劉璐

浙江省嘉興東方鋼簾線有限公司管理部 郵編314003

土釘噴錨在深基坑圍護(hù)施工中的應(yīng)用

劉璐

浙江省嘉興東方鋼簾線有限公司管理部 郵編314003

本文通過對“大連實德高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園2#廠房水池、水泵房工程”中深基坑土釘噴錨圍護(hù)的施工，對土釘噴錨圍護(hù)施工的過程、施工方法進(jìn)行闡述，對土釘噴錨在深基坑圍護(hù)中的應(yīng)用提供一些參考的實際施工經(jīng)驗。

工程概況；地質(zhì)條件；基坑；土釘噴錨；監(jiān)測應(yīng)急

一、工程概況

1、基坑概況

水泵房位于擠出車間44～46/B～D軸的位置，其東面是1000立方米水池。水泵房與水池的軸線距離為2500mm，為此決定同時開挖。水泵房、水池基坑呈T形，長約55m，寬約52m，自然地面相對標(biāo)高為-0.30m，基坑開挖深度考慮到地梁墊層底標(biāo)高為-6.05m，基坑開挖較深，大面積開挖深度為5.75m。

2、周邊環(huán)境

水泵房與水池的基坑位于廠房擠出車間的東面，擠出車間的基礎(chǔ)從西面延伸到水泵房，剛好落在水泵房的側(cè)壁上，考慮到開挖放坡要求，此段的基礎(chǔ)等基坑回填后再施工?；拥谋泵媸且研藿ǖ浇Y(jié)構(gòu)兩層的混料車間，離基坑開挖底邊線7m的垂直距離?；拥臇|面、南面均為道路，臨時路基且距基坑約有10m左右，因此基坑的開挖放坡面足夠，對路基的影響也不會很大。具體位置詳見基坑圍護(hù)平面圖（附圖1）。

3、地質(zhì)條件

3.1、地質(zhì)條件

根據(jù)西北綜合勘察研究設(shè)計院提供的工程地質(zhì)勘察報告，地質(zhì)資料顯示，標(biāo)高-10m以上為灰色粉質(zhì)黏土，褐黃色粉質(zhì)黏土，能滿足土釘圍護(hù)施工要求。

3.2、地下水狀況

經(jīng)勘察查明，地下水類型主要為淺部潛水，受大氣降水補(bǔ)給，地下水埋深在0.45～1.85m之間，地下水對混凝土無侵蝕性。

4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)要求

根據(jù)以上基坑的概況、周邊環(huán)境和工程的地質(zhì)條件，本工程決定采用單一的土釘墻噴錨圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

具體位置詳見基坑圍護(hù)剖面圖（附圖2）。

5、施工要求

5.1、人工配合機(jī)械開挖，按設(shè)計坡度進(jìn)行放坡開挖。

5.2、土釘設(shè)置

采用錨管式土釘，鋼管為φ48×3.5，管頭部封閉，管身設(shè)置注漿孔。土釘下傾角100、150，豎向間距0.6～1.2m，水平間距1.2m。土釘長度、鎖定及設(shè)置詳見附圖2、3。

注漿采用純水泥漿，注漿壓力保持在0.5～0.7MPa，水泥漿水灰比為0.5。

5.3、混凝土面層

鋼筋網(wǎng)為φ6.5@200雙向，骨架鋼筋為φ12橫向連接；采用C20噴射混凝土了，混凝土面層厚80mm，配合比為水泥：石子：砂=1:2:2（重量比），石子粒徑5～10mm。

6、工期與質(zhì)量要求

基坑土釘墻圍護(hù)工程施工計劃工期45天。工程質(zhì)量應(yīng)確保圍護(hù)工程結(jié)構(gòu)可靠，基坑邊線與底標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定，預(yù)留工作面應(yīng)滿足土建工程施工需要。

二、施工準(zhǔn)備

1、組織準(zhǔn)備

（1）成立項目經(jīng)理部，建立項目管理機(jī)構(gòu)。

（2）選擇技術(shù)骨干，組織勞務(wù)隊及時進(jìn)場。

2、技術(shù)準(zhǔn)備

（1）根據(jù)施工圖、地質(zhì)報告、合同，在開工前完成施工組織設(shè)計的編制工作。

（2）認(rèn)真進(jìn)行圖紙會審，與業(yè)主履行必要的圍護(hù)平面圖的審核手續(xù)。項目經(jīng)理應(yīng)組織技術(shù)人員、施工人員，由工程師進(jìn)行技術(shù)交底、施工組織設(shè)計交底和施工承包合同交底，進(jìn)行質(zhì)量、安全和文明施工教育。

（3）及時進(jìn)行必要的材料試驗。

3、現(xiàn)場準(zhǔn)備

（1）平整作業(yè)場地和臨設(shè)場地，接通電源、水源。

（2）排水系統(tǒng)設(shè)置：基坑四周支護(hù)范圍內(nèi)的地表應(yīng)加以修整，構(gòu)筑排水土溝，并在靠近坡頂寬1m的地面可適當(dāng)墊高，里高外低，便于徑流遠(yuǎn)離基坑。

（3）放線：與甲方履行正規(guī)的測量基準(zhǔn)點資料和樁點的交接手續(xù)，設(shè)置測量控制點，測定圍護(hù)邊線與樁位。控制點應(yīng)不受施工影響。

（4）摸清施工障礙物，尤其要摸清地下施工障礙物，以便采取措施，防止發(fā)生施工事故。

4、物資準(zhǔn)備

（1）落實并組織施工機(jī)具進(jìn)場。

（2）組織貨源，按施工進(jìn)度要求及時進(jìn)料。

三、施工順序

本工程應(yīng)按如下順序組織施工：

（1）按平面圖放線。

（2）逐層開挖土釘作業(yè)面，逐層施工土釘，相繼噴射混凝土面層。

（3）挖除中心島并同步施工基坑墊層、承臺磚模。

四、土釘噴錨施工

（一）、施工流程

開挖工作面，隨即進(jìn)行工作面修整→設(shè)置臨時排水系統(tǒng)（在開挖和設(shè)置土釘過程中穿插施工）→設(shè)置土釘→鋪設(shè)、固定鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土面層→注漿。

土釘施工時先施工道口處土釘，同時另設(shè)一個6～8m的汽車臨時通道，待道口處土釘墻施工完畢回填后作為汽車的運(yùn)土的正式通道。

（二）、土釘噴錨施工方法

1、土方開挖

（1）開挖順序

工作面開挖應(yīng)遵循下列原則：

1）分層分段開挖，每段長度6～10m，有建筑物處每段控制在3～4m。

2）先開挖道口工作面，待道口土釘完成后再開挖其余部分的工作面。

（2）分層開挖

第一層：開挖至-2.5m，按1:0.33、1:0.6放坡,坡頂尺寸見附圖1。

第二層：開挖至-4.25m，按1:0.6放坡,坡頂尺寸見附圖1。

第三層：開挖至-6.00m，按1:0.6放坡,坡頂尺寸見附圖1。

第二層坡頂留有1.5m的馬道。

1）土方開挖應(yīng)與設(shè)置土釘相協(xié)調(diào)，應(yīng)按設(shè)計規(guī)定的分層開挖深度（即土釘豎向距離）和設(shè)置土釘?shù)氖┕ろ樞蚍侄芜M(jìn)行。

2）為確保工程質(zhì)量，上層作業(yè)面的土釘與混凝土面層未完成不得進(jìn)行下一層深度的基坑開挖。最后一層土釘完工并初凝至質(zhì)量驗收后方可進(jìn)行中心島的開挖。

3）修坡邊

采取任何開挖手段開挖，嚴(yán)禁邊壁超挖或松動邊壁土體?；舆叡诘糜苗P鍬人工切削修坡，保證邊壁平整并符合規(guī)定的坡度。

4）邊壁土體暴露時間不得超過規(guī)定時限。對于自穩(wěn)能力差的土體如高含水量的黏性土和無天然黏結(jié)力的砂土應(yīng)立即進(jìn)行支護(hù)。

2、施工排水

為方便施工、保證基坑安全，應(yīng)采用臨時排水措施排除地表水和基坑作業(yè)面積水。排水措施包括地表排水，支護(hù)內(nèi)部排水，以及基坑排水，以避免土體處于飽和狀態(tài)并減輕作用于面層上的靜水壓力。

（1）地表排水：在基坑外邊1000mm設(shè)置500mm寬排水土溝，使雨水往基坑外流入排水溝內(nèi)排走。

（2）支護(hù)內(nèi)部排水：在支護(hù)面層背部應(yīng)插入長度為40～60cm、直徑不小于4cm的排水管，以便將噴射混凝土面層后的積水排出。

（3）基坑排水：為了排除集積在工作面的滲水和雨水，可在土釘工作面內(nèi)設(shè)置臨時排水溝和集水坑，排水溝要離開邊壁0.5m，截面不應(yīng)過大為200mm寬，沿基坑底周圈布置，在基坑角點設(shè)400×400集水坑深500mm，將排水溝的積水匯入坑內(nèi)，并利用設(shè)計在西南端設(shè)置的1500×2000大集水井深1900mm，作為積水匯集點，坑、井內(nèi)有積水時應(yīng)及時抽出，此排水溝在做完最后一排土釘后，由土建單位做墊層時一起施工。

3、土釘設(shè)置

錨管土釘應(yīng)按如下方法施工：

（1）孔位定位

土釘施工前，應(yīng)先了解地下管線的分布情況，以便在土釘施打過程中避開管線。如在施工中錨管端部一旦碰到鄰近建筑物的樁基時，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整土釘位置和角度。

（2）錨管制作

1）錨管按設(shè)計長度下料后，錨入端應(yīng)做成錐形銳角（詳見附圖3），并將縫隙焊死，防止錨進(jìn)土層時泥水進(jìn)入錨管。當(dāng)錨管桿休需要加長時，接頭采用閃光對焊焊接（詳見附圖3）。

2）錨管注漿孔按雙向每隔0.6m設(shè)置，錨管離基坑邊壁2.5m內(nèi)不設(shè)注漿孔，注漿孔直徑為5～10mm。所有注漿孔面積總和不宜超過錨管口徑面積的30%。

3）在注漿孔處宜用鋼板焊上倒刺（詳見附圖3），規(guī)格L80mm×35mm，防止鋼管錨入時泥土堵住注漿孔。

（3）錨入錨管

使用手持式?jīng)_擊錘將錨管錨入土體，施工時應(yīng)控制其定位和傾角誤差在設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定的允許范圍內(nèi)。錨管置入后應(yīng)即注漿并及時封閉，防止水土流失妨礙土體穩(wěn)定。

（4）錨管頭部的焊接

錨管土釘設(shè)置后，應(yīng)將錨管頭部、襯墊、聯(lián)系鋼筋、鋼筋網(wǎng)片用電焊相互焊牢（詳見附圖3），并及時噴射混凝土面層。

4、木樁設(shè)置

設(shè)置二排木樁，樁長6m，樁距600mm，排距800mm，梢徑不小于100mm。

5、噴射混凝土面層

（1）網(wǎng)片制作

按設(shè)計要求制作鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片采用綁扎制作，網(wǎng)格允許偏差為±10mm。制作網(wǎng)片時，相鄰兩網(wǎng)筋接頭應(yīng)錯開0.3m以上。

（2）網(wǎng)片鋪設(shè)

網(wǎng)片應(yīng)牢固地固定在邊壁上，不應(yīng)出現(xiàn)晃動。網(wǎng)片鋪設(shè)時每邊綁扎的搭接長度應(yīng)不小于30cm。

（3）混凝土原料應(yīng)符合質(zhì)量要求

水泥：混凝土面層應(yīng)使用符合要求的水泥，一般使用32.5級普通硅酸鹽水泥。

砂料：使用中粗砂。

外加劑：為使噴射混凝土的初凝時間小于10min、終凝時間小于30min，可摻加3%的速凝劑（重量比）。

水：使用飲用的自來水，不得使用污水或pH值小于4的酸性水。

（4）應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土配比

嚴(yán)格按實驗室出具的混凝土配合比通知單的配比制作混凝土。

（5）機(jī)具設(shè)置

為確保面層混凝土的噴射質(zhì)量，按如下要求選擇專用機(jī)具設(shè)備：

1）混凝土噴射機(jī)：噴射機(jī)的能力為3m3/h，輸送最大料徑為25mm，輸料水平與垂直距離應(yīng)滿足施工需要，水平小于100m。

2）空壓機(jī)：風(fēng)量12m3/min。

3）輸料管：承受1MPa的壓力，并有良好的耐磨性能。

4）供水設(shè)備：保證噴頭處的水壓力達(dá)到0.20MPa。

5）在噴射混凝土前，應(yīng)對上述機(jī)具設(shè)備及風(fēng)、水、電路進(jìn)行檢查并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

（6）噴射混凝土操作技術(shù)要求

噴射混凝土采用干噴法并應(yīng)分片按自下而上的順序進(jìn)行，噴頭與受噴面的距離宜控制在0.8～1.0m的范圍內(nèi)，射流應(yīng)垂直指向噴射面。在土釘部位應(yīng)從邊壁開始噴射，防止出現(xiàn)空隙，可一次性噴射完成。在繼續(xù)進(jìn)行下步噴射混凝土?xí)r，應(yīng)清除施工縫接合面上的浮漿層和松散碎屑，并噴水使接合面潮濕。

（7）噴射厚度應(yīng)大于80mm。

6、注漿

（1）可采用低壓（0.5～0.7MPa）方法注漿填孔，采用M15水泥砂漿。壓力注漿時，為防止孔口漏漿，應(yīng)在孔口部設(shè)置止?jié){塞，注滿后立即封堵孔口。

（2）水泥漿的水灰比宜為0.5，并應(yīng)加入1.8%的水玻璃（水泥比），以促進(jìn)早凝和控制泌水。注漿的水泥用量每米錨管不小于20Kg，或以錨管周邊土體溢漿為止。

（3）注漿的漿體經(jīng)攪拌均勻后立即使用。開始注漿前、中途停頓或作業(yè)完畢后，必須用水沖洗管路。

7、中心島開挖

本工程基坑開挖深度深，場地狹小，為確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全，必須嚴(yán)格按施工組織設(shè)計的有關(guān)規(guī)定，及時開挖，按時完成。

由于本基坑開挖深度深，現(xiàn)有開挖機(jī)具不能一次開挖到底，所以采用液壓反鏟挖掘機(jī)分兩層開挖，機(jī)械開挖至底板墊層標(biāo)高以上0.3m，人工配合機(jī)械施工，隨時清理機(jī)械施工預(yù)留土方，一次達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。

基坑內(nèi)工程樁密布，一旦妨礙土釘施工時，應(yīng)根據(jù)土釘施工的計劃安排隨時鑿除樁頭。中心島開挖時，亦應(yīng)隨時鑿除坑頭樁頭。

基坑暴露后，應(yīng)在最短時間內(nèi)完成墊層、承臺磚模和底板混凝土施工。對于確保圍護(hù)工程安全至關(guān)重要。因此要求應(yīng)密切配合，一旦具備了作墊層的施工條件，應(yīng)隨時不間斷的晝夜施工墊層，并應(yīng)在基坑開挖工程完工2～3 天內(nèi)完成全部墊層工程施工。

五、土釘抗拉拔試驗

土釘支護(hù)施工必須進(jìn)行土釘?shù)默F(xiàn)場抗拉拔試驗，應(yīng)在專門設(shè)置的非工作釘上進(jìn)行抗拔試驗直至達(dá)到土釘抗拔力設(shè)計值，用來確定是否滿足設(shè)計要求。

土釘施工數(shù)量取施工土釘總數(shù)的1%，最少不得少于3根。

土釘?shù)腻^固力不應(yīng)小于25KN/m，桿體極限抗拉力不宜小于120KN，經(jīng)試驗：三根土釘當(dāng)力加載到250KN后土釘?shù)模ò纬觯┪灰凭鶡o超過2mm。

六、施工監(jiān)測及應(yīng)急措施

為確保施工安全和基坑開挖的順利進(jìn)行，從圍護(hù)工程開始施工至水池、水泵房底板完工，應(yīng)進(jìn)行全過程的施工監(jiān)測，以便及時掌握施工全過程圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍土體的受力與變形情況，及時掌握基坑開挖對周圍環(huán)境，尤其對建筑物、道路的影響程度，以便在監(jiān)測信息指導(dǎo)下，及時采取有效措施、調(diào)整施工方案，避免基坑開挖的重大事故發(fā)生，減少事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。

（一）監(jiān)測內(nèi)容

土釘圍護(hù)的施工監(jiān)測應(yīng)包括如下內(nèi)容：

（1）圍護(hù)體的位移及沉降；

（2）地表開裂狀態(tài)及周圍環(huán)境變形；

（3）基坑滲漏和危及支護(hù)安全的水害來源。

（4）基坑底部土體有無隆起，圍護(hù)外側(cè)土體有無下沉。

（二）監(jiān)測點的設(shè)置

（1）監(jiān)測點、后視點、水準(zhǔn)基點應(yīng)設(shè)置在基坑施工影響范圍外。

（2）沉降和位移監(jiān)測點應(yīng)設(shè)在基坑邊壁和基坑底部，間距不宜大于30m。

（3）地表開裂，宜采用標(biāo)記法進(jìn)行觀察和比較，有裂縫時，先測量其寬度并做好記錄，然后用水泥漿灌實抹平，必要時可拍照留存。

（三）監(jiān)測次數(shù)及方法

（1）在基坑開挖期間，每天監(jiān)測次數(shù)一次為宜，當(dāng)位移出現(xiàn)發(fā)展趨勢或接近預(yù)警值時，應(yīng)加大監(jiān)測的頻率。

（2）水池、水泵房底板完工后可減少監(jiān)測次數(shù)，水池、水泵房側(cè)墻完工后停止監(jiān)測。

（3）位移觀測用Et-02 電子經(jīng)緯儀，沉降觀測用精密水準(zhǔn)儀，精度為標(biāo)準(zhǔn)二等水準(zhǔn)。

（四）監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)即填入規(guī)定的表格，及時向項目經(jīng)理報告，定期向業(yè)主和監(jiān)理工程師報告。如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)明顯變化或臨近報警值時應(yīng)即向項目經(jīng)理、業(yè)主、監(jiān)理工程師報告。

（五）報警值

根據(jù)設(shè)計規(guī)定，報警值如下：

（1）2-2 剖面坡頂水平累計位移40mm，連續(xù)3日位移速率大于3mm/d ，并且有發(fā)展趨勢。

（2）其余剖面坡頂水平位移累計60mm，連續(xù)3日位移速率3mm/d 并且有發(fā)展趨勢。

（3）地面沉降大于基坑開挖深度的1%。

當(dāng)位移接近或達(dá)到預(yù)警值時，或建筑物底部或周圍土體出現(xiàn)可能導(dǎo)致剪切破壞的跡象或其他可能影響安全的征兆（如流沙、涌土、隆起、陷落等）時，應(yīng)立即報警，確定可能采用的應(yīng)急措施，排除險情。

（六）應(yīng)急措施

1.由于基坑施工受各種客觀因素的影響，可能會發(fā)生各種險情，為能及時排除險情確保安全，應(yīng)采取如下應(yīng)急措施：

（1）成立以項目經(jīng)理為組長的監(jiān)控小組，在土方開挖和土釘墻施工階段進(jìn)行24h 監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容包括：墻體水平位移，土釘墻結(jié)構(gòu)變形，周邊土體，道路及管線的變化。

（2）施工現(xiàn)場準(zhǔn)備砂袋。

（3）當(dāng)圍護(hù)體位移超過預(yù)警值時，使用砂袋壓載，防止支護(hù)結(jié)構(gòu)位移的發(fā)展。

（4）當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移增大時，必要時可使用挖土機(jī)迅速回填土方反壓，以阻止位移的進(jìn)一步發(fā)展，并在位移較大處設(shè)置超前支護(hù)，待穩(wěn)定后方可繼續(xù)開挖。

（5）當(dāng)施工時遇上流沙等土層時，應(yīng)先打入豎向注漿管進(jìn)行加固，然后開挖。

2、為了確保安全施工，針對假設(shè)出現(xiàn)的幾種險情，制訂了如下應(yīng)急措施：

（1）圍護(hù)體滑移的應(yīng)急措施

根據(jù)監(jiān)測信息，如發(fā)現(xiàn)圍護(hù)體位移超過容許值，應(yīng)即采取如下措施阻止位移：

1）在坑內(nèi)緊急壘堆砂袋或回填壓載。

2）位移較大并有發(fā)展趨勢時，可在坑內(nèi)設(shè)置內(nèi)撐。內(nèi)撐可為水平撐或斜撐，可用型鋼或堅固的木料支撐。

3）必要時可采取增加或加長水平土釘?shù)拇胧勺们樵谒蓜拥膰o(hù)體內(nèi)設(shè)置豎向土釘（注漿）。

（2）坑底土體隆起的應(yīng)急措施

1）由于圍護(hù)體滑移造成的坑內(nèi)土體隆起，應(yīng)采取處理圍護(hù)體滑移的措施，同時用重物（疊袋、回填土）壓制隆起的土體。

2）由于淤泥繞過圍護(hù)體流向坑內(nèi)造成的土體隆起，應(yīng)在坑內(nèi)利用重力壓制隆起土體的同時，對圍護(hù)體進(jìn)行加固。設(shè)置豎向土體（注漿）加固圍護(hù)體的有效措施。

（3）周邊道路或地下管線破壞的應(yīng)急措施

造成周邊道路或地下管線破壞的直接原因就是圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移或坑底土體隆起，因此防止發(fā)生此種情況的預(yù)防措施是：

1）加強(qiáng)施工監(jiān)測，實行信息化施工。

2）發(fā)生圍護(hù)位移或坑內(nèi)土體隆起時，應(yīng)即采取措施處理。

（4）地表裂縫的應(yīng)急措施

1）及時查明地下裂縫原因，采取相應(yīng)措施阻止裂縫的發(fā)展。

2）及時用濃水泥漿灌縫。

七、結(jié)論

通過上述施工所得結(jié)論如下：

基坑開挖采用邊壁按一比例放坡，有效減少了土壓力，增加土體的自穩(wěn)時間，同時配合木樁的施工，有效地防止了基坑的滑移和隆起，使基坑有了較好的穩(wěn)定性和整體性。特別是在與在建建筑物之間的基坑頂部增加了一排豎向土釘有效地防止了基坑的隆起和滑移。施工中的建筑物沒有因基坑開挖而發(fā)生超出沉降的情況，而且工期、造價大大節(jié)省。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.032