基坑工程 土钉墙施工.docx

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1、基坑工程土钉墙施工1土钉墙土钉墙是用于土体开挖时保持基坑侧壁或边坡稳定的一种挡土结构，主要由密布于原位土体的土钉、粘附于土体表面的钢筋混凝土面层、土钉之间的被加固土体和必要的防水系统组成土钉是置于原位土体中的细长受力杆件,通常可采用钢筋、钢管、型钢等。按土钉置入方式可分为钻孔注浆型、直接打入型、打入注浆型。面层通常采用钢筋混凝土结构，可采用喷射工艺或现浇工艺。面层与土钉通过连接件进行连接，连接件一般采用钉头筋或垫板，土钉之间的连接一般采用加强筋。土钉墙支护一般需设置防排水系统，基坑侧壁有透水层或渗水土层时，面层可设置泄水孔。土钉墙的结构较合理，施工设备和材料简单，操作方便灵活，施工速度快捷，对

2、施工条件要求不高，造价较低；但其不适合变形要求较为严格或较深的基坑，对用地红线有严格要求的场地具有局限性。2.复合土钉墙复合土钉墙是土钉墙与各种隔水帷幕、彳散型桩及预应力锚杆等构件的结合，可根据工程具体条件选择与其中一种或多种组合，形成了复合土钉墙。它具有土钉墙的全部优点，克服了其较多的缺点，应用范围大大拓宽，对土层的适用性更广，整体稳定性、抗隆起及抗渗流性能大大提高，基坑风险相应降低。土钉与隔水帷幕结合的复合土钉墙。2施工机械与设备土钉墙施工主要机械设备包括钻孔机具、注浆泵、混凝土喷射机、空气压缩机，其中空气压缩机是提供钻孔机械和注浆泵的动力设备。钻孑Un具包括锚杆钻机、地质钻机和洛阳铲。3

3、施工工艺3.1施工准备.材料准备土钉一般采用带肋钢筋（直径向。1832mm）、钢管、型钢等，使用前应调直、除锈、除油；面层混凝土水泥应优先选用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥砂应采用干净的中粗砂含水量应小于5%;钢筋网采用钢筋（直击8mm）绑扎成型；速凝剂应做与水泥相溶性试验及水泥浆凝结效果试验；土钉注浆采用水泥浆或强度等级不低于MIO的水泥砂浆。2.施工机具准备（1）成孔机具和工艺视场地土质特点及环境条件选用，要保证进钻和抽出过程中不引起坍孔的机具,T殳宜选用体积较小、重量较轻、装拆移动方便的机具。常用的有锚杆钻机、地质钻机、洛阳铲等,在易坍孔的土体中钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔工艺。(

4、2)注浆泵规格、压力和输浆量应满足设计要求。宜选用小型、可移动、可靠性好的注浆泵，压力和输浆量应满足施工要求。工程中常用灰浆泵和注浆泵。(3)混凝土喷射机应密封良好,输料连续均匀，输送距离应满足施工要求，输送水平距离不宜小于IOom,垂直距离不宜小于30mo(4)空压机应满足喷射机工作风压和风量要求。作为钻孑朋械和混凝土喷射机械的动力设备,一般选用风量9m3min以上、压力大于0.5MPa的空压机。若1台空压机带动2台以上钻机或混凝土喷射机时，要配备储气罐。(5)宜采用商品混凝土，若现场搅拌混凝土，宜采用强制式搅拌机。(6)输料管应能承受O.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性。(7)供水设

5、施应有足够的水量和水压(不小于O.2MPa)o3.其他准备工作充分理解设计及施工方案，掌握工程质量、施工监测的内容和要求、基坑变形控制和周边环境控制要求；根据设计图纸确定和设置基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、基坑及周边环境监测点等，并采取保护措施；编制基坑工程施工组织设计，确定支护施工与土方开挖的关键技术方案；地下水位降低至基坑底以下，设置合理的坑内外明排水系统；组织合理的施工资源，包括满足工程要求的施工材料、施工机具、劳动力及相关的管理资源。3.2土钉墙施工工艺流程.土钉墙施工流程开挖工作面f修整坡面T施工第一层面层-土钉定位T钻孔一清孔检查一放置土钉T注浆一绑扎钢筋网T安装泄水管施工第二

6、层面层一养护一开挖下一层工作面一重复上述步骤直至基坑设计深度。2 .复合土钉墙施工流程止水帷幕或微型桩施工一开挖工作面一修整坡面T施工第一层混凝土面层一土钉或锚杆定位一钻孔T清孔检查一放置土钉或锚杆T注浆T绑扎面层钢筋网及腰梁钢筋T安装泄水管T施工第二层混凝土面层及腰梁一养护T锚杆张拉一开挖下一层工作面一重复上述步骤直至基坑设计深度。3 .3土钉墙主要施工方法及操作要点1 .土方开挖基坑土方应分层开挖，且应与土钉支护施工作业紧密协调和配合。挖土分层厚度应与土钉竖向间距一致,开挖标高宜为相应土钉位置下20Omm,逐层开挖并施工土钉，严禁超挖。每层土开挖完成后应进行修整,并在坡面施工第一层面层,若

7、土质条件良好,可省去该道面层，开挖后应及时完成土钉安设和混凝土面层施工；在淤泥质土层开挖时,应限时完成土钉安设和混凝土面层。完成上一层作业面土钉和面层后,应待其达到70%设计强度以上后,方可进行下一层作业面的开挖。开挖应分段进行，分段长度取决于基坑侧壁的自稳能力，且与土钉支护的流程相互衔接，一般每层的分段长度不宜大于30mo有时为保持侧壁稳定，保护周边环境，可采用划分小段开挖的方法，也可采用跳段同时开挖的方法。基坑土方开挖应提供土钉成孔施工的工作面宽度，土方开挖和土钉施工应形成循环作业。2 .钉施工土钉施工根据选用的材料不同可分为两种，即钢筋土钉施工和钢管土钉施工。钢筋土钉施工是按设计要求确定

8、孔位标高后先成孔。成孔可分机械成孔和人工成孔，其中人工成孔一般采用洛阳铲，目前应用较少。机械成孔一般采用小型钻孔机械,保持其与面层的一定角度先采用合金钻头钻进，放入护壁套管，再冲水钻进。钻到设计位置后应继续供水洗孔，待孔口溢出清水为止。机械成孔采用机具应符合土层特点，在进钻和抽出钻杆过程中不得引起土体坍孔。易坍孔土体中钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔。成孔过程中应按土钉编号逐一记录取出土体的特征、成孔质量等，并将取出土体与设计认定的土质对比，发现有较大的偏差时要及时修改土钉的设计参数。钢管土钉施工一般采用打入法，即在确定孔位标高处将管壁留孔的钢管保持与面层一定角度打入土体内。打入最早采用大锤、简

9、易滑锤，目前一般采用气动潜孔锤或钻探机。施工前应完成土钉杆件的制作加工。钢筋土钉和钢管土钉的构造如图2图2:土钉杆体构造（a）钢筋土钉（b）钢管土钉插入土钉前应清孑屏口检查。土钉置入孔中前，先在其上安装连接件，以保证钢筋处于孔位中心位置且注浆后保证其保护层厚度。连接件T殳采用钢筋或垫板（图3）。图3钉（锚索）与面层连接构造（a）螺母垫板连接；（b）钢筋连接；（C）角钢连接；（泌）锚索与腰梁、面层连接3.注浆钢筋土钉注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除。根据设计要求和工艺试验，选择合适的注浆机具，确定注浆材料和配合比。注浆材料一般采用水泥浆或水泥砂浆。一般采用重力、低压(0.40.6MPa)或高压

10、(12MPa)注浆。水平注浆多采用低压或高压，注浆时应在孔口或规定位置设置止浆塞,注满后保持压力35min;斜向注浆则采用重力或低压注浆，注浆导管底端插至距孔底250s500mm处，在注浆时将导管匀速缓慢地撤出，过程中注浆导管口始终埋在浆体表面下。有时为提高土钉抗拔能力还可采用二次注浆工艺。每批注浆所用砂浆至少取3组试件，每组3块，立方体试块经标准养护后测定3d和28d强度。4 .混凝土面层施工应根据施工作业面分层分段铺设钢筋网，钢筋网之间的搭接可采用焊接或绑扎，钢筋网可用插入土中的钢筋固定。钢筋网宜随壁面铺设,与坡面间隙不小于20mm土钉与面层钢筋网的连接可通过垫板、螺帽及端部螺纹杆、井字加

11、强钢筋焊接等方式固定。喷射混凝土一般采用混凝土喷射机,施工时应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，喷头运动一般按螺旋式轨迹一圈压半圈均匀缓慢移动；喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6s1Om,一次喷射厚度不宜小于40mm;在钢筋部位可先喷钢筋后方以防其背面出现空隙；混凝土上下层及相邻段搭接结合处，搭接长度一般为厚度的2倍以上，接缝应错开。混凝土终凝2h后应喷水养护，保持混凝土表面湿润，养护期视当地环境条件而定,宜为37d0喷射混凝土强度可用试块进行测定，每批至少留取3组试件，每组3块。5 .排水系统的设置基坑边若含有透水层或渗水土层时，混凝土面层上应做泄水孔，即按间距1-5-2.Om均布

12、设长0.40.6m、直径不小于40mm的塑料排水管，外管口略向下倾斜，管壁上半部分可钻透水孔，管中填满粗砂或圆砾作为滤水材料，以防土颗粒流失。也可在喷射混凝土面层施工前预先沿土坡壁面每隔一定距离设置一条竖向排水带，即用带状皱纹滤水材料夹在土壁与面层之间形成定向导流带,使土坡中渗出的水有组织地导流到坑底后集中排除。3.4质量控制1. 土钉墙工程质量控制标准.土钉支护成孔、注浆、喷混凝土等工艺可参照基坑土钉支护技术规程（CECS96）、建筑基坑支护技术规程（JGJI20）、喷射混凝土施工技术规程（YBJ226）、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202）等。土钉钻孔孔距允许偏差为IOOmm

13、;孔径允许偏差为5mm;孔深允许偏差为30mm;倾角允许偏差为1。2. 土钉墙工程质量检验(1)材料所使用原材料(钢筋、钢管、水泥、砂、碎石等)质量应符合有关规范规定标准和设计要求,并要具备出厂合格证及试验报告书。材料进场后应按有关标准进行抽样质量检验。(2) 土钉现场测试土钉支护设计与施工应进行土钉现场抗拔试验，包括基本试验和验收试验。通过基本试验可取得设计所需的有关参数，如土钉与各层土体之间的界面粘结强度等，以保证设计的正确、合理性，或反馈信息以修改初步设计方案；基本试验往往在大面积土钉施工前进行。验收试验是检验土钉支护工程质量的有效手段。1 )土钉现场测试应采用接近于土钉实际工作条件的试

14、验方法,应在专门设置的非工作钉上进行抗拔试验直至破坏，用来确定极限荷载，并据此估计土钉的界面极限粘结强度。每一典型土层中至少应有3个专门用于测试的非工作钉。2 )测试钉除其总长度和粘结长度可与工作钉有区别外，应与工作钉采用相同的施工工艺、施工参数。测试钉注浆粘结长度不小于工作钉长度的二分之一且不短于5m,在满足钢筋不发生屈服并最终发生拔出破坏的前提下宜取较长的粘结段，必要时适当加大土钉钢筋直径。为消除加载试验时支护面层变形对粘结界面强度的影响，测试钉在距孔口处应保留不小于Im长的三用结段。在试验结束后,非粘结段再用浆体回填。3 ）土钉的现场抗拔试验宜用穿孔液压千斤顶加载，土钉、千斤顶、测力杆三

15、者应在同一轴线上，千斤顶反力支架可置于混凝土面层上，加载时用油压表大体控制加载值并由测力杆准确计量。土钉拔出位移量用百分表测量。4 ）测试钉进行抗拔试验时的注浆体抗压强度不应低于6MPa试验采用分级连续加载。根据试验得出的极限荷载，可算出界面粘结强度的实测值。这一试验平均值应大于设计计算所用标准值的1.25倍,否则应进行反馈修改设计。极限荷载下的总位移必须大于测试钉非粘结长度段土钉弹性伸长理论计算值的80%,否则这一测试数据无效。5 ）上述试验也可不进行到破坏，但此时所加的最大试验荷载值应使土钉界面粘结应力的计算值（按粘结应力沿粘结长度均匀分布算出）超出设计计算所用标准值的1.25倍。（3）混

16、凝土面层的质量检验混凝土应养护28d后进行抗压强度试验。试块数量为每SOOm面层取一组,且不少于3组；墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜按每IOOm2墙面取1组,每组不应小于3点。合格条件为全部检查孔处的厚度平均值不小于设计厚度，厚度达不到设计要求的面积不大于50%,最小厚度不应小于设计厚度的80%;混凝土面层外观检查应符合设计要求，无漏喷现象。(4)施工质量检验根据建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202),钉墙工程质量检验标准应符合表1的要求。土钉墙支护工程质量检验标准表1项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1土钉长度mm30钢尺量一般项目1土钉位置mm100