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复合土钉墙支护技术在工程中的应用
作者：杨亮
来源：《中国科技博览》2013年第31期
[摘要]复合土钉墙是一种性能可靠、施工简便的支护结构。基坑采用复合土钉墙支护技术能够加快工程施工进度，克服因施工场地狭小带来的不便，避免对周边建筑物造成的不利影响，保证工程施工质量。本文对复合土钉墙的适用范围、施工技术要点等方面进行了阐述，希望对该项技术的推广应用起到一定的积极作用。 [关键词]复合土钉墙基坑支护排桩锚杆
中图分类号：TU 文献标识码：TU 文章编号：1009―914X（2013）31―0498―01
深基坑支护技术在我国被列入重点推广应用的10项新技术，复合土钉墙支护技术是一项目前应用较为广泛的深基坑支护技术。复合土钉墙是将土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系，它的构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。 一、适用范围
复合土钉墙适用于粘土、粉质粘土、粉土、砂土、碎石土、全风化及强风化岩，夹有局部淤泥质土的地层中也可采用。地下水位高于基坑底时应采取降排水措施或选用具有截水帷幕的复合土钉墙支护。坑底存在软弱地层时应经地基加固或采取其他加强措施后再采用。 在软土地层中采用复合土钉墙应满足一定的限制条件：许多工程实践表明，当基坑计算范围内存在厚度大于5m的流塑状土（当为淤泥和泥炭时厚度大于2m）或坑底存在泥炭时不宜采用复合土钉墙支护。当坑底为淤泥和淤泥质土时应慎用复合土钉墙支护，如果采用，须对坑底软弱土层进行加固或采取设置强度较大的微型桩等其他加强措施。 二、支护方案的选择
在实际工程中，组成复合土钉墙的各项技术可根据工程需要进行灵活的有机结合，形式多样，而支护方案的选型是基坑设计关键。复合土钉墙支护方案的选型应综合考虑土质条件、地下水情况、周边环境及现场作业条件，通过工程类比和技术经济比较后确定。
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有地下水影响，且土的孔隙率和压缩性指标较大时，宜采用有截水帷幕参与工作的复合土钉墙形式；周边环境对基坑变形有较高控制要求或基坑开挖深度较深时，宜采用有预应力锚杆参与工作的复合土钉墙形式；基坑侧壁土体自立性较差时，宜采用有微型桩参与工作的复合土钉墙形式；当受多种因素影响时，应根据具体情况采取多种组合构件共同参与工作的复合土钉墙形式。
三、施工技术要点
1、复合土钉墙施工工序：场地清理—排桩施工—开挖工作面—冠梁施工—修整边坡—土钉施工—挂网、喷射混凝土施工—锚杆施工—下一工作面 2、排桩施工
测量放线。桩位测放及标高测量所用仪器为全站仪、水准仪和塔尺。根据业主提供的测量控制网采用全站仪测放。桩位测放前，根据施工图和场区坐标系计算出各控制点和桩位的坐标，经复核无误后，填写《施工桩位坐标一览表》，以备测放桩位时使用。桩位可根据施工进展用极坐标法分批测放，并采用Φ8钢筋做标识，入土深度不少于30cm，桩位测放误差应满足规范和设计要求。
成孔。采用人工挖孔方式成桩，可根据实际情况采取连续成孔或间隔成孔。桩断面尺寸及桩长满足设计要求。成孔断面尺寸及孔深必须满足设计要求，成孔垂直度偏差不得超过1％。成孔时采取混凝土护壁措施，护壁混凝土采用C20细石混凝土，护壁混凝土厚度为60—100mm，每挖深1m即采用模板浇筑护壁混凝土，并插捣密实，待凝固ld后再进行下一步挖深。孔口扩壁混凝土应高出地表150～200mm，以防杂物坠落孔内。施工过程中，有专人在孔口监护。施工完毕后孔口必须覆盖，防止人员坠落。
钢筋笼制作与运输。钢筋进场后，先对钢筋原材外观进行验收，并检查钢筋出厂质量证明书中的炉批号是否与进场钢筋铭牌的炉批号相符，符合后在监理工程师的见证下取样进行复验及焊接试验，经监理工程师确认后方可使用。 3、土钉墙施工
成孔。根据设计要求的平面位置，孔深，下倾角，孔径，选择合理的钻孔设备，人工成孔常采用洛阳铲成孔。孔径、孔深、孔距、倾角必须满足设计要求，其偏差值不大于《基坑土钉支护技术规程》中的规定。
安设土钉钢筋。钢筋使用前应调直，除锈，涂油。为保证钢筋处于钻孔的中心部位，土钉钢筋置入孔中前应先设置定位支架，支架沿钉长的间距为2-3m，可为金属或塑料件，其构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动。
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注浆。土钉钢筋置入孔中后，可采用重力、低压（0.4-0.6MPa）或高压（1-2MPa）方法注浆填孔。水平孔应采用低压或高压方法注浆，压力注浆时应在钻孔口部设置止浆塞（如为分段注浆，止浆塞置于钻孔内规定的中间位置），注满后保持压力3-5min。对于下倾的斜孔采用重力或低压注浆时宜采用底部注浆方式，注浆导管底端应先插入孔底，在注浆同时将导管以匀速缓慢撤出，导管的出浆口应始终处在孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出。 铺设钢筋网。在喷射混凝土前，面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射下应不出现振动。钢筋网片可用焊接或绑扎而成，网格允许偏差为±10mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或200mm，如为搭焊则焊长不小于网筋直径的10倍。
喷射混凝土面层。喷射混凝土时喷射顺序应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.8-1.5m范围内，射流方向垂直指向喷射面，在钢筋部位应先喷钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。也可在铺设钢筋网片之前初喷一次，铺设网片之后再进行复喷，一次喷射厚度不宜小于40mm。喷射混凝土前应先向边壁土层喷水润湿，喷射时应加入速凝剂以提高混凝土的凝结速度，防止混凝土塌落。 4、锚杆施工
锚杆施工工艺：测定锚杆孔位—钻机就位—标定成孔角度—锚杆成孔到设计深度—制做并安放锚杆—水泥浆搅拌—第一次注浆—第二次补浆—安装腰梁—锚头张拉锁定—挖下层工作面测量放线。在每一锚杆工作面上，都应将高程点引下基槽，于土壁上设桩确定锚杆开孔点位。 锚杆成孔。锚杆施工采用锚杆机成孔。每层土挖到锚杆标高位置以下0.5米，测放孔位并编号标记。平整工作面，安装钻机对准标记点并定位，方位及倾角符合设计要求。用Φ150mm钻具成孔，将孔内浮渣清除干净。成孔孔深偏差50mm，孔径误差小于10mm，孔距偏差小于±100mm。
锚杆制作安放及注浆。锚杆杆体采用2SΦ15.24钢绞线，按设计长度对自由端涂抹黄油并用塑料布包裹后置入孔内并加以固定，然后放入1根Φ22mm注浆管，一次注浆采用水灰比0.5的水泥浆，用HB-80注浆泵进行注浆，边注浆边以小于浆面上升的速度缓慢均匀的抽出注浆管。待孔口返出水泥浆后，立即封堵孔口。一次注浆完毕24h后进行二次注浆，注浆压力控制在1.5—2MPa，注浆用水泥浆水灰比0.55。
锚杆张拉锁定。锚固体水泥浆强度达到设计强度的75％后，按照设计及规范要求进行锚杆试验，锚杆试验符合《建筑基坑支护技术规程》JGJl20的要求。每层锚杆施工完毕后便可安装腰梁，进行锚杆张拉锁定，锁定值为设计锚固力。 四、基坑监测