深基坑土钉墙基坑支护施工工法_secret.doc

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深
基
坑
支
护
专
项
施
工
方
案

编制单位：重庆玉屏建筑工程有限公司
编制时间: 2012.8.31

一、工程概况
本工程为A、B两栋高层，地下一层为车库，A栋局部地下二层，深基坑开挖最大深度约12m，平均深度约8米，根据安全的要求必须进行基坑支护，根据现场实际情况及本地施工技术水平，本工程宜采用复合土钉墙支护施工方案
基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种挡土结构，由于其具有造价低、施工快、能适应复杂地质条件下的基坑支护，且性能可靠等优势。
二、 工法特点
2.1 土钉墙支护可与土方开挖流水施工，施工周期短。
2.2 分层开挖，分层支护，充分发挥土体的自稳定作用，可在开挖后及时进行土体封闭，使边坡位移和变形得到约束限制，有利于减少对周围建筑物、道路的影响。
2.3 施工工艺简单，施工过程安全可靠，土钉的制作与成孔简单易行，可以根据工程的勘察报告和现场监测的变形数据及特殊情况，及时进行设计变更，以利于适应突遇地下水和基坑变形等复杂因素的影响。

三、适用范围
本工法适用于建筑边坡高度不大于13m（软土基坑开挖深度不大于5m），邻近无高大建筑物、构筑物、重要交通干线不宜在雨季汛期施工。

四、 工艺原理
在土体中设置土钉，其排列成空间骨架，形成了能提高原位土强度、刚度与稳定性的复合土体。系由密集的锚杆、被加固的原位土体、喷射细石混凝土面层和必要的防水系统组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形的作用。

五、施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
开挖修坡
初喷混凝土

成孔
编制钢筋网

复喷混凝土面层
施工准备
安土钉、注浆、焊连接件

地表排水、基坑排水系统施工（遇地下水）
支护内部排水系统施工

5.2 操作要点
5.2.1 施工准备
1. 认真学习：
《工程的勘察报告》
《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》（JGJ185-2002）
《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22-2005）
《基坑土钉支护技术规程》（CECS22 96：97）
等相关标准、规范，熟悉设计图纸，了解地下障碍物、管线位置。
2. 根据设计文件和设计图纸、施工合同及现场情况编写施工组织设计。
3. 准备好施工机具设备，并检查设备运转情况，确保能正常使用，并对施工机具进行及时检测。
4. 做好材料进场的检验与混凝土、水泥浆的试配工作。
5.做好突遇地下水，安排轻型井点降水。
6.设置四个沉降观测点，对周围的建筑物和构筑物进行沉降观测。
7.建立健全突发应急救援预案，应对突发事件，并演练两次以上。

5.2.2 开挖修坡
1. 土钉支护的土方应分层分段开挖，每层开挖深度一般为2m，每段长度可取18m。具体依据设计文件的分层深度和分段距离。应按作业顺序施工，（主要是协调好土方开挖和基坑支护的配合）上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的80%后方可开挖下层土方。
2. 采用挖掘机进行土方作业时，用仪器控制严禁边坡出现超挖，基坑的边坡应留100～150mm用人工进行清坡，以保证边坡平整并符合设计规定的坡度。
3. 支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证及时设置土钉或喷射细石混凝土。
4. 开挖过程中如遇到土质有异常，与原设计文件不同时，应及时报告设计单位，由设计单位确认是否进行设计变更。
5.2.3 支护内部排水系统施工
在支护面层背部一般应插入长度为400～600mm、直径不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支护面层，排水管间距可为1.5～2m，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。
5.2.4 初喷混凝土
1. 喷射混凝土前应对机械设备、等进行全面检查及试运转，清理受喷面，设好控制喷层厚度的标志。
2.喷射的混凝土采用商品细石混凝土，控制好配合比，粗骨料最大粒径不大于12mm，水灰比在0.50～0.55；强度大于M15，存放时间不得超过1.5小时，掺速凝剂时，存放不得超过20分钟。
3. 喷混凝土应分段分片依次进行，同一段内喷射顺序应自下而上，段片之间，层与层之间做成450角的斜面,以保证细石混凝土前后搭接牢固，并凝结成整体。
4. 喷射混凝土时，喷头与受喷面保持垂直，并保持0.6～1.0m的距离；喷射手应控制好水灰比，保持喷射混凝土表面平整，湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。在钢筋部位，应先喷填钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。
5. 喷射混凝土终凝2小时后，应及时浇水养护，保持其表面湿润
6. 第一层混凝土厚度控制在60mm。
5.2.5 成孔
1. 土钉成孔前，应按设计要求定出成孔位置并作出标记和编号。成孔过程中遇有障碍物需调整孔位时，应由设计出变更通知。
2. 土钉成孔采用锚杆工程钻机钻孔（洛阳铲），钻进过程中严禁使用水钻，以防周边土质松化，开孔时对准孔位徐徐钻进，待达到一定深度且土层较稳定时，方可加速钻进，钻进过程中应随时检查钻头的磨损情况，防止成孔直径达不到设计要求。
3. 成孔过程中应做好成孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量等。应将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，有偏差时应及时反馈设计单位，由设计单位修改土钉的设计参数，出设计变更通知。
4. 钻孔不得扰动周围地层，钻孔后清孔采用高压风吹2～３min，把孔内渣土吹干净，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。成孔后应及时安设土钉钢筋并注浆。
5. 在土体含水量较大、杂填土较厚、松散砂层、软土层等易塌孔的土层，可采用钢管代替钢筋，钢管上每隔300mm钻直径8～10mm的出浆孔，孔在钢管长度方向上错开120º，呈菱形布置，并在出浆孔边焊ø16短钢筋，防止打管时土粒堵塞出浆孔（钢管做法如图5.2.6-1），利用空气压缩机带动冲击器将加工好的钢管分段焊接按设计角度打入土层。

图5.2.6-1
5.2.6 安土钉、注浆、安连接件

1. 安土钉
土钉钢筋采用螺纹钢，置入孔中前，应先设置定位支架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距为2～3m，支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动，支架材料为金属或塑料件。（支架做法可参照图5.2.6-2）

图5.2.6-2
2. 注浆
1) 土钉钢筋置入孔中后，可采用压力注浆，压力注浆采用二次注浆法：一次注浆导管应先插至距孔底250～500mm处，并在孔口设置止浆塞和排气孔，以低压（0.4～0.6 MPa）注浆，同时将导管以匀速缓慢撤出，导管的出浆口应始终处于孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部冒出，导管离孔口0.5～1m时改为高压（1～2 MPa）注满，并保持高压3～5min；二次注浆管采用ø20钢管，应先固定在土钉钢筋上与土钉钢筋同时置入孔中，待一次注浆完间歇24小时后进行二次注浆，压力控制在0.5～2.0MPa 。
2) 采用钢管代替钢筋杆体时，应使用高压（1～2MPa）注浆，从钢管端头开始压力注浆，注满后及时封堵，让压力缓慢扩散。
3) 向孔内注入浆体的充盈系数必须大于1。每次向孔内注浆时，应预先计算所需的浆体体积并根据注浆泵的冲程数计算应向孔内注入的浆体体积，以确认实际注浆量超过成孔的容积。
4) 注浆材料选用水泥净浆的水灰比按设计要求，当设计无要求时取0.5,水泥净浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥净浆应在初凝前用完。
5) 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及输送管。
3. 安连接件
土钉钢筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网连接时，其相互之间应可靠焊牢。当采用钢管杆体时，钢管通过锁定筋与加强筋焊接。（连接做法如图5.2.6-4）

图5.2.6-4
5.2.7 编制钢筋网
1. 钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不小于20mm，钢筋网应延伸至地表面，并伸出边坡线0.5m。
2. 钢筋网片用焊接或绑扎而成，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300mm，如为单面搭接焊则焊长不小于网筋直径的10倍。
5.2.8 复喷混凝土面层
复喷混凝土面层应在经验收确认钢筋网敷设、连接均符合要求后，进行喷混凝土面层至设计厚度，其工艺要求与喷第一层混凝土的要求相同。
5.2.9 地表排水、基坑排水系统施工
1 基坑四周支护范围内的地表应加以修整，构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面，防止地表降水向地下渗透。靠近基坑坡顶宽2～4m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于水流远离边坡。
2 为了排除积聚在基坑内的渗水和雨水，应在基坑的四周设置一条排水明沟，以便产生的渗水和雨水及时排除。
5.3 劳力组织
基本操作人员配置如表5.3。
表5.3基本操作人员配置表
序号
工 种
人数
1
焊工
根据基坑大小的实际需要配备
2
钢筋工
根据基坑大小的实际需要配备
3
成孔工
根据基坑大小的实际需要配备
4
注浆工
根据基坑大小的实际需要配备
5
混凝土喷射工
根据基坑大小的实际需要配备
3
合 计
根据基坑大小的实际需要配备

6 材料与设备
6.1 主要材料
6.1.1 水泥：采用强度等级为32.5R或42.5R普通硅酸盐水泥。
6.1.2 土钉钢筋：采用HRB335或HRB400钢筋。
6.1.3 钢管：抗拉强度不小于所替代土钉钢筋的抗拉强度。
6.2 主要机具设备
锚杆工程钻机、水泥浆搅拌机、混凝土搅拌机、注浆泵、电焊机、混凝土喷射机、空气压缩机、洛阳铲、冲击器。

7 质量控制
7.1 工程质量控制标准
7.1.1 土钉墙基坑支护施工应执行现行规范：《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2002）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99）、《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）、《基坑土钉支护技术规程》（CECS 96:97）。
7.1.2 土钉成孔施工宜符合下列规定：
1 孔深允许偏差 ±50mm；
2 孔径允许偏差 ±5mm；
3 孔距允许偏差 ±100mm；
4 成孔倾角偏差 ±5%。
7.1.3 土钉墙支护施工所用原材料的质量应符合《基坑土钉支护技术规程》（CECS 96:97）的标准。
7.1.4 喷射混凝土厚度检验采用凿孔法，每100m2取一组，每组不少于3个点，合格条件为：各检查点厚度平均值应大于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的80%。
7.1.5 土钉应进行抗拔试验：每一典型土层中，至少留3根非工程土钉进行抗拔试验，非工程土钉各项参数及施工方法与工程土钉完全相同，依据抗拔试验得到的荷载计算界面粘结强度的实测值，抗拔试验平均值应大于设计计算所用标准值的1.25倍，否则应进行修改设计。
7.2 质量保证措施
7.2.1 为防止基坑边坡的裸露土体发生坍陷，对于易塌的土体可采用以下措施：
1.不得在基坑周围增加任何荷载（活荷载和静荷载）。
1. 在水平方向上分小段间隔开挖；
2. 在开挖前，沿开挖面垂直击入钢筋或钢管，或注浆加固土体。
7.2.2 土钉注浆时一定要注满整个钉孔，以免减弱土钉的作用，影响土钉墙的稳定性。
7.2.3 土钉墙的施工过程中需有效排除地下水。地下水的存在对土钉墙的施工及土钉的作用均有影响，故在施工过程中应将地下水位降至开挖面以下。
8 安全措施
8.1 施工必须符合国务院颁发的《建筑安装工程安全技术规程》，操作人员持证上岗，并进行安全技术交底，遵守用电安全规则。
8.2 施工机械应落实班前检查和定期保养。
8.3 操作人员应遵守设备的操作规程。
8.4 注浆、喷射混凝土工人作业时，必须戴防护眼镜。
8.5 应制定监测方案，定时定专人对边坡稳定情况进行监测或检查，排除溜方、塌方隐患。
8.6 遇天气变化（如暴雨）应提前做好防洪、排水工作，严禁基坑内存水。
8.7 支护方案必须经专家论证，报行政主管部门审批才能实施。
8.8基坑变形观测
基坑开挖支护工作开始以后，要马上开展基坑边坡侧向位移观测工作，位移观测点宜按20~25米放一个固定观测点，观测时间宜每天观测一次，并做好观测记录。
8.9基坑安全防护及应急措施
基坑开挖以后，要在基坑四周安置安全防护围栏，严禁非施工人员进入参观。在基坑附近应保留备份土方，以备应急只需。

9 环保措施
9.1 施工过程应遵守《建筑施工现场环境与卫生标准》（JGJ 146-2004）。
9.2 机械设备施工安排应遵守城市噪声控制要求。做好附近居民的工作，协调好周围的关系。
10 效益分析
10.0.1 土钉墙比连续墙加内支撑、排桩加管式旋喷水泥土锚杆、排桩加预应力锚索的基坑支护型式节省造价30%以上，有较高的经济效益。
10.0.2 施工速度快、用料省，节约资源，有较好的社会效益。