水位較高，約為-2.2m，且周邊存在全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和風(fēng)化泥巖，導(dǎo)致工程土體穩(wěn)定性較差。

2 土釘墻支護(hù)特點(diǎn)和施工條件

由于工程不同深基坑的深度也各不相同，且作業(yè)地點(diǎn)地質(zhì)條件差異化明顯，使得土釘墻支護(hù)方案呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)。支護(hù)類型也可分成若干種，其中較為常見的支護(hù)類型為自立式支護(hù)，可分成水泥攪拌樁擋墻支護(hù)、懸臂排樁支護(hù)，此種支護(hù)類型可運(yùn)用于地下室和機(jī)械化挖土工程。但水泥攪拌樁擋墻支護(hù)方式對水泥材料的需求量較多，使得施工占地面積較大。排樁內(nèi)部支撐形式，具有良好的安全性、可靠性，但豎向支撐方式將占用較多的空間，且要求每個施工節(jié)點(diǎn)質(zhì)量都符合要求，一旦某個節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量不符合要求，將破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性?？蓛?yōu)先采用簡單的支撐體系，以此避免影響機(jī)械施工進(jìn)度；排樁加拉錨的形式，可通過外側(cè)地面拉錨支護(hù)，技術(shù)要求較低［1］。

3 土釘墻支護(hù)設(shè)計

設(shè)計土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員應(yīng)從建筑工程具體情況出發(fā)，考慮到工程深基坑的最大深度和設(shè)計要求，利用深基坑支護(hù)軟件完成前期計算，之后針對性調(diào)整土釘墻支護(hù)設(shè)計方案。本工程土釘墻設(shè)計參數(shù)具體為：坡度系數(shù)1∶0.3，土釘直徑為130mm，混凝土面層強(qiáng)度為C20，水泥、石、砂三者比1∶2∶2。在確定土釘墻支護(hù)方案時，施工人員應(yīng)分析施工環(huán)境、開挖深度等，明確剖面形式，之后根據(jù)計算參數(shù)，確定各個環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)，以進(jìn)一步提升支護(hù)效果［2］。

4 深基坑支護(hù)施工技術(shù)性問題

在進(jìn)行建筑工程深基坑支護(hù)施工時，由于受到內(nèi)部和外界多種因素的干擾，導(dǎo)致施工階段出現(xiàn)一些技術(shù)性問題，土釘墻支護(hù)施工技術(shù)未能得到合理化運(yùn)用。工程施工過程中，要求施工人員能夠在遵守施工規(guī)范、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，針對性展開施工作業(yè)，以確保設(shè)計方案符合工程施工現(xiàn)場實(shí)際情況，提升工程質(zhì)量［3］。

5 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

結(jié)合本工程實(shí)際情況，土釘墻支護(hù)施工流程包括：土方開挖-修理邊壁-放線和鉆桿-調(diào)整孔位-鉆孔，直至達(dá)到設(shè)計深度-清理鉆孔-放入土釘-灌漿作業(yè)和養(yǎng)護(hù)。此外，鋼筋網(wǎng)噴射混凝土作業(yè)流程為：對立面進(jìn)行平整處理-鋼筋網(wǎng)片的綁扎-按照要求配制混凝土-混凝土噴射-混凝土面層的養(yǎng)護(hù)。

5.1 施工前期準(zhǔn)備

深基坑土釘支護(hù)施工前，測量人員應(yīng)利用專業(yè)測量設(shè)備勘察施工現(xiàn)場地質(zhì)條件，了解不同深度土層厚度，再依據(jù)水文條件和地質(zhì)條件，精準(zhǔn)計算開挖深度，之后參考相關(guān)規(guī)定計算出最大允許放坡寬度。并根據(jù)施工區(qū)域周邊空地的實(shí)際情況，確定施工材料堆放方案，合理優(yōu)化深基坑施工方案。土釘墻支護(hù)施工時，施工人員應(yīng)依據(jù)土釘墻支護(hù)設(shè)計方案，以及工程作業(yè)要求，經(jīng)放線測量后確定排水溝的方位、尺寸，準(zhǔn)確標(biāo)設(shè)開挖邊線的位置。

5.2 開挖土方和修坡

進(jìn)入土方開挖階段，優(yōu)先選用分層開挖、支護(hù)方式，每開挖一層則立刻支護(hù)一層，要求每層土釘注漿施工結(jié)束后，間隔1d才可開挖下一層邊坡。同時，開挖后需馬上展開土釘支護(hù)作業(yè)，之后綁扎鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土，但應(yīng)確保前一層土釘墻的強(qiáng)度超過75%。另外，將土釘墻支護(hù)與土方開挖緊密連接，編制一套完整的作業(yè)方案，并預(yù)留保護(hù)層，盡量不影響邊坡土體的穩(wěn)定性。開挖土方時若出現(xiàn)降雨、降雪等天氣，施工單位應(yīng)調(diào)整作業(yè)方案，實(shí)行大面積開挖深基坑，以防止作業(yè)現(xiàn)場積水嚴(yán)重［4］。

5.3 混凝土初噴

為保障坡面的牢固性和完整性，避免土釘墻施工階段出現(xiàn)垮塌情況，應(yīng)在開挖作業(yè)結(jié)束后立刻噴射混凝土，為后續(xù)施工創(chuàng)造有利條件。本工程選用強(qiáng)度等級為C20的細(xì)石混凝土，混凝土初噴厚度控制在30～50mm左右，水灰比控制在0.5～0.6之間?；炷羾娚渥鳂I(yè)期間，需嚴(yán)格按照施工方案的要求，采用分段分片方式作業(yè)，噴射順序由下而上。噴射作業(yè)完成后進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段，噴水養(yǎng)護(hù)時間不得小于3d。

5.4 鉆孔和土釘安裝

土釘墻支護(hù)施工過程中，經(jīng)檢測若發(fā)現(xiàn)初噴后混凝土強(qiáng)度超過75%，則應(yīng)展開鉆孔作業(yè)。鉆孔階段，主要采用機(jī)械螺旋鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，局部位置選用洛陽鏟。若土釘直徑為100mm，鉆孔深度應(yīng)大于土釘長。而若選用潛孔鉆機(jī)，鉆孔方向與水平方向要保持15°的夾角，嚴(yán)格控制施工偏差。另外，鉆孔期間應(yīng)保證施工現(xiàn)場干凈整潔，禁止帶水施工。鉆孔完成后立刻展開清孔作業(yè)，選用風(fēng)鉆高壓空氣，并設(shè)置施工防護(hù)裝置，避免廢渣飛出傷害施工人員。當(dāng)鉆孔發(fā)生塌孔或滲水情況，需采用壓漿處理方法。

鉆孔施工過程中，應(yīng)明確成孔要求，將孔位偏差控制在100mm以內(nèi)，并根據(jù)設(shè)計要求標(biāo)定孔位；孔徑偏差控制在5mm以內(nèi)，需要施工人員仔細(xì)控制鉆孔設(shè)備的鉆頭直徑；鉆深偏差控制在50mm以內(nèi)，孔深影響土釘長度，土釘越長，土體位移距離越小，可取得更好的土釘支護(hù)效果；成孔傾角偏差控制在5%以內(nèi)。

土釘安裝作業(yè)前，施工人員應(yīng)做好前期施工驗(yàn)收。若存在局部滲水、泥土掉落、塌孔等情況，應(yīng)制定科學(xué)化的解決措施，仔細(xì)清除施工現(xiàn)場的雜物。施工時利用洛陽鏟、沖擊鉆等工具挖孔，鉆孔直徑在70～120mm，之后通過常壓灌漿方法安裝土釘，其中漿液水灰比控制在0.4～0.45。土釘安裝階段，施工人員應(yīng)將土釘鋼筋進(jìn)行防腐處理，涂抹厚度均勻的防銹漆，其中桿件應(yīng)做到完全防銹，之后沿著釘長方向設(shè)置支架，支架可選擇塑料件或者鋼筋，讓鋼筋位于鉆孔的中間位置。為防止土釘彎曲、扭壓，要一同放入土釘和注漿管，以確保鉆孔與桿體的傾斜角度相同。注漿管需與孔底保持25～50cm的距離，并且為提高注漿作業(yè)的飽滿度，應(yīng)將排氣管安裝于孔口位置。另外，還應(yīng)遵守以下施工注意事項(xiàng)：土釘安裝所使用的鋼筋直徑在16～32mm左右；鋼筋安裝位置需參考鉆孔孔眼位置；為提高注漿質(zhì)量，施工人員應(yīng)提前清洗鉆孔，直至孔口流出清水。土釘置入時，監(jiān)理人員應(yīng)進(jìn)入施工現(xiàn)場監(jiān)督，以避免施工人員改變土釘長度。

5.5 灌漿和綁扎鋼筋網(wǎng)

土釘灌漿作業(yè)時，應(yīng)在常壓狀態(tài)下施工，灰砂比為1∶1，攪拌灌漿液時可添加適量的膨脹劑，使得深基坑土體與漿體充分融合。選擇攪拌機(jī)展開造漿作業(yè)，要避免通過人工方式攪拌而影響漿液攪拌質(zhì)量，并嚴(yán)格管控漿液的產(chǎn)出量，確保在漿液初凝前灌漿作業(yè)完成。灌漿作業(yè)前，委派施工人員仔細(xì)清理孔內(nèi)雜物，再注入清水清理。在借助注漿泵進(jìn)行灌漿作業(yè)時，設(shè)備運(yùn)行速度需由高到低，當(dāng)漿液從孔口溢出后，設(shè)備運(yùn)行速度轉(zhuǎn)換成由低到高，從孔口注入適量的漿液。整個灌漿作業(yè)階段，漿體應(yīng)停留于注漿泵的出漿孔口，以促使孔口氣體全部排出。此外，灌漿階段應(yīng)重點(diǎn)檢查水泥漿體的配合比，水灰比要符合施工要求，并按照工程文件確定灌漿壓力。為保證土釘支護(hù)效果，第一次注漿結(jié)束后，間隔一段時間后進(jìn)行二次補(bǔ)漿。整個灌漿過程中需嚴(yán)格控制注漿的壓力、拔管速度、注漿材料配比等。

綁扎鋼筋網(wǎng)施工時，所有鋼筋應(yīng)處于平直狀態(tài)，按照設(shè)計要求和規(guī)定綁扎，要求鋼筋綁扎長度、接頭錯開長度應(yīng)滿足規(guī)定。鋼筋網(wǎng)上每根鋼筋要一一對應(yīng)，搭接長度須超過30cm。若選用加強(qiáng)鋼筋，應(yīng)將土釘?shù)膹濄^與螺紋筋焊接。還需在鋼筋網(wǎng)上安裝土釘錨固裝置，防止二次噴射階段鋼筋網(wǎng)晃動。另外，在鋼筋鋪設(shè)和固定鋼筋網(wǎng)過程中，需按照設(shè)計要求焊接鋼筋混凝土面層、土釘鋼筋；在連接噴射混凝土面層和土釘鋼筋時，可以沿著土釘長度焊上短鋼筋。

5.6 復(fù)噴混凝土和養(yǎng)護(hù)

土釘頭與加強(qiáng)筋焊接作業(yè)完成后，即可開展混凝土復(fù)噴作業(yè)。施工階段，作業(yè)人員應(yīng)先噴射鋼筋后方，再噴射鋼筋網(wǎng)的前部，以此避免鋼筋背部出現(xiàn)較大的空隙。同時，要選擇承壓墊板連接加強(qiáng)鋼筋、土釘，管理者應(yīng)全面檢測二者連接質(zhì)量。二次噴射混凝土?xí)r，可選擇復(fù)合硅酸鹽水泥，要求中砂粒徑小于10mm，具有良好的耐久性和堅硬度，且含水率在5%～7%左右。噴射期間，要委派經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)水平高的施工人員，能夠合理控制混凝土的水灰比、噴射厚度等。若面層厚度大于100mm，應(yīng)采用分層噴射的方法，每次噴射厚度控制在50～70mm，采用自下而上的噴射方法，要防止出現(xiàn)墜落或者脫落的情況。噴射作業(yè)結(jié)束后，施工人員應(yīng)按照要求養(yǎng)護(hù)混凝土，將薄膜覆蓋于混凝土表面，每間隔12h澆一次水，再隨著時間的推移縮短澆水時間，養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)大于14d。

5.7 土釘墻支護(hù)施工監(jiān)測

監(jiān)測土釘墻支護(hù)施工情況時，應(yīng)在距離深基坑施工位置15m遠(yuǎn)的位置設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，之后在管線、溝邊、深基坑、道路等位置設(shè)置觀測點(diǎn)。要委派專業(yè)技術(shù)人員每天記錄和統(tǒng)計觀測值，計算觀測值與原始數(shù)據(jù)的差值，掌握施工進(jìn)度和作業(yè)質(zhì)量。同時，以變形增量和時間為依據(jù)，繪制完整的位移曲線，每間隔一個星期繪制一條曲線，再與前一次曲線對比，展開系統(tǒng)化的分析和評估。此外，以深基坑支護(hù)工程施工進(jìn)度計劃為依據(jù)，基坑檢測主要包括三個階段：第一階段，土方開挖4.5m內(nèi)，需要技術(shù)人員每間隔2d觀察和檢測一次；第二階段，土方開挖4.5～9m，每天觀測1～2次，若發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在較多不穩(wěn)定因素，則每隔2d觀測一次，并編制完整的觀測報告；第三階段，土方開挖與支護(hù)作業(yè)結(jié)束后，每間隔2d觀測一次。土釘墻檢測過程中，需展開抗拉拔試驗(yàn)，并通過鉆孔法檢測墻面噴射混凝土的厚度。

6 深基坑支護(hù)施工問題解決對策

為更好地解決深基坑支護(hù)施工問題，應(yīng)立足于建筑工程的實(shí)際情況，全面化搜集和整理工程資料，針對性編制工程施工方案。這一期間監(jiān)理單位應(yīng)發(fā)揮其監(jiān)督管理職責(zé)，督促施工單位及時將施工資料下發(fā)至施工人員和工程部門，并且嚴(yán)格禁止未獲得批復(fù)文件前開始作業(yè)。同時，加強(qiáng)對土釘墻支護(hù)施工作業(yè)流程的管控，明確綁扎鋼筋網(wǎng)、混凝土養(yǎng)護(hù)、土釘安裝、開挖土方等技術(shù)要點(diǎn)。現(xiàn)場施工管理者應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)督施工細(xì)節(jié)，若作業(yè)階段發(fā)現(xiàn)異常，管理者應(yīng)立刻與工程負(fù)責(zé)人溝通，依據(jù)問題性質(zhì)、產(chǎn)生原因等，確定施工變更方案［5］。

另外，由于深基坑支護(hù)施工內(nèi)容的特殊性，一旦工程出現(xiàn)問題將難以進(jìn)行后期修補(bǔ)，故此需加強(qiáng)對工程施工質(zhì)量的控制和管理。特別是土釘墻支護(hù)施工作業(yè)，處于工程前期準(zhǔn)備階段，管理者應(yīng)組織施工人員細(xì)致化學(xué)習(xí)施工設(shè)計要求，了解技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)，避免按照自己的主觀想法隨意改變錨桿的規(guī)格、數(shù)量、長度等，或者不按照施工流程作業(yè)。此外，基層支護(hù)施工人員應(yīng)與挖土施工人員交流和協(xié)調(diào)，統(tǒng)一采用分層支護(hù)、分層開挖的作業(yè)方式，并采用施工質(zhì)量保護(hù)措施，提高深基坑土體的穩(wěn)定性，強(qiáng)化支護(hù)作業(yè)質(zhì)量。

7 結(jié)語

以深基坑支護(hù)施工為例，應(yīng)從建筑工程實(shí)際情況出發(fā)，掌握土釘墻支護(hù)施工要點(diǎn)，確定土釘墻支護(hù)方案，按照施工要求有序完成放線、土方開挖、打孔、土釘安裝、混凝土噴射等作業(yè)。同時，根據(jù)深基坑支護(hù)現(xiàn)存技術(shù)性問題，采取有效的解決對策，以提高土釘墻支護(hù)施工技術(shù)運(yùn)用效果，強(qiáng)化深基坑施工的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：王穎毅（1989—），男，漢族，山西太原人，研究生，工程師。研究方向：建筑施工。