深基坑支護中土釘支護技術應用

荊岳

（陽泉新宇巖土工程有限責任公司，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、側壁穩定性影響因素、基坑場地周邊環境通常也比較復雜，一旦施工過程中出現任何情況都會導致安全事故的發生。因此，深基坑支護設計及施工非常重要，是建筑地基基礎施工安全、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壁有效放坡，或者放坡加臨時的簡易支護結構措施無法滿足基坑側壁對安全穩定的施工需求時，應當采用質量更高、系統性更強、支護效果更好的支護結構來確保整個基坑施工項目的安全以及穩定性，從而有效地確保施工人員的生命安全及地基基礎施工的安全有序進行。

2 土釘支護施工技術要求

在選擇以土質為主的基坑側壁支護處理方案時，土釘支護方式以其技術成熟、施工工期短、施工成本低的明顯優勢，經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壁土層達到強化效果，明顯改善基坑側壁土體穩定性，提高基坑側壁的安全儲備。

基坑側壁一般情況下不存在放坡條件，側壁坡率較陡，在主動土壓力和彎矩作用下，土體很容易出現變形，為了避免這種情況，在土釘支護施工過程中，一定要嚴格按照設計要求、施工標準來保證土釘側壁結石體強度和抗拔力達標，提高施工質量。

在土釘支護施工的過程中需要注意：①對照設計要求及施工標準開展土釘拉拔試驗，保證拉拔力達標，檢測過程中通常由資質合格的第三方負責。同時還需要將注漿量和注漿力度控制在一個合理范圍內，如注漿量較大，須盡快查明原因并制定處理方案。②當需要獲取實際孔深時，應當充分考慮鉆機總長度的影響，標注孔口深度進行標注。③注重漿液水灰比的合理性，根據設計要求并結合實際工況選擇合理的外加劑。在漿液初凝前，需要采取適當的補漿次數，一般不超過2 次。

3 基于土釘支護技術的支護結構設計

在設計深基坑支護結構時，應結合土釘支護設計原理，根據周圍環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合的方式。根據基坑頂部荷載分布情況不同、基坑深度不同、工程地質報告中體現的基坑側壁土層分布情況不同、基坑側壁放坡條件不同四個方面，分別對基坑側壁支護結構分區域進行詳細驗算及設計。

為確保基坑穩定性驗算時土層的抗剪強度參數選擇滿足施工區域普遍土體的特性，在對其物理力學性能指標進行取值時，優先選取地質報告當中土體抗剪強度參數的標準值。在對土釘支護結構進行設計時，應當首先確定基坑支護結構安全等級、基坑的實際深度、放坡情況及基坑頂部荷載情況；確定基坑側壁土層分布情況及對應土層抗剪強度、與錨固體的摩擦阻力及與土釘的摩擦阻力等關鍵參數，以及基坑的水位及降水要求；選擇并驗算土釘的橫縱間距、長度、入射角、鉆孔直徑及土釘鋼筋材料，根據驗算結果對土釘間距、長度等進行調整直至滿足規范要求。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，實現信息化施工，還應當在施工中及時反饋與設計條件不符之處，同時對土釘支護結構的水平方向及豎向位移、地下水位、土釘鋼筋應力等參數變化進行實時監測及監測，確保在出現異常變化時，能夠在第一時間查明原因，并給出相應的解決措施，從而在保證安全施工的前提條件下，實現施工質量的提升。

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

在建筑工程支護施工中，由于支護技術的應用會受到各種因素的影響，導致支護效果各不相同，因此，需要明確不同支護技術的使用要求，做好施工前的準備工作，充分發揮邊坡支護技術的價值，同時要制定科學的工程施工管理方案，確保基坑支護施工質量。

施工準備階段應首先收集工程周圍的水文、地質資料，分析影響土釘支護施工的相關資料，對工程施工進行統籌與測算，為建筑工程創造良好的施工條件。另外，還應注重邊坡支護技術相關材料的選擇，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、鋼筋結構和水泥材料時，要綜合考慮工程的實際情況，在滿足設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件大量堆積，受外界環境的影響使構件不能發揮自身性能，間接降低工程施工的整體質量。

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問，這也體現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壁進行支護時，土方開挖必須分段分層，根據基坑支護范圍規模、土釘設計標高確定土方開挖方案。一般要求為分級土方開挖標高為設計每排土釘標高以下0.5m，在土方開挖至該標高后，進行土釘施工及坡面掛網噴混凝土施工，在施工結束后方可進行下一級土方開挖。在該過程中施工組織應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 土釘支護結構噴射混凝土面層施工

在土釘支護結構中，坡面掛網噴混凝土面層可將單點狀態的土釘支護結構有效連接成一個完整系統，同時對基坑側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的鋼筋網及加強筋，鋼筋網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坡面掛網，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結束后，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象。噴射混凝土終凝2h后，要灑水養護，根據氣溫條件，一般養護3～7d。如果是在混凝土沒有加入速凝劑的情況下，應該將存放的時間控制在2h 以內，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。在混凝土噴射工作開始之前，施工人員要對機械設備、管道以及電線設備等情況進行全面檢查，保證在使用性能方面可以達到相應的標準要求。在面層施工結束后，須根據規范要求檢驗面層厚度。

4.4 土釘支護結構施工過程中深基坑降排水

深基坑降排水直接關系到土方開挖及土釘支護結構的施工質量和工期，是非常重要的基坑施工內容。根據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基坑底部設置排水溝+集水井的集水明排系統。②基坑底部或周邊設置降水井系統。③基坑周邊設置止水帷幕系統。同時在基坑側壁設置泄水孔，將側壁土層中地下水或下滲的地表水排出土體之外，防止基坑側壁土層含水量增大導致側壁土層抗剪強度下降。防止施工過程中土層發生坍塌，增加施工人員施工的危險性，影響整體的施工質量和施工進度。

4.5 土方開挖施工要點

影響深基坑側壁土體穩定的因素有很多，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構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，從而提高建設的效率和質量。如果土方開挖操作不規范，就可能會出現施工安全問題，這就要求相關從業人員技術水平必須達標，避免支撐和系統出現坍塌。如遇不良地質，要及時處理制定搶險方案，確保施工安全。

4.6 深基坑變形監測

在基坑開挖前至地基基礎施工完成、基坑回填，在基坑坑頂、周邊既有建（構）筑物、道路等關鍵位置布置監測點，監測基坑開挖和土釘支護施工期間的基坑及周邊監測點沉降、位移變化數據，及時掌握因基坑開挖導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對措施。如監測數值達到或超過設計或規范要求的警戒值，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壁進行補救處理，待施工方案調整后方可繼續施工。

5 結語

在建筑工程基坑支護施工中，土釘支護技術的發展及經驗的積累一直受到建設單位、設計單位、施工單位及質量監察部門的高度重視，主要是因為該技術施工簡便、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。但是，土釘支護技術在應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計要求，基坑側壁存在地下水及砂土層時土釘成孔困難等問題，這就需要相關設計、施工人員對施工現場存在的對支護結構影響較大的因素明確判斷，在早期確定土釘支護結構施工及設計優化的可行性，從而才能在更大程度上選擇合理的基坑支護結構，提升工程施工安全性、經濟性及高效性，從設計和施工上總結寶貴經驗、教訓，推動土釘支護方式的進步和發展。