中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司 云南昆明 650051
摘要：因为基坑工程中土钉墙支护具有造价低、工期快的独特魅力，土钉墙支护在具备条件的过程中应用越来越多，因此伴随而来的质量安全问题越来越突出。从而导致越来越多的人开始思考该技术的可靠度和适用范围，以及该技术在应用中如何把控质量安全。文章从宏观角度来认识土钉墙支护技术的质量安全问题，并从实践角度来初步探寻把握该技术质量安全管理的方法及该技术的应用与发展。
关键词：基坑工程；土钉墙；质量；
1 引言
土钉墙支护是在基坑开挖过程中将紧密排列的细长杆体土钉置于土体中，并在坡面上喷射钢筋混凝土面层。通过土钉、土体和混凝土面层的共同作用，形成复合土体。[1]
土钉墙支护技术的应用与发展在云南本地基本上经历了几个阶段：上世纪九十年代初中期的探索与试验；九十年代中后期的推广与发展；本世纪初期的大规模应用与普及。由于该技术与其他传统的基坑支护技术相比有着较大的经济优势和工期优势，人们在经过怀疑、尝试、逐步认可的一个过程后，继而开始广泛的将土钉墙支护技术应用于基坑支护工程中。由于该技术应用在基坑支护中有着随挖随支护的动态特性，其质量安全的重点隐含与肉眼看不到的土体中，此外不确定的土质因素及人为因素等，让人们很难把握诸多因素变化中的质量安全问题。众多理论研究和实验测试的结果为基坑支护方案设计和施工方案设计提供了极有价值的参考依据，但由于在施工过程中影响土钉墙施工质量的各因素交织在一起，很难用一种静态的指标去定性的衡量，这要求我们除了进一步对土钉墙支护技术进行研究外，还要从技术组织和技术施工的宏观角度去探寻其质量安全问题。
2 目前土钉墙质量安全隐患的思考
2.1 从现场施工管理层对基坑施工管理组织方式和力度上来看待质量安全问题
（1）目前基坑施工的总包单位基本上为土建总承包单位和专业地基施工单位；无论哪类单位及人员对其下属分包单位的管理模式和质量控制体系直接关系到基坑的质量和安全。
目前大部分总包单位都有较为完善的质量安全管理措施和人员配备，施工过程中能以主动地姿态把控基坑支护施工各环节的技术质量问题。而有部分总包单位没有完善的质量安全管理措施和人员配备，对待下属分包商类似贸易的方式对待，除了关心总分包差价以外，不重视技术管理和质量控制，将各类因分包队伍所遇到的技术问题产生的麻烦排斥出去，这样的总包单位完全没用在基坑施工中的主导技术与质量意识。
（2）从专业分包队伍角度来看，一般一个土钉墙支护施工班组需配备5—6名（多时甚至8—9人）现场技术人员和作业人员24小时跟班作业。而目前许多土钉墙施工分包队伍项目人员配备严重不足，人员流动大，固定技术人员配备也是名不副实，导致现场施工过程中质量控制关把控不力，导致施工过程中经常出现按量不按质的既成事实大范围存在，在这一环节中对基坑支护的质量安全产生了很大的隐患。
2.2 从基坑支护设计上分析质量安全问题
目前基坑支护设计较为完善，尤其土钉墙这一二十年的发展和大规模使用，为土钉墙支护设计提供了强有力的基础资料和实际案例。加之目前计算软件的大力改进和分析模型的合理化进步，也对土钉墙支护设计产生很大的推动作用。但仔细研究各基坑支护设计，关于质量安全问题尚有值得分析和探讨的地方。
（1）缺少设计环节
基坑支护作为一种临时支护措施，目前市场上大部分基坑施工为设计施工一体，大部分施工单位不具备设计资质。目前部分基坑支护施工单位进场施工后，甲方出于经济因素考虑，擅自做主要求施工单位对一些局部地段采用放坡土钉墙支护，不按照设计图纸施工或不征求设计人员意见，而是甲方私自设计土钉墙方案或要求施工单位设计土钉墙方案，因此导致出具的方案缺乏设计依据和相应的专家论证，仅凭以往施工经验就进行施工。这样的盲目设计和施工，导致工程事故不在少数。
（2）基础资料把控不力
基坑工程中土钉墙支护对周边环境和地层条件具有局限性，这也是设计和施工过程中需把控的关键环节。因为土钉墙支护控制变形能力差的特性，就决定了其适应的环境和地质条件等，不能盲目设计和使用。
如昆明某基坑工程中，基坑深度为7m，但其坑壁存在的软土较厚（达5—6m），虽然坑边距离围墙距离较远（15—20m），此时使用土钉墙其土钉大部分都打在软土层中，虽然设计计算上能满足规范要求，但如果采用土钉墙支护，其存在的质量安全隐患较大，因为此种土层中土钉发挥的效应非常有限，坑壁存在失稳的可能性较大，不宜采用土钉墙支护。
有的工程虽然周边具备放坡土钉墙支护空间，计算上安全系数也能满足要求，土层条件也较好（不存在较厚软土层），但周边存在浅基建筑（特别是3—6层民房）或比较重要的道路等；在这样的周边环境中，盲目采用土钉墙设计可能会导致周边较大的变形从而导致周边建筑和道路不能正常使用或出现局部破坏，因此设计和施工时需要慎重选择土钉墙支护。
（3）计算结果与实际经验存在一定的差异
目前使用的计算软件多以郎肯土压力理论和库伦土压力理论为计算模型，其计算结果往往下部土钉较长，上部土钉较短，不太符合实际情况，所以大家一般情况下多以结合实际经验预设土钉反算安全系数的方式来确定土钉的设计。但采用不同的土力学指标将得到不同的计算结果，而某些地质勘查报告所提土力学指标往往与实际情况有一定的差异，故软件计算计算出的结果只能作为一种支护设计的参考依据，而无法像结果设计计算中将软件计算结果作为一种比较精准的设计依据。因此土钉墙支护设计结合软件计算的同时，也需结合实际情况、周边环境及土层参数诸多因素的综合考虑。
2.3 从土钉墙技术实施的动态管理上来关注质量安全问题
（1）信息化施工
由于基坑土钉墙施工是通过随挖支护的一个循序渐进的过程来最终完成支护目的技术，其支护过程中必须及时准确的反馈信息回来以及时修正下一步的加固，除要每天紧紧跟踪监测数据外，还要对基坑周边各类荷载变化情况等跟踪监测并作出综合分析判断。
（2）驻守现场管理
正因为土钉墙支护是在一个动态过程中来完成支护目的的，准确把握动态变化的每时每分就成了现场管理的要点。专业施工队伍必须有值守管理人员常驻现场，工人队伍必须24小时驻守现场，才能应对动态管理的基本要求。
（3）过程中周边实时巡视
土钉施工过程中存在对土体及周边环境的一定扰动影响，存在对周边环境产生影响的可能；因此在钻入或敲击、注浆等过程中需实时对周边环境、坑边土体进行适当的巡视检查，以避免土钉施工过程中对周边产生影响。
2.4 不同土质情况引起失稳的破坏特征上来分析质量安全问题
随着土钉墙支护的大规模应用和普及，基坑失稳从过去的倾覆破坏扩大到沉陷破坏、管涌破坏、止水桩断桩破坏、坑壁破坏、深层滑移破坏、周边建筑物及建构筑物拉裂破坏等。我们不能简单的依据滑移面的变化来确定基坑的安全因素，要更多的注意坑边裂缝和土钉尾端裂缝的变化、沙土是否流出或液化、填土是否下沉及开裂、有机质是否在基底流变、较软弱下卧层是否流变等等。总结不同土质因素引起的基坑破坏特征，有利于我们及时的修正以后的设计与施工，基于不同的项目实际情况对其“对症下药”才是最佳措施。
2.5 从土钉支护成本造价上来分析质量安全问题
支护方案不同，市场的无序竞争使得基坑支护中对于土钉墙支护的报价差异性很大。基坑土钉墙支护初期的平米报价有的也延续到了今天，特别在按照定额报价时大部分都用到了平米报价，而平米报价在不同的基坑项目中差异性较大，例如设计方案的土钉长度、数量及要求的施工工艺等不同会造成不同项目的造价差异性大，因此平米报价和平米成本分析不能准确的反映基坑支护的真实成本。
故土钉喷锚报价需列举更为详细的清单，如喷面多少平、土钉多少米等，这样的报价单位才显合理。
另外，土钉墙支护要在动态变化中不断修正补强来确保安全，而按实际现场工作量所记单价或总价确实一个静态的指标。发包商在按实物工作量测算后要求承包商一次包死的造价哪有空间去寻找动态补强的费用了？这样对于承包商来说，在实际施工过程中对于比较薄弱的支护段也就抱一种侥幸心理去赌一把了。现在许多基坑事故后想起来并不是大家没有发现危险的征兆，而是在造价被卡死的前提下，为了保证微薄的利润，承包商似乎是不是不由自主凭以往的经验去赌一把了。经验丰富判断准确的队伍或许能“赌”过去，信用度高的队伍怀着一种责任感来不惜代价确保安全，经验少有无责任的队伍也就听天由命，反正“宁死不亏”。
因此对于动态设计较强的支护项，尤其是土钉墙支护中，预留一点动态变化的成本或在包干价中加一点应急加固的费空间，大有利于基坑质量安全，对建设方造价影响不会太大，这样过程中控制好风险说不定给建设方节省了许多隐形造价、风险造价和工期。
3 从各方面来控制基坑土钉墙支护的质量安全
3.1 地方行业主管部门对基坑支护的相关管理规定
（1）由于每个地方的地基土质不同，环境不同，经常碰到的情况也会不同。除了遵循国家的行业标准和规范规程外，对基坑支护这一特殊的领域应出台相关的地方性法规和政策。应将所有的具有一定规模的基坑支护方案都纳入论证审批程序，在支护设计上把住质量关。
（2）不论多么优秀的支护设计，基坑土钉墙支护的质量安全全部最终落在施工队伍上。由行业主管部门牵头，对本地区的专业施工队伍进行定期的培训与教育，使其持证上岗很有必要。基础施工队伍技术过硬，素质提升对于基坑支护质量安全来说，比出台多少面上的管理措施都有效。
（3）地区质量安全管理行政部门，应对辖区内基坑工地进行定期检查和巡视，发现问题及时通知并责令其整改，整改不到位的需制定严厉的惩罚措施；只有严格的惩治措施，才能引起各参建单位的重视，从而能大大提高各参建单位的重视意识，降低基坑事故的发生。
3.2 强制性技术措施
由于基坑土钉墙支护是一种在动态变化中走向支护目的的过程，地下土质的多变性、隐蔽工程的多变性、支护过程中的多变性等等交织在一起形成了较多的不确定因素。市场经济的发展使得应用这门技术的人越来越多，技术力量也越来越参差不齐。应对这些因素，除了要严把设计关、施工关外，还有必要组织相关专家，对某些显而易见的情况制定相应的强制性技术措施。尤其是对重点确保的部位必须采用各种刚性支护措施来弥补柔性支护的不确定性。
3.3 技术交流和技术沟通
目前基坑支护技术咨询活动要么进行在“事”前，要么发生在“事”后。实际上基坑支护施工过程中，面对各种信息的反馈才是最需要进行交流和沟通的。如果我们各方人员都能以主动地姿态在支护施工过程中积极地寻求技术质量安全上的沟通和交流，共同综合评价各类施工参数及信息反馈所反映出的安全度，遇到有争议或不明白之处及时的向专家咨询请教，可能在实际过程中或使用过程中避免很多大小事故。
3.4 从重点支护段的安全储备到整个基坑的应急措施
（1）对基坑周边相邻建构筑物及管线设施地段、场边跨中地段、道路运输地段、临水源补给地段等等，都应在针对于其他地段采取相对较强的加固措施。
（2）整个基坑应有完备的应急预案及措施，应急预案相关各单位应定期作相应的会议交流和充分的准备，有条件的应进行一定数量的的安全应急演练。
（3）参见各方应有高度的风险意识，根据基坑开挖程度及施工进度采用不同的联动机制。尤其是基坑开挖到底后，加大巡视力度和监测密度，随时准备好相应的应急方案和应急物资，确保基坑在最危险的时刻风险降到最低。
3.5 实事求是的造价控制方法
土钉墙其独特的支护方式给建设项目基坑支护工程带来了可观的经济效益，其造价低和工期短等优点被许多建设方视为优先考虑的支护措施。正因为如此，建设方在采用此种支护方式时要遵循客观因素，实事求是分析基坑本身的特点。
合理客观的评价土钉墙在整个基坑支护段或局部支护段是否适用，如采用土钉墙支护风险较大，在此情况下因盲目节省造价而忽视基坑安全及后果影响或抱着“赌”一把的心态去使用土钉墙支护，这样往往很有可能导致得不偿失；如有条件使用土钉墙支护，建设方也应予以高度重视，重视其安全储备度和相关应急环节，不能盲目压低分包商报价。
施工单位在投标报价时也应尊重方案设计和基坑客观条件，特别是对于土钉墙支护，不能为了中标而盲目压低造价，对土钉墙支护不予以重视，导致施工时靠偷工减料去赚取利润却忽视了土钉墙支护的质量安全。
设计单位在设计时应认真分析基坑自身特性，综合的、客观的分析土钉墙支护在本基坑或局部支护段是否适应，不能为了中标而盲目采用造价低的土钉墙支护；同时也要坚持自身的设计原则，不能被建设方因造价因素的左右而按建设方意图随意设计土钉墙支护。
4 在现有的土钉墙质量安全问题的基础上寻求新的技术发展
4.1 研究理论的完善
目前土钉墙计算理论基本上沿用上世纪六七十年代理论，至今虽然有一定的发展，但相关的理论研究并不是很完善，仍用很大的发展和完善空间；此外土钉墙适用范围与不同地域条件有很大的关系，因此根据不同的地域、结合当地实际工程、不同支护结构耦合作用，并基于现有理论等，为当地地区土钉墙支护及组合支护的发展和使用提供一定的理论基础。
4.2 土钉墙与其他支护措施相结合的研究
土钉墙逐步成熟的技术和工程经验目前在基坑支护及边坡支护中得到了大量的应用，因为其较强的生命力和独特魅力征服了我们。因此，如何安全的应用好这项技术在后续发展中仍然值得我们去尝试和研究。如业内专家、学者提出了“复合土钉墙[2]”的概念，沿着这个概念许多业内专家、学者、专业技术人员等探寻了许多复合支护方式，如深搅加芯与土钉墙支护组合支护结构、桩+土钉支护结构、钢管土钉与钢筋土钉结合使用的支护结构等等。
因此土钉墙的使用，应该结合基坑特性并分析各支护结构的特点，扬长避短的将各种支护工艺组合起来，在满足安全的前提下达到最优化的设计。这也许是未来土钉墙纵横发展之路。
5 结语
（1）基坑支护土钉墙支护的质量安全问题不能仅凭一些静态的、固定的质量标准去衡量或控制，还有从设计环节、队伍建设、技术组织及配合、动态管理、协调管理、造价控制等诸多环节过程中去加强把控。
（2）地方行政主管部门应进一步完善基坑支护的相关管理规定，制定相关的地方性规范规程，出台必要的强制性技术措施。
（3）基坑土钉墙支护技术的理论研究及组合支护技术应朝着纵横结合方向、深度发展。
参考文献：
[1]陈忠汉等编著，深基坑工程[M].北京：机械工业出版社，2003年；
[2]中国建筑科学研究院，JGJ120—2012建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012；
作者简介：
何宇（1986年—），男，湖南益阳人，岩土工程工学硕士，工程师，主要从事岩土工程勘察、岩土工程设计与施工工作；
王敏（1986年—），男，湖南邵阳人，大学本科，工程师，主要从事岩土工程设计与施工工作。