土钉墙的施工
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《建筑工程施工实用技术手册》第598页（4120字）
土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。它是将拉筋插入土体内部全长度与土粘结，并在基坑坡面上喷射混凝土，从而形成加筋土体加固区带，用以提高整个原位土体的强度并限制其位移，增强基坑边坡坡体的稳定性。
土钉墙的类型，按施工方法不同，可分为钻孔注浆型土钉墙、打入型土钉墙和射入型土钉墙三类，其中钻孔注浆型土钉墙在我国应用最广，可用于永久性或临时性的支护工程中。
(一)土钉墙的特点和适用范围
1．土钉墙的特点
土钉墙是一项实用的原位岩土加筋加固技术，在建筑、交通、水泥等工程中应用较多，其具有安全可靠、处理灵活、缩短工期、施工简便、效益较好等优点．也具有一定的局限性。
(1)土钉墙的优点
1)安全可靠。当基坑的直立高度超过临界高度，或坡顶有较大荷载以及环境因素发生改变时，都会引起基坑边坡的失稳，这是由于土体自身抗剪强度较低、抗拉强度很小的缘故。土钉墙就是在土体内增设相应的锚固体，使之与土体牢固结合并共同工作，从而大大提高了土坡的整体刚度与稳定性。
土钉墙的另一个优势是还可以增强土体破坏的延性，改变基坑边坡破坏时发生突然塌方的性质。土钉墙是属于一种主动制约机制的支挡体系，它在超载作用下的变形特征，表现为持续的渐进性破坏，即使在土体内已出现局部剪切面和张拉裂缝时，仍可持续很长时间而不发生整体塌滑，从而可以为土体的加固、排除险情提供充足的时间，并使相应的加固方法简单易行。
2)处理灵活。土钉墙是先开挖后支护，采用分层分段的施工方法，具有土钉墙比土方开挖稍晚一步的施工特点。这个施工特点对那些土质复杂的土体结构非常有利，能在土方开挖的过程中，比较灵活地根据土质条件的局部变化，采取相应的技术措施加以解决，易于使土体得到稳定。
3)缩短工期。在基坑施工过程中，水泥土桩挡墙支护结构的施工，都是在土方开挖前进行，有的占用较长的施工工期。土钉墙与土方开挖同期进行，并可与开挖形成流水施工。对于工期较紧的工程，可实现拆迁一块、开挖一块的快速施工要求。
4)施工简便。土钉墙施工所采用的钻孔机具及喷射混凝土设备都属于可移动的小型机械，重量较轻，搬动灵活，所需场地很小。这些小型机械振动小、噪声低，在城市施工具有明显的优越性。土钉墙施工中的钻孔、灌浆和喷射混凝土等施工工艺，已是土层锚杆、喷锚等支护体系中成熟的工艺，易于掌握，普及性强。
5)效益较好。在材料用量方面，土钉墙每平方米边坡支护面积大大低于排桩挡墙等支护体系的用量；在使用机械方面，虽然比人工挖孔用量稍大，人工配备大致相当，所以总成本明显低于排桩挡墙，经济效益较好。
(2)土钉墙的局限性
1)土钉墙施工时一般需要先开挖1～2m深的土层，在喷射混凝土和安装土钉前，也需要在无支护情况下稳定一段时间，因此土层必须自身具有一定的“凝聚力”。否则，应先进行地基加固处理来维持坡面稳定，这样必然使施工复杂化，并且也会增大工程投资。
2)在土钉墙施工时，要求坡面无水渗出，否则开挖后坡面出现局部坍塌，喷射混凝土工序无法进行，边坡稳定问题不能很好解决。
3)软土地区基坑开挖支护不宜采用土钉墙。因为软土的内摩擦角很小，使得土钉锚固体与软土的界面摩阻力小，土钉的承载能力必然也小。另外，在软土中成孔比较困难，所以技术经济综合效益不理想。
2．土钉墙适用范围
根据以上所述，土钉墙支护结构适宜于地下水位以上或经人工降水后有一定粘结性的杂填土、黏性土及微胶结砂土的基坑开挖，而不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土，更不能用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱土层。土钉墙基坑支护的开挖深度适宜于5～12m，当与护坡桩或预应力锚杆联合支护时，深度还可适当增加。
(二)土钉墙的施工
1．土钉墙的施工工艺流程
在基坑开挖支护结构施工中，相比较而言，土钉墙的施工工艺是比较简单的，如图10－22所示。
图10－22 土钉墙的施工工艺流程
2．土钉墙施工注意事项
土钉墙施工中的锚体成孔、土钉杆体制作和压力灌浆等工艺，与土层锚杆基本相同，施工时可参照土锚施工的有关内容进行。但在施工中还应注意以下事项：
(1)必须分层分段进行开挖
土钉墙是先开挖后支护，要保持边坡在施工中的稳定性，必须控制土方开挖的层高与开挖段的长度，这就要求土钉墙施工必须分层分段进行。
基坑开挖的分层高度主要取决于暴露坡面的直立自稳能力，也与周围环境的变形控制要求有关，因此，基坑开挖的分层高度应当与土钉墙的设计工况一致。一般在黏性土的开挖深度为0．5～2．0m，在超固结黏性土中的开挖深度可适当增大。
基坑开挖的分段长度与土质条件、坡度、坡顶超载大小及分层高度均有关系。对松散的杂填土和软弱土层、滞水层地段分段长度应小一些；施工期间坡顶超载较大、边坡坡度较陡时，分段长度也应小一些；对深度较大的基坑，对下部的土钉墙支护，分段长度也应小一些。对于施工工期要求很紧的工程，为了加快施工速度，同时又满足边坡稳定性的要求，可采用多段跳槽开挖的方式，以扩大施工面，并形成流水施工。
开挖下层土方及下层土钉施工，应待上层土钉砂浆及喷射混凝土面层达到设计强度70%后方可进行。当采用机械开挖基坑坡面时，应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差为±20mm。开挖机械要最大限度地减小支护土层的扰动，在坡面喷射混凝土前，对坡面上所有松动部分必须彻底清除，然后再进行护面施工。
(2)喷射混凝土的作业要求
喷射混凝土的配合比应根据设计要求确定，一般可采用水泥∶砂子∶石子(质量比)=1∶(2～2．5)∶(2～2．5)，水灰比可采用0．40～0．50，石子的最大粒径一般不应大于12mm。混凝土应随拌随用，必要时应通过掺加减水剂和速凝剂来调节其工作度和早期强度。混凝土的初凝时间和终凝土宜分别控制在5min和10min左右。
喷射混凝土是借助压缩空气，将混合好的混合料送往输送管端喷头处与水混合，喷射到工作面上。我国生产的混凝土喷射机，主要有双罐式、转子式和螺旋式三种，生产能力为5～10m3／h，湿喷的输送距离一般在50m左右。
喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm；在喷射时，喷头处的工作风压以稳定在0．10～0．12MPa为宜，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0．6～1．0m；喷射混凝土上、下层及相邻段的接槎，应采用斜坡式搭接，搭接长度一般为喷射厚度的2倍以上；喷射时散落的回弹物应及时回收利用，但不宜作为喷射料再重新喷射；喷射混凝土终凝2h后，应喷水进行养护，养护时间宜根据施工气温而确定，一般宜为3～7d。
初喷混凝土应在边坡修整后尽快进行，以稳定开挖后基坑的壁面，防止土层出现松弛或剥落；钢筋网铺设完毕后，还要再进行复喷，复喷的一次喷射厚度宜为50～70mm。
(3)面层钢筋网的铺设顺序
钢筋网应在喷射一层混凝土后进行铺设，钢筋网与第一层混凝土的间隙不宜小于20mm；当采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设；钢筋网与土钉应连接牢固。
(4)土钉墙施工质量验收
土钉墙工程质量验收时应做土钉抗拔力试验，以测定土钉的实际承载力。在同一条件下，试验数量不宜少于土钉总数的1%，且不得少于3根；土钉验收合格的标准为：土钉的实际抗拉承载力应大于或等于设计抗拉承载力，实际抗拉承载力的最小值不应小于设计抗拉承载力的0．9倍。
喷射混凝土应进行喷层厚度的检查。检查方法是采用钻孔检测，钻孔数宜每100m2墙面积为一组，每组不应少于3点。喷层厚度合格的条件为：全部检查孔处厚度的平均值应大于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的80%。
喷射混凝土的外观检查应符合设计要求，无漏喷、离鼓现象，土钉墙工程完工后，应提交有关必要的资料进行竣工验收。