深基坑支護中土釘支護技術應用

王炳監

（鹽城市建筑設計研究院有限公司，江蘇 鹽城 224007）

改革開放后，我國的經濟進入了快速發展階段，越來越多的人口參與到城市的發展過程中，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，建筑業迎來了空前的發展機會，而深基坑工程是工程建設中的一個關鍵環節，如何有效地提高工程質量以及建設的效率，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、側壁穩定性受影響因素多、場地周圍環境復雜等特點，在工程建設中容易產生安全隱患。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定要求，則應采取質量更高、系統性更強、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，土體的應力就會發生轉移。在此過程中，由于土釘會產生復合應力，從而導致土中的鋼筋屈服。由于土釘的影響比較大，所以在荷載作用下，復合土的塑性變形會發生滯后。在這段時間內，土釘可以將裂縫處的壓力轉移到更大的范圍內，這樣可以應力集中，最重要的是，可以延緩裂縫的出現。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，提高土壤的穩定性，是一種積極約束的支擋結構系統。

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，土釘的用量是相當大的，為確保土釘支護技術能真正發揮其工程效益，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，實現對側墻的加固，從而顯著地改善邊墻的穩定，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合格的第三方來進行負責。注漿的數量和強度要保持在一個合理的范圍之內，如果出現大量的灌漿，必須及時發現問題，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，就會對工程的質量造成很大的影響。這將會給工程的后續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土釘支護的工作性質，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有關的設計規范和設計圖紙，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，如果不能保證土釘的質量，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，土釘的制作和安裝也要注意，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量，使得基坑支護工程更加安全穩定。

3.4 掛網

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

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

3.5 土釘支護工作中掛網噴射混凝土支護

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的控制不到位，那么就會對工程的質量造成很大的影響。在材料的選用上，采用了雙向鋼絲網。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行施工規范，以此來保證工程的質量和效益。

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揮作用，并制定科學的施工管理計劃，以保證其質量。

在前期，要對周圍水文地質資料進行調查，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。根據項目的施工進度，規范物料的輸送，合理的物料收集，保證各工序之間的銜接和有序。防止在運輸中出現大量的工程構件，由于外部環境的影響，使得構件無法充分發揮其應有的功能，從而間接地降低了工程的整體質量。

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，采用掛網噴淋混凝土面層可以將單點狀態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，若添加速凝劑，則應保持20 min。在進行混凝土噴射作業前，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范。面層工程完成后，應按技術規范規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節。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。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量和進度。

4.5 土方開挖施工要點

影影響深基坑邊坡穩定性的因素有很多，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調。對于深基坑工程中出現的松散充填，應先進行加固，然后進行下挖，以免發生塌方。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，以保證施工的質量和效益。若不按規定進行土方開挖，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測點，監測基坑開挖與土釘支護施工過程中的基坑及周圍監測點的沉降、位移變化數據，及時掌握基坑開挖引起的周圍變形，以便當發生變形較大、存在安全隱患時，能夠及時采取應對措施。當監測值大于或高于設計或規范規定的限值時，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、安全經濟，在縮短工期的同時也節約了施工成本，施工單位、設計單位、監理單位都十分重視，主要原因是施工簡便、機動靈活、安全經濟，在縮短工期的同時也節約了施工成本，具有較大的技術優勢。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，當地基變形要求很高時，不能達到設計要求，因此，必須對施工中可能對支護結構產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選，以便更好地選擇合適的支護結構，提高施工安全性、經濟性、高效性，并總結設計與施工中的寶貴經驗教訓，促進土釘支護技術的發展與發展。