基坑、挡墙、土钉墙、三维生态护坡等施工技术浅析

于文君

（福建省永泰建筑工程公司厦门分公司，福建 厦门 361000）

0 引言

随着城市建设基础设施不断增加，项目改造环保要求也不断提升，都市生态对市政工程粗放的管理模式提出了前所未有的要求。植物园南门入口区涉及基坑、挡墙、土钉墙、三维生态护坡、地下水控制等技术难点的施工，既要保证项目的安全，又要综合考虑当地的地形、自然资源等，确保了都市生态的健康发展。

1 工程概况

本项目位于厦门园林植物园内，起于植物园南门主游客中心，终于南门站，总长约825 m。台阶步道长度约442 m，净宽3 m,坡度1∶2，与扶梯互为备用；自动扶梯设置上下并行共12 部扶梯，长度约190 m，扶梯净宽1 m；主要节点共9 处，共分为2 个段落，起点段（节点1～节点7 平台）采用台阶步道与电梯相结合的形式消除高差，终点段（节段7～节点9 平台）通过架设桥梁消除高差到达终点。

2 基坑、挡墙、土钉墙、三维生态护坡等施工技术要点

2.1 基坑开挖概述

2.1.1 植物园节点——平台基坑支护

植物园节点——平台西侧基坑开挖深度约为8.5～12.5 m，采用二级放坡开挖+土钉墙（直径20 mm HRB400 钢筋@2.0×2.0 m，L=6 m）的支护形式，水池范围第一级采用1：0.5 放坡，坡高约为5.9 m；第二级采用1∶0.75 放坡，坡高约为6.0～7.0 m，配电室范围均采用1∶0.75 放坡。

坡面均采用C20 喷砼厚80 mm，内挂φ6.5 mm@200 mm×200 mm 钢筋网。植物园节点——平台东侧基坑与挡墙同槽开挖。

水池范围基坑回填至标高25.0 m，标高25.0 m以上堆叠生态袋与自然地面线衔接。

配电室范围基坑回填至标高30.0 m，配电室西侧标高30.0 m 以上堆叠生态袋与自然地面线衔接，配电室东侧回填至标高25.0 m 整平。

2.1.2 植物园节点——平台挡墙

植物园节点——平台挡墙采用俯斜式挡墙，墙高3～4 m。

2.1.3 植物园南门站平台基坑支护

植物园南门站平台基坑与挡墙同槽开挖，开挖深度约为0～7.5 m，采用1∶0.5 放坡开挖+土钉墙（直径20 mmHRB400 钢筋@2.0×2.0 m，L=6 m）的支护形式，坡面均采用C20 喷砼厚80 mm，内挂φ6.5 mm@200 mm×200 mm 钢筋网。

2.1.4 植物园南门站平台挡墙

植物园南门站平台采用俯斜式挡墙，墙高2～6 m。

2.2 土钉墙施工

2.2.1 土钉墙材料要求

面板采用喷射混凝土，厚度为80 mm，配合比为水泥∶砂∶石=1∶2∶2（重量比），水泥采用P·O 42.5R 普通硅酸盐水泥，石子粒径5～10 mm，喷射混凝土中配双向钢筋网片。土钉采用直径20 mmHRB400 钢筋。

2.2.2 土钉墙试验要求

（1）喷射混凝土强度要求≥C20，水泥浆和喷射混凝土按规范要求做强度试验。应采用钻孔检测法检测墙面混凝土的厚度，钻孔数量每一组不少于3点，每一组为500 m2墙面。墙面混凝土强度进行现场试块强度试验，每500 m2墙面为一组，每组试块不应少于3 个。

（2）土钉施工前应进行基本试验，同一条件下不少于3 根。最大试验荷载不宜超过杆体材料屈服强度标准值。土钉施工完成后应进行验收试验，数量取土钉总数的1%，且同一土层不少于3 根。

2.2.3 土钉墙技术要求

（1）喷射混凝土分两层施工，第一层厚度为40～50 mm，绑扎φ6.5@200 mm×200 mm 型号的钢筋网片，接着喷射第二层混凝土，喷射混凝土双向钢筋网片按300 mm 的搭接长度。混凝土喷射机允许输送粒径大于25 mm，允许输送水平距离不小于100 m，允许垂直距离不小于30 m。

（2）喷射混凝土终凝2 h 后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7 d。

（3）土钉施工采用打入式施工，成孔直径不小于110 mm，土钉采用φ48*3.0 钢管，孔深误差小于50 mm 且不小于设计长度，土钉位置误差小于100 mm，倾角偏差<±3 °，施工前应对土钉进行加工，按梅花型排列，土钉钢筋长度误差小于50 mm；施工时如碰到障碍物而发生困难，可适当调整角度和位置，上下左右调节。

（4）注浆采用水灰比0.50 的纯水泥浆，水泥注浆压力为0.3～0.5 MPa，浆液中宜掺入微膨胀剂，浆体强度不得低于20 MPa，3 d 不低于10 MPa。水泥浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆在初凝前用完。

2.3 挡墙施工

2.3.1 挡墙材料要求

挡墙采用C20 毛石混凝土，毛石强度等级不得低于MU40；毛石掺入量不大于总体积的20%。水泥采用P·0 42.5R 普通硅酸盐水泥。

2.3.2 挡墙技术要求

（1）挡墙每隔10～15 m 设置一道沉降缝。沉降缝缝面要平整竖向垂直，缝宽3 cm，用沥青麻筋沿内、外、顶三侧塞缝,深度不小于15 cm。

（2）底层泄水孔出口高出现状地面30 cm，泄水孔水平间距为2.0 m，竖向间距为2.0 m，呈梅花形布置。

（3）施工时需分段跳槽开挖挡墙基坑，不应全墙段连通开挖施工。

（4）挡土墙基础施工时，基槽不得积水，如有雨水流入应及时降水疏干，持力层不得泡水。

（5）挡土墙基槽开挖后，应通知相关人员进行验槽。

（6）墙背回填须待挡墙墙身强度达到设计要求强度75%以上，墙背回填土压实度需满足设计要求。

（7）挡墙基础底部换填50 cm 砂碎垫层，砂碎垫层压实度不小于96%。

（8）碎石反滤包由级配良好的砾石或碎石构成。其中粒径大于20 mm 的颗粒占总比重50%以上，且最大粒径不宜大于50 mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等杂质。

（9）碎石反滤层厚度不小于300 mm，沿墙背面长度不小于500 mm。

2.4 三维生态护坡

2.4.1 三维生态护坡材料要求

（1）生态袋的主要原料为聚丙烯，生态袋具有抗老化与抗紫外线与抗酸碱盐以及抗微生物侵蚀与透水不透土的功能。

（2）生态袋的缝袋线是一种黑色线，黑色线具备抗紫外线破坏的功能。

（3）生态袋由无纺针刺工艺经单面烧结制成，生态袋的材料是由不含对环境有危害性影响的联苯胺等23 种禁用的可分解芳香胺成分构成，其材料的力学参数和等效孔径指标应满足对应国标的相关要求。

2.4.2 联结扣的要求

（1）联结扣的环保性能以及材质应与生态袋一致。

（2）联结扣的上下表面由具备倒钩特性的棘爪组成，棘爪总数以及高度应满足应满足相关规程的要求，且符合力学受力原理，合理科学的布置，且任意两个棘爪均不在同一剪切破坏轨迹上，以便最大限度的让每个棘爪发挥其力学作用。

（3）植物生长对排水有一定的要求，所以满足植物生长的排水的垂直孔洞与孔洞直径均有一定的要求，譬如垂直孔洞的数量不少于32 个，孔洞直径应大于15 mm，透水面积与联结扣总面积的比值应大于45%等，确保能满足植物根系生长与多方向排滤水的要求。

（4）联结扣垂直孔洞和双向凹槽的组合需组合成凸肋结构（非线性的相互交错的），从而与分布的倒钩棘爪形成内磨擦紧锁结构，确保能满足结构安全稳定性的要求。

（5）联结扣的上下面应需布置各至少6 个棘爪的网肋型联结扣，其型号规格等级为308×83×50，对单个棘爪所能承受的抗剪力应大于3.6 KN。

2.4.3 三维生态护坡技术要求

（1）生态袋内需采用级配良好的颗粒填充，应注意生态中放入种子，然后与复合肥、基肥等混合均匀，同时坡体排水应采用塑料排水带，其塑料排水带的布置应注意采用梅花状布置。

（2）应对原有的边坡杂物杂草清除干净，并对边坡修整整齐，对于其沟砍应填顺填平。

（3）为确保有利于植被生长，现场应注意采取搀和蘑菇肥以及装填砂土等措施，控制好蘑菇肥加入量不小于3 kg/m2。

（4）护坡上的草本要求为结缕草与高羊毛，采用混播的形式，并采用爬山虎作为藤本，爬山虎采用扦的形式，数量为每袋4 棵。

（5）应保证植被养护期的浇水量和浇水次数。

（6）注意控制回填土的压实系数不小于0.94，且采取分层夯实的措施。

（7）进行下道工序施工前，应先施工完2 m 高的护坡并使其沉降达到稳定。

2.5 基坑回填施工要求

（1）应先清除干净基坑内木块、石与砖等杂物。

（2）基坑内不应预留积水。

（3）基坑内排降水系统应保持顺畅并使其正常运行，回填过程不能带水回填。

（4）严禁在槽壁上取土进行回填。

（5）回填土或其他回填材料运入槽内时不得损伤结构及防水材料，并符合相关规定。

（6）回填土的夯实应满足规范要求，如注意控制每层夯实厚度，控制每层土的夯实遍数，对每层虚铺厚度与含水量的确定，应经现场试验后确定。

（7）如需采用重型压实机械压实或重型车辆在回填土上行驶时，结构顶部以上的压实回填土需满足一定的厚度要求，回填土最小厚度的要求应按结构的设计承载力与压实机械的规格，并通过计算确定。

3 地下水控制

根据勘察报告，地下水采用集水明排方式。

（1）设置水位观测井（兼做应急备用井）对基坑外地下水进行动态监测。

（2）施工期间如遇渗透系数差异较大的土层，要密切注意是否存在流砂、流土或管涌等不良地质现象并做好预防措施。

（3）基坑周边应设置有如地面铺设水泥砂浆并截水沟等排、阻水措施，，以防止雨水及施工污水流入基坑。基坑底应设置盲沟、集水坑及相应的排水设施。

（4）放坡开挖时，应在坡顶外设置截水沟或挡水土堤，防止地表水冲刷坡面以及基坑外排水再回流回坑内。当施工工期较长时，开挖边坡宜采取边坡保护措施。

（5）集水明排应保证疏干基坑内待开挖部分的土体，保证基坑在干燥无水的条件下开挖。

4 结语

针对植物园南门入口区项目，开展基坑、挡墙、土钉墙、三维生态护坡、地下水控制等施工技术控制措施经验总结。施工结论表明：以上项目的施工技术控制措施经有效推进，合理可靠，施工进度快，保护了自然生态，验收符合国家标准，可为今后类似市政工程施工工作提供指导意义。