一、前言

 

　　随着城市化进程的加快，建筑行业不断发展，各种新技术、新工艺不断涌现，土钉墙支护技术是一种应用比较普遍的施工工艺，能够对超软地基基坑支护工程中的土体力学性能进行改善，这种技术有着非常多的优点。因此，土钉墙支护技术在建筑工程中应用非常广泛。

 

　　二、土钉墙支护技术的概念和应用现状

 

　　1、土钉墙支护技术的概念

 

　　就目前来看，伴随着建筑工程的不断发展，在基坑支护工程中，新型的支护技术越来越多，土钉墙支护技术以其众多的优点，得到较多的应用。土钉墙支护技术指的是将钢筋制成土钉，这样可以对基坑边坡起到加固的效果。然后在边坡的表面铺设上钢筋网，将混凝土面层喷射在边坡的表面。使其能够充分的接触到土方边坡，以此来达到加固的目的。在对超软地基基坑利用土钉墙支护技术进行加固时，不仅可以将土体自身的承载力充分的利用起来，也可以最大化的利用基坑边壁土体自身的力学强度。并且施工工期也不会对其产生制约作用，可以说，开挖和支护都是随意的，并且施工也花费不了多长的时间。通过实践研究表明，采用了土钉墙支护技术，可以明显的改善土体结构强度，土体的抗变形性能得到了有效的提升，并且可以减小边坡的位移。

 

　　2、土钉墙基坑支护结构现状

 

　　基坑支护是几年来才逐渐发展起来的工程学科，新的完善的支护结构上理论尚不成熟，基坑支护结构型式的选择主要取决于基坑开挖的深度和规模、场地的地质条件及周边环境，如何选择既经济合理又安全可靠的基坑支护结构型式，一直备受工程界的关注。软弱土的分布一般具有很强的区域性，其物理力学性质差异很大，尤其是淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土。淤泥质粘土一般具有一定的凝聚力而呈流塑状，而饱和的淤泥质粉质粘土，其抗剪强度与其密实度密切相关，就位于地表面的淤泥质粉质粘土而言，往往其孔隙比较大，密实度较小，而凝聚力极低或接近于零，此时，地基土通常处于流动状态在基坑开挖过程中较易产生液化而导致流土。

 

　　三、超软地基基坑支护中利用土钉墙所需的原材料和施工设备

 

　　1、原材料

 

　　超软地基基坑支护中利用土钉墙所需的原材料主要有水泥、中粗砂、钢筋、早强剂和速凝剂等。其中，水泥选用普通硅酸盐水泥，强度等级32.5MPa；中粗砂含泥量<5%；钢筋必须拉直并涂油防锈；早强剂和速凝剂必须与相关规范标准相符，并对速凝剂进行相关试验。如，与水泥的相容性试验、与水泥浆的凝结效果试验等。

 

　　2、施工设备

 

　　超软地基基坑支护中利用土钉墙所需的施工设备主要有混凝土喷射机、注浆泵、搅拌机和空压机等。施工之前应对施工设备的性能进行检查，加大日常保养力度，确保其性能始终处于最佳状态。其中，混凝土喷射机的水平输送距离≥60m、垂直距离≥10m；注浆泵选用孔口压力≥0.1MPa的泥浆泵；搅拌机选用普通的混凝土搅拌机即可，也可选用人工搅拌的方式以降低成本；空压机至少满足混凝土喷射机的工作压力与耗风量的需要。

 

　　四、土钉墙支护技术应用于软地基基坑的可行性

 

　　在松散的砂土、淤泥之类软弱土地层中采用土钉墙技术时，往往由于软土地层徐变与流变的影响，导致土钉墙技术的应用受到限制。随着软土加固技术的发展，土钉墙支护技术在软地基基坑支护中的水平不断得到提高和发展，拓宽了土钉墙支护技术的应用范围。

 

　　1、土钉墙能否支护软基坑其关键在于三个方面：

 

　　其一，土钉能否成孔。就土钉的成孔来讲，主要在于所针对的土质条件，对于粉质土地层来说，可利用井点降水技术采用人工或机械成孔；对于淤泥质粘土来讲，由于降低低下水位比较困难，采用人工或机械成孔极易发生塌孔现象，所以在工程中多采用击入钢管的方法来解决这一问题。

 

　　其二，基坑开挖面能否形成。就基坑开挖面的形成问题来看，粉质土地基可以通过采用降低低下水位的办法形成开挖面，对于淤泥质粘土来说，由于本身具有一定的凝聚力，一般情况下，可以形成高度范围在1.0～1.5米内的开挖面，而对于超软的淤泥质粘土，则常常采用超前锚杆或搅拌桩的办法来解决开挖面的形成问题。

 

　　其三，土钉与地基土之间能否提供足够的锚固力。就淤泥质粘土来说，其锚固力一般在14.0～18.0kPa范围内，能够提供足够的锚固力。

 

　　可见，土钉墙支护软弱基坑是可行的，通过一些工程实例可知这一技术在超软地基基坑支护中已得到了广泛的应用。如天津地区采用土钉墙支护技术成功的应用于超软弱地基基坑支护中，并取得较大的经济效益。

 

　　2、土钉墙支护、加固超软地基基坑的施工工艺

 

　　土钉墙支护结构施工的的基本原则是动态设计、信息化施工，为此在施工过程中，要打破传统的施工模式，对施工设计的及时性和动态性不断优化，使其更合理，对于不同的工程地质、水文、环境等条件采取相应的施工技术措施。

 

　　（一）、严格控制基坑开挖进度及深度

 

　　在超软地基基坑进行土层开挖时，土层的开挖进度和深度应受到严格控制。若开挖进度过快，极易造成边坡的加载速率过快，使得土钉锚固体达不到设计的强度，进而影响到边坡的加固效果；同时，由于施工加荷速率的过快，给软土的变形和强度也带来严重影响，造成边壁土体的塑性流动区域增大，导致边壁土体的强度降低，变形增大，最为严重的是导致土钉墙失衡。所以，必须合理的确定土层的开挖进度，在发挥土钉锚固力的同时也要注意对边壁软土进行逐步固结，随着强度的增大，不仅可以提高边壁的抗变形能力，还能有效提高土钉墙的整体稳定性，以防出现土钉墙失去平衡的严重后果。为此，进行土层开挖时可采取分层逐段的开挖方式，将作业面长度始终控制在10米以内。对于开挖的深度也要严格控制，杜绝出现超挖、深挖的现象，将每层台阶开挖深度严格控制在2米之内。

 

　　（二）、初喷

 

　　所谓的初喷是指在对超软地基基坑进行开挖后，为使挖好的坡面不产生垮塌，对挖好的坡面需立即喷射混凝土。目的在于保证其表面的固结。需要注意的是，在初喷混凝土时应严格控制其厚度，确保厚度在4±1公分即可。此外，对喷射的砼表面进行平整，要求其表面湿润关泽、无干斑、无滑移流淌现象。喷射混凝土施工终凝2h后应及时进行湿润养护，其养护时间至少不应少于7天。

 

　　（三）、钻孔

 

　　为了做好钻孔施工，首先要做好钻孔前的准备工作，严格按照施工设计要求，对成孔平面位置、孔径、孔深及下倾角进行合理的确定。在施工中，常常采用人工钻孔的方法。在钻孔过程中，一方面要做好钻孔记录，另一方面还要结合土钉编号对相应的土体的特征进行一一记录。此外对成孔质量要进行详细分析和研究，一旦出现事故，要采取措施及时解决并做好有关记录，为日后的钻孔施工提供参考依据。钻孔完成后，要立即进行清孔工作，以防钻孔内出现渗水、掉土、塌孔等现象。

 

　　（四）、铺设土钉钢筋

 

　　钻孔施工结束后，紧接着就是在所钻孔洞内铺设土钉钢筋。在铺设土钉钢筋之前，应确保定位装置安装完好，铺设土钉钢筋时，要严格按照设计要求进行。铺设完毕后，需要将一定比例的掺有早强剂或膨胀剂的砂浆或水泥浆注入到所钻孔洞内。值得注意的是，如果是重力注浆，应保证所钻孔洞被注满；如果是压力注浆，一般采取二次注浆的方式，最终目的在于提高其在超软土的锚固能力。

 

　　（五）、铺设钢筋网片

 

　　铺设土钉钢筋结束后，要根据设计要求在在坡面铺设钢筋网片。值得一提的是，要严格控制钢筋的直径，一般为7±1毫米。铺设钢筋网片时常采用焊接或人工绑扎的方式，网格尺寸应控制在150～300毫米的范围内，钢筋网搭接长度大于300毫米。

 

　　（六）、复喷

 

　　铺设完钢筋网片后，需要对整个坡面进行二次混凝土喷射，这就是所说的复喷。喷射的厚度要满足设计要求，喷射的混凝土的配合比需要通过复喷前的实验来确定。在二次喷射混凝土时，应尽可能的确保喷射厚度的均匀性。喷射混凝土终凝两个小时之后，要及时进行喷水养护。

 

　　五、结束语

 

　　要想保证土钉支护的效果，应严格依据相关的规定和要求来进行设计和施工，不断提高土钉墙在超软地基基坑支护工程中的利用效率，不断提升施工工艺水平，为企业创造更多的经济效益。

 

　　参考文献

 

　　[1]盛红，李成汉.复合土钉墙在地基加固中的应用[J].施工技术，2010（1）.

 

　　[2]屠毓敏，张雪松.土钉墙在超软地基基坑支护中的应用[J].岩土力学，2011（3）.