土钉墙支护技术在西安御城高层住宅楼工程中的应用

土钉墙支护技术在西安御城高层住宅楼工程中的应用[摘要]西安御城高层住宅楼基坑施工中采用了土钉墙支护技术。本文结合场地地质条件，主要介绍了土钉墙的设计计算和施工技术要点。[关键词]土钉墙支护；技术参数；技术指标；工序管理；钻孔；注浆；喷射砼；张拉西安御城高层住宅工程，位于西安市小南门外，红缨路77号，建筑面积47000m21施工场地地质条件根据《御城集团西安御城房地产开发有限公司御城公寓岩土工程勘察报告书》，场地土主要地层为：①填土：以粘性土组成，含砖瓦碎块，厚2.40~6m；②黄土：黄褐色,具大孔,可塑,厚1.10~2.90m；③黄土：黄褐色，同②层，饱和，可塑，厚度2.4~3.5m；④古土壤：棕红~红褐色，局部富含钙质结核，可塑，厚3.9~4.1m；⑤粉质粘土：灰黄~黄褐色，可塑，厚6.2~9.1m；⑥中砂：灰黄色，长石~石英质，中密，厚0.3~3.0m；⑦粉质粘土：同⑤层。地下水位深度6.8~7.5m，水对砼无腐蚀性。2土钉墙支护主要技术参数基坑东部A型土钉墙支护，土钉长度均为5m，共设置7道，拉杆采用Φ25钢筋，下部二道为2Φ22钢筋，挂网采用φ6.5钢筋，按150mm×150mm制作，土钉间排距均为1.4m，呈梅花形布置，喷射C20砼10cm厚，张拉应力5.0KN/m。注浆采用0.4：1水泥砂浆。其余部位采用B型土钉墙支护，土钉长度8、8、7、7、6、6、6m，共设置7道，间排距均为1.4m，呈梅花形布置，拉杆采用Φ25螺纹钢筋，下部二道为2Φ22螺纹钢筋，挂网采用φ6.5钢筋，按150mm×150mm制作，并喷射10cm厚的C20砼，张拉应力5.0KN/m。注浆采用0.4：1水泥砂浆。3土钉墙支护技术设计计算3.1计算参数根据周围地质环境调查结果及地质报告有关参数，经综合论证，选定的计算参数如下：⑴基坑开挖深度：按设计要求为-9.30m；⑵计算参数：C=21KPa，φ=18.2°,γ=16.3KN/m3，qslk=45KPa，地面载荷q0=20KPa。3.2计算模型A型和B型土钉墙典型计算模型如下图所示3.3计算方法和结果采用北京冶金建筑研究院程序，并和其他计算方法进行了对比分析，计算公式如下：⑴整体稳定性验算nnm∑CikLiS+S∑(Wi+q0bi)cosθitgφik+∑TnjX[cos(аi+θj)+0.5sin(аj+θj)tgφjk]i=1i=1j=1n-Sγkγ0∑(Wi+q0bi)sinθ≥0i=1式中：n——滑动体分条数；m——滑动体内分土钉数；γk——整体滑动分项系数，γk=1.3；γ0——基坑侧壁重要性系数，γ0=1；Wi——第i分条土重；Bi——第i分条宽度；Cik——第i分条滑裂面处土体固结不排水剪粘聚力标准值；φik——第i分条滑裂面处土体固结不排水剪内摩擦角标准值；θi——土钉与水平面之间的夹角；Li——第i分条滑裂面处弧长；S——计算滑动体单元厚度；Tnj——第j根土钉在园弧滑裂面处锚固体与土体的极限抗拉力，Tnj=лdnjΣqslkLnidnj:锚固体直径110mm；qslk:土体与锚固体极限摩阻力标准值；Lni——土钉在园弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度。通过反复分析计算，最后优选出的土钉参数见下表编号A型B型LfLmL配筋φNKLfLmL配筋φNK12.03.05.0Φ2515153.15.03.08.0Φ25151222.03.05.0Φ251518.42.45.03.08.0Φ251515.611.031.53.05.0Φ251540.62.13.53.57.0Φ251541.62.841.04.05.0Φ2515601.92.54.57.0Φ251567.62.151.04.05.0Φ251581.21.71.55.57.0Φ251593.81.660.54.55.02Φ221598.11.70.55.56.02Φ22151111.570.54.55.02Φ22151161.60.55.56.02Φ22151311.6表中:Lf为自由长度；Lm为锚固长度；L为全长；φ为倾角；N为计算拉力值（KN）；K为安全系数；孔径按110mm4土钉墙施工4.1土钉施工控制技术指标土钉孔深允许误差±50mm；土钉孔径允许误差±5mm；土钉钢筋保护层厚度≥25mm；土钉孔距允许偏差±100mm；喷射砼的回弹率≤15%。4.2土钉墙施工严格按工序管理表执行阶段工序名称质量管理点质量标准检查方法责任人P技术交底设计内容和质量要求熟悉设计和质量要求交底与抽查技术负责人设备安装孔位孔位偏差≯50mm；经纬仪施工员方位方位偏差≯5º；罗盘复测施工员入射角入射角偏差≯30º罗盘复测施工员接水电不漏水试压不漏观察施工员不漏电接地电阻≯75Ω实测安全员材料准备钢材国标取三件复测资料员水泥国标取样化验资料员骨料级配实测资料员D钻孔孔径Ф150mm实测质检员孔深设计要求实测质检员拉杆制作长度长度偏差≯0.1m实测质检员焊接焊透焊牢观察抽样送检质检员中心定位器中心定位器间距实测质检员拉杆安放插入深度端头外露尺寸实测技术负责人锚头高度设计图外委技术负责人与钻孔同轴度同轴偏差≯10mm实测技术负责人注浆配合比试块强度达到M15外委质检员注入量充盈系数K>1.1测算质检员喷射面层配筋设计图实测质检员砼配合比试块强度达到C20外委质检员喷射厚度100±15mm实测质检员C土钉抽样张拉试验锚固力锚头位移张拉方法、锁定值符合设计和CSEC22.90标准张拉百分表测量技术负责人A竣工总结质量保证资料齐全资料汇编项目经理施工记录、测试数据准确资料汇编项目经理图件齐全资料汇编项目经理竣工报告总结全面资料汇编项目经理交工验收设计要求验收会议项目经理⑴清坡人工清理边坡土方，使其满足要求。⑵放线当土方开挖分层完工并清坡后，用经纬仪施放土钉孔位，并用白灰（钢筋）做标记。⑶钻机安装及调试就位后，将钻机主动钻杆角度，用罗盘仪调正至设计要求角度，方位垂直坡面方向，然后对准标示孔位固定。⑷钻孔工艺采用φ110m长螺旋钻无水干钻，也可用人工洛阳铲成孔，严禁用水或泥浆钻孔，严格按设计要求将孔内残土清尽，并满足长度。⑸要求并记录地层情况及异常情况，异常情况及时向监理报告。⑹拉杆制作及安装按设计要求下料、焊接，加工支架筋及定位器，每2.5m设置一定位器。锚头包裹油布，防止变形。安装时，要保证拉杆与钻孔同轴且位于中心，锚头外露21±2cm。⑺制浆采用0.4：1的水泥砂浆。制浆采用经复试合格的材料，严格执行配合比，掺加适量膨胀剂和速凝剂，以保证凝结时，收缩量小，增大握裹力。单筒搅拌时间不小于3min。⑻注浆用1″PVC注浆管。注浆管应插入距孔底0.3~0.5m处，并在孔口密封，一切就绪后，用UBJ-3型挤压砂浆泵注浆，注浆压力0.3~0.5MPa，并应稳定3min注入一定量后，徐徐拔管并回插，直至浆液由孔口溢出时，再拔出注浆管。⑼锚头安装在土钉外露处焊250×250×12的钢板。⑽喷射砼喷射料拌和：配料要严格执行配合比，人工拌料要翻三次，保证拌和均匀。初喷：开喷前，先通风，再给料、给水；终凝前，先停水、停料，在停风。喷头垂直坡面，距离坡面0.6~1.0m，坡面设标记，控制喷射厚度在40~50mm，每台班取试样一组。挂网：Φ6.5钢筋调直按150×150mm网格，加工成1.7×2.0m整片焊接绑扎，网片间搭接长度150mm，并及时挂网和十字架焊接。复喷：若初