第ｌ９期总第１７３期 内蒙古科技与经济 Ｎｏ．１９，ｔｈｅ １７３ｔｈｉｓｓｕｅ ２００８年１Ｏ月 Ｉｒｍｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｏｃｔ．２伽Ｉ８ 土钉一微型钢管桩 。基虢 支护技术 昝江明 （北京正荣建设工程有限责任公司，北京１０００００） 摘 要：介绍了土钉支护技术的起源，特点，并在此基础上介绍了土钉——微桩基垸支护设计的计 算方法，同时提出基坑支护的施工方法。 关键词：土钉一微型钢管桩；基坑支护；土钉支护 中图分类号：ＴＵ４７３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ＯＯ７—６９２１（２００８）ｌ９一Ｏ１３４—０３ ｌ土钉——微桩基坑支护简介 施工所需钻孔孔径小，无需使用大型机械，可在 １．１土钉一微桩基坑支护技术起源 作业空间狭小的场地内施工，可用于各种地形和场 北京地区基坑支护已经形成比较成熟的支护形 所，施工噪音、振动和污染都很小； 式主要有土钉支护、混凝土灌注桩、地下连续墙等。 可大量节省钢材、混凝土，改善施工条件，缩小 这些支护形式在应用和成本上各具特点，土钉支护 基坑开挖面积，为地下工程施工，提供开阔的工作 具有施工简捷、经济，但在土质不好，基坑超深时不 面； 宜；混凝土灌注桩承载力高，但造价较高，且存在扰 适应性强，锚杆拉力由试验确定，在多种工程和 民、污染环境问题；地下连续墙适用于无条件降水的 在多种土质条件中应用，均可保证质量，并有足够的 深基坑支护，其成本最高。是否存在一个介于土钉 安全度； 和混凝土灌注桩之间的一种支护形式，既满足深基 经济效益显著。在普通土钉支护不能满足支护 坑支护要求，又经济合理。此种基坑支护形式承载 要求时，如采用微桩支护方案可行，往往比灌注桩锚 能力介于土钉和混凝土灌注桩之间，成本较土钉稍 杆支护方案经济的多，大约为灌注桩锚杆支护费用 贵一些，较混凝土灌注桩低得多。应用该支护技术 的４０％～５０％。 可以紧挨边坡设置施工临时道路，由于微桩的作用， ２土钉一微桩基坑支护设计计算 道路不会产生横向裂纹，并可以推广应用此项新型 ２．１平面布置 技术和施工工艺。 微桩平面布置： １．２概念及定义 微桩沿基坑四周均匀布置，桩边距基坑边缘可 土钉一微桩基坑支护是将锚杆、微桩与滑裂面 根据具体情况确定，最近一般在３０ｃｍ即可。间距 以外土体连成一个整体，通过托架（地连梁或腰梁）、 在１．５ｍ左右，微桩深度一般超出基底２．Ｏ～３．０ｍ。 锚头、钢筋网片、帽梁与微桩连接，组成一个受力体， 锚杆布置： 承受主动土压力、水压力，利用地层的锚固力来维持 锚杆呈梅花形布置，依土层条件确定，一般问距 被锚固体的稳定。 为１．５ｍ。 微桩一般为直径１５０ｒａｍ的劲型混凝土桩，内配 面层布置： ．‘ｐ８Ｏ的钢管，壁厚３．５ｒａｍ，如土质不好可做成钢花 网筋 ．５，ａ２ＯＯＸ２００ 管，插入地下以后，压力注浆而成。微桩成孔一般采 ２．２参数选择 用小型钻孔机和洛阳铲进行成孔。 微桩参数： 土层锚杆是先用洛阳铲在土层中钻孔，将钢筋 单排微桩： 或钢绞线（预拉力筋）插入孔内，灌入净水泥浆，经养 微桩孔径 ＝１５０ｒａｍ，间距Ｂ＝１５００ 护，成为抗拉力强的锚杆体系。如土质不好也可做 微桩内置钢管直径ｑｏ＝８０ｒａｍ 预拉力锚杆，待灌浆达到一定强度后，锚杆与浆体的 双排微桩： 握裹力满足设计要求后，进行预拉力张拉，使其形成 微桩孔径 ＝１５０ｍｍ，间距Ｂ＝７５０ 有效的预拉力锚杆体系。 微桩内置钢管直径 ＝８０ｍｍ 通常先将微桩施工完毕，然后随土方开挖分层 ２．３土钉参数 施工锚杆。 土钉支护中的土钉，一般星梅花型分布，排间距 １．３土钉一微桩基坑支护特点 一般为１．２～１．５ｍ，考虑施工过程中施工车辆的行 能与土体结合在一起承受较大的拉力，以保证 走问题及施＂Ｉ－用材料的少量堆载情况，选取地面荷 边坡的稳定，且能使边坡不出现横向裂纹； 载２０ＫＮ／ｍ￣较合适。在设计时，先初选参数进行 可对锚杆施加预拉力．，微桩采用钢花管，可有效 较简单计算，边坡是否稳定还需进行稳定性计算校 地锚固土体并控制好土体的变形； 核。在北京３８中改扩建工程中初选参数为： 收稿日期：２００８一Ｏ５一ｌ２ ・１３４・ 咎江明・土钉一微型钢管桩基坑支护技术 ２００８年第１９期 土钉主钢筋取ＩＩ级螺纹钢 ９＝２２ｒａｍ 一养护一下一步土体开挖及基坑支护施工 地面荷载取 ｑ＝２０ＫＮ／ 微桩施工工序：测量定位＂－－￣１５０ｍｍ成孔一验 边坡坡角８４‘ 孔一蠲Ｏｍｍ 钢管下孔一压力注浆 基坑深度 Ｈ＝１３．３Ｏｍ ３．３各工序技术质量要求 内摩擦角（平均） 甲＝２５－ ，制锚：ｔ土钉主筋体采用 ２ ＩＩ级螺纹钢筋和在 粘结强度 ｒ＝７５ＫＰａ 特殊地段使用的 ８钢兹管。 土重度 ｒ＝１９．８ＫＮ／ｍ 技术质量要求：①锚长误差一２０ｅｒａ；②锚杆体 土钉与水平角度０；０。 每隔３ｍ做对中架；③锚杆体（钢筋）搭焊长度≥５ｄ； 土钉孔径ｄｏ＝１００ｒａｍ ④特殊地段根据地质情况锚秆长度可调整。 土钉排距、列距 ＝Ｓｈ＝１．５ｍ 开挖：土钉支护的特点是边开挖边支护。为了 安全系数 Ｋ：１．５ 保证基坑边壁在开挖过程中土体拉力场和应变场不 土钉计算公式参照ＣＥｃｓ９６：９７基坑土钉支护 产生过大变化 ，因此，对土方开挖有严格要求，挖土 技术规程。 必须分层分段开挖。层厚为１．５ｍ（即锚杆排距），段 Ｎ＝Ｐ・Ｓ ・Ｓ＾ 长一般不大于３０ｍ，不允许超挖，不允许上层喷射砼 Ｐ＝Ｐｔ＋Ｐ口 面层和注浆体尚来达到 定强度时就开挖下层，以 ：Ｋ。ｑ 免造成边壁坍塌。 ＰＩ＝０．ｓ５ＫＨ 钻孔；机槐成孔和洛阳铲成孔相结合。技术质 Ｋ。＝ｔｇ （４５ 一 ／２） 量要求：①孔径允许误差１０ｃｍ；②孔深允许误差一 式中：Ｎ——土钉设计内力； ２０ｅｒａ；③打设角一般为 ～８‘；④孔位遇障碍物时 ＰＩ——土钉长度中点所处深度位置上土体自 可调整。如障碍物大则在锚杆下方追加锚杆补强。 重引起的侧压力； 锚杆注浆 ：一般为底部注浆，仰角孔时为口部注 浆。 Ｐ。——地表均布荷载引起的侧压力； 技术质量要求：①配比为：水泥１：水０．５，并加 Ｈ——基坑深度； 三乙醇胺Ｏ．３‰；②注浆压力＞ｔｏ．３ＭＰａ；③水泥普 Ｋ。——侧压力系数； Ｐ０３２．５、中细砂。 土钉与水平方向的角度。 修坡面：注浆后进行修整坡面，定点、放线确保 ２．４ 面层参数 坡面平整，应严格控制坡面到地下室墙体距离。 土钉支护的面层作用主要是土钉之间土体 编网及焊接 的变形，将土体侧向压力有效地传递给土钉，并调整 技术质量要求：①网筋 ．５￣２００×２００； ．５为 相邻土钉的受力状态ｌａ根据全长注浆土钉的受力分 Ｉ级钢；②网筋搭接为点焊、绑扎；③锚头“双Ｌ”型焊 析，锚头和面层受力较小，面层厚度不必太厚。 接，以便更牢地钩住网筋，用９１６螺纹钢通长连接。 面层参数为：网筋 ．５，ａ２００×２００ 喷射砼护面：钢筋网片和锚杆头焊接好以后，立 ａ（表示网筋间距），喷射砼厚度为８～１０ｅｒａ，强 即进行喷砼作业。喷射时，喷距作业面控制在１． 度１２２０。喷射砼配比为：水泥１：砂２：石２：水０．４。 ５～２ｍ距离，水灰比、所用材料必须符合设计要求。 水泥为Ｐ０３２．５，石子为 ．５～１．５ｃｍ的碎石或 喷射混凝土的程序是，混凝土喷射机将水泥砂石料、 豆石，砂为睁、细砂。 添加剂均匀通过管路，用风压送到作业面。在作业 ２．５注浆设计 面的头出口处有一注水装置，水和水泥砂石在 由于注浆砂浆体强度远比土体强度高，因此土 头处通过风压在向外喷射时均匀的混合在一起，喷 钉支护设计中砂浆体强度不是控制参数。土钉注浆 至作业面。 视情况采用孔底或口部加压注浆，注浆压力为 技术质量要求：①料：普Ｐ０３２．５水泥、中砂、碎 ０．３ＭＰａ，对于松散地层注浆压力为０．５～１．０ＭＰａ。 石或豆石；②配比：（水泥）ｌ：（砂）２：（石）２：（水）Ｏ．４。 根据地质情况可加３％速凝剂（与水泥重量比）；对 掘凝添加剂漾 。 配比为：水泥 ：水ｏ・５，并添加三乙醇胺毒 于冬季施工，按要求添加防冻剂外加剂等；④配料的 ３基坑支护施＂１－ 搅拌：上料前初拌，上料后水泥砂石经过喷浆机和输 ３．１施工遵循原则 送料管混合，即可达到均拌目的；④砼强度Ｃ２０；⑤ 基坑支护的设计思想和设计方案要靠正确的施 喷射前坡面作喷射厚度标记，喷射砼面层厚度为８ 工组织设计来实现。 ～１０ｃｍｏ 采用动态设计与信息施工技术。 工程技术人员 ３．４预防及应急方案 跟随各作业班组，及时处理设计中无法预料但有可 深基坑支护是一个综合性岩土工程问题，既涉 能出现的问题：如基坑开挖过程中实际地质情况与 及土力学中典型的强度与稳定问题，又包含了变形 地勘资料存在局部差异；又如基坑边壁位移不收敛 问题，同时还涉及到土与支护结构相互作用问题，这 或位移变化速率增大等，这些都必须及时、果断、不 些问题又受到工程现场的地质、水文、环境、荷载、天 失时机地调整一些设计参数和施工程序及施工工艺 气等诸多因素的影响。因此，施－ｒ＂中不可避免地要 以保证边壁的稳定。基坑支护施工过程中及回填土 出现一些问题，这些问题的应急方案常采用同类工 施工前应通过仪器及锚杆拉力计时刻观察边坡稳定 程的成功经验来处理，有时它比理论计算或规范更 情况。 有效。如通过监测手段分析基坑边壁位移过程曲 ３．２施工工序 ， 线，确定其对基坑边壁稳定的影响 程度，以便采用限 施工总流程：测量定位一微桩施工一土体分层 制边壁位移的应急方案。如在挖土过程中，重粉质 开挖一锚杆施工一面层挂钢丝网一面层喷射混凝土 粘土地质层医挖土卸载引起的侧向变形ｊ细粉砂层 ・１３５・ 总第１７３期 可能出现的表层崩落等应急方案。 ３．４．１预防措施 为了防止施工过程中出现一些问题，在施工时 有以下几种方式； ．内蒙古科技与经济 果，为设计和施工提供信息。通过信息反馈体系，可 及时修改支护参数，改善施工工艺，预防事故发生。 同时，监测资料还可作为检验和评价支护结构稳定 性的依据。因此在深基坑支护工作中对基坑工作状 态的监测就显得特别重要。 分层分段开挖：坡面开挖，待土钉成孔注浆后， 再用人工将坡面修齐编网喷射砼；予盘超前土钉，主 要用在含水量丰富的地层。 ３．４．２建立完整可靠的质量保证体系 基坑支护由参加过深基坑土钉设计、计算、施工 的人员组成。并且特别要求本工程的基坑支护设计 人，担当本工程的基坑支护技术负责人。 ３．４．３基坑开挖过程中边坡位移增大的处理 土钉支护的核心内容，体现在信息化施工即反 基坑支护方案是否可靠与设计所选的参数是否 与实际相符有直接关系，基坑支护中的结构是否工 作在安全可靠的状态，特别是在城市复杂的环境中 尤为重要，因此对深基坑工作状态的监测必不可少。 它能够使我们知道基坑本身、基坑周围地上地下已 有的建筑物是否会受到威胁、破坏。通过对基坑工 作状态的全面监测，从基坑的开挖开始．到地下建筑 物的建造完成，能够用数据回答一切问题。 ５土钉一微桩基坑支护推广应用前景 土钉一微桩基坑支护作为一种经济可靠快速简 便的基坑支护技术，已在许多项目中得到成功运用。 它具有施Ｔ Ｔ艺简单，不需大型机械设备、无噪音、 馈设计，由施工过程中的监测工序来完成，当边坡的 位移变化速率超过警戒值时，就要采取措施，针对本 工程的措施是将上面已施工过的土层 根据情况追 加土钉，并且要加长，对于下面的土层，土钉要缩小 间距，钉体要加长，增加注浆压力，并且还可以追加 微桩的密度、长度，在施以予拉力锚杆加以约束。如 果以上措施来不及实施时，立即用挖土机将土方回 填，回填后再实施方案。 ４基坑支护监测 污染少、施工进度快等诸多优点。在一些基坑支护 采用普通土钉支护无法满足要求时，如采用土钉一 微桩基坑支护可比采用灌注桩方案节约可观的成 本。我们相信，随着工程技术人员对该技术的了解 和其在工程中的成功应用，土钉一微桩基坑支护技 术作为一种介于土钉和混凝土灌注桩之间的支护技 土钉一微桩基坑支护监测是基坑支护设计中的 重要组成部分。通过监测，可随时掌握周边环境的 变化以及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效 （上接第１３３页）改善锅炉循环水碱度偏低的状况。 海绵铁除氧器安装调试后即可正常使用，可自 术，必将在基坑支护工程中得到越来越广泛的应用。 动操作也可人工操作且操作简单。＿海绵铁除氧器使 用时应定期检查，及时补充海绵铁，避免海绵铁板 结，以免影响除氧器的使用效果。因为海绵铁除氧 器使用时，入口水压力应保持在０．２５～０．５ＭＰａ，所 以选择水泵时应考虑有关参数。当海绵铁除氧器 进、出水的压差大于０．０７ＭＰａ时，应立即停止使用， 方面向供暖系统补水可从旁通注水，另一方面进 行反冲洗。大约每隔２小时左右化验一次溶解氧， 当水中溶解氧大于０．１ｍｇ／Ｌ时，应立即停止使用并 反冲洗。反冲洗压力控制在０．６～０．８ＭＰａ之间。反 冲洗时间大约１０分钟左右，当出清水时即可停止。 反洗后再正洗，经化验溶解氧含量合格时，除氧器可 正常使用，但是海绵铁也不应过度反洗。在使用过 程中，应定期排出集气罐内的空气。当海绵铁除氧 器停止使用后，应当注满水并带压密封，这样可以避 免氧气进入，以防止海绵铁消耗。 通过海绵铁除氧技术的应用，使我单位热水锅 炉及供暖系统的腐蚀速度大大降低，延长了供暖设 备的使用寿命。海绵铁在常温下就可以除氧，进入 除氧器的软水不需要加热，设备简单、节约能源，减 轻了维修人员的劳动强度，提高了供暖系统的运行 效率，降低了运行成本。海绵铁除氧器可以低位布 置，并且体积小，安装费用低。海绵铁除氧器对负荷 变化和频繁启停有很好的适应性。海绵铁无毒，不 需要除油、活化，只需冲洗和定期补充，操作简单。 在环保上，避免了钢屑除氧酸洗活化后污染环境现 一实践证明，控制炉水的ｐＨ值在１０～１２范围内 时，金属表面会形成一层保护膜。可减缓或避免氧对 锅炉金属的腐蚀。我单位采用向炉水中添加ＮａＯＨ 和Ｎａ３ＰＯ４，这样既减少了炉水的硬度，又提高了ｐＨ 值。在实际运行中炉水的ｐＨ值会发生变化，如果 当炉水碱度降低时，可向炉内投加一定量的碱性药 １２范围内。 ４．３停炉期间的保护 ～锅炉停用后我单位采用于燥剂法保护锅炉。首 先将锅炉内的水全部放掉，烘干锅炉金属表面，然后 在锅炉内放人干燥剂，封闭锅炉。干燥剂的用量：无 ●穰ｃ化钙（１～２ｋｇ／ｍ３）、生石灰（２～３ｋｇ／ｍ３）、硅胶 一（２．７ｋｇ／ｍ ）。干燥剂放人后，应定期（一般不超过 个月）检查，如果发现失效，应及时更换。 锅炉停用后，我单位对供暖管道采用检修、改造 后及时充满达到水质要求的水，可以防止空气进入 管道，避免造成管内壁腐蚀。 在做好热水锅炉及供暖系统除氧工作的同时， 还应采取各种有效措施，将失水率降到最低水平，另 外还应加强各项管理工作，降低运行成本，使锅炉安 全经济运行。 象。 ４．２・在锅炉运行中。必须严格控制炉水的ｐＨ值 １３６・ 【参考文献】 ［１］ 解鲁生．锅炉水处理原理与实践［Ｍ］．北京：中 国建筑工业出版社。１９９７． ［２］ 王泉聚，赵宗敏．海绵铁粉过滤除氧工艺［Ｄ］． 武汉水利电力学院科研论文，１９９４． ［３］ 许兴炜， 姚继贤等．低压锅炉水处理技术［Ｍ］． 北京：中国劳动出版社，１９９９．
