謝春生

0 引言

土釘墻是一種原位土體加筋技術(shù),于20世紀(jì)80年代初在我國(guó)開始應(yīng)用,其主要由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射的混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成,類似于重力擋土墻的支護(hù)結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于粉質(zhì)、砂質(zhì)黏土等地質(zhì)環(huán)境。

土釘墻支護(hù)屬于柔性支護(hù),與土錨桿支護(hù)技術(shù)以及擋土墻等的主要區(qū)別在于土釘支護(hù)不僅對(duì)巖土體有加固作用,同時(shí)也起到錨固作用,其設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循“保住中部,穩(wěn)定坡腳”的原則,邊坡中部土釘宜適當(dāng)加密、加長(zhǎng),坡腳用混凝土腳墻加固,使之與土釘連成一個(gè)整體。

1 土釘支護(hù)作用機(jī)理

土釘墻是由土釘錨體與基坑、邊坡側(cè)壁土體形成的復(fù)合體,土釘錨體(鋼筋或鋼管)由于本身具有較大的剛度和強(qiáng)度,并在其分布的空間內(nèi)與土體形成了復(fù)合體的骨架,起到約束土體變形的作用,彌補(bǔ)了土體抗拉強(qiáng)度低的缺點(diǎn),與土體共同作用,當(dāng)土體進(jìn)入塑性狀態(tài)后,應(yīng)力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移。由于土釘?shù)膽?yīng)力分擔(dān)、傳遞及擴(kuò)散作用,增強(qiáng)了土體變形的延性,降低了應(yīng)力集中程度,從而可以顯著提高基坑、邊坡側(cè)壁的承載能力和穩(wěn)定性。

2 土釘墻施工工藝

土釘支護(hù)的施工工藝流程如圖1所示。

2.1 工作面開挖

土釘墻的施工應(yīng)按照設(shè)計(jì)規(guī)定從上到下分層(每層厚度控制在3 m左右)分段開挖,在完成上層工作面上的土釘和混凝土施工后,方可進(jìn)行下一層的開挖。當(dāng)采用機(jī)械開挖時(shí),應(yīng)輔以人工修整坡面,坡面平整度的允許偏差宜控制在±20 mm,在坡面噴射混凝土支護(hù)前,應(yīng)清除坡面虛土,且保證上層土釘注漿體及噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可開挖下層土體。

2.2 噴射第一層混凝土

此層混凝土為C20混凝土,機(jī)械攪拌,水泥采用32.5級(jí)或42.5級(jí)普通水泥,灰砂比控制在0.25左右,水灰比控制在0.45左右,噴射厚度控制在40 mm～50 mm左右,且應(yīng)自下而上分段進(jìn)行,混凝土終凝后應(yīng)灑水自然養(yǎng)護(hù)3 d左右為宜。

2.3 設(shè)置土釘

土釘設(shè)置應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定孔位,做出標(biāo)記和標(biāo)號(hào),成孔宜采用沖擊鉆、洛陽(yáng)鏟等機(jī)械,且孔深允許偏差控制在±50 mm,孔徑允許偏差控制在±5 mm,孔距允許偏差控制在±100 mm,成孔傾角偏差控制在±5°。

土釘宜采用Ⅱ,Ⅲ級(jí)鋼筋,長(zhǎng)度宜為開發(fā)深度的0.5倍～1.2倍,孔徑宜為 70 mm～120 mm,間距宜為1 m～2 m,與水平面夾角宜為5°～20°,并應(yīng)在安放之前進(jìn)行隱蔽檢查驗(yàn)收。安放土釘時(shí)應(yīng)盡量避免土釘產(chǎn)生初始應(yīng)力。

注漿一般采用重力注漿機(jī)或高壓注漿機(jī),注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留或松動(dòng)的雜土清理干凈,注漿時(shí)注漿管應(yīng)插至距孔底250 mm～500 mm處,并在孔口部位設(shè)置止?jié){塞及排氣管。

2.4 綁扎面層鋼筋網(wǎng)

噴射混凝土面層宜雙向配置鋼筋網(wǎng)片,鋼筋直徑宜為6 mm～10 mm,間距宜為150 mm～200 mm,并應(yīng)全部綁成梅花形。鋼筋網(wǎng)安裝完畢以后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收并做好相應(yīng)記錄。

2.5 噴射第二層混凝土

在噴射第二層混凝土前應(yīng)將第一層混凝土松散、松動(dòng)部分除去并潤(rùn)濕,噴射時(shí),噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直,距離宜控制在0.6 m～1 m,并在邊壁上每隔一定距離設(shè)置標(biāo)筋,使本層混凝土盡量厚度均勻并控制在100 mm左右,且鋼筋保護(hù)層不宜小于20 mm。噴射混凝土終凝2 h后,應(yīng)噴水自然養(yǎng)護(hù)。

3 質(zhì)量控制措施

根據(jù)筆者多年的施工經(jīng)驗(yàn),可采取以下措施控制土釘墻的質(zhì)量:

1)施工前應(yīng)嚴(yán)格按JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程有關(guān)規(guī)定對(duì)土釘墻進(jìn)行設(shè)計(jì),并應(yīng)做好整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。2)工作面開挖時(shí)必須嚴(yán)格按照規(guī)范分層分段進(jìn)行,并應(yīng)即挖即護(hù)。3)當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),應(yīng)采用集水坑降水或井點(diǎn)降水措施,使水位始終處于操作面以下0.7 m～1.0 m。4)在孔洞注漿、第二次噴射混凝土前應(yīng)做好隱蔽工程驗(yàn)收工作。5)應(yīng)控制好面層混凝土的和易性,并盡可能連續(xù)澆筑。6)做好地表和坡體內(nèi)排水措施。對(duì)于基坑周圍地表水宜采用明溝排水,嚴(yán)防地表水下滲;對(duì)于坡體內(nèi),混凝土面層上要做泄水孔,使坡內(nèi)滲出的水有組織的導(dǎo)流到坑底后集中排除。7)施工所用原材料必須三證齊全,材料進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查。8)做好混凝土面層質(zhì)量外觀、厚度及抗壓強(qiáng)度檢查,且厚度應(yīng)采用鉆孔檢查,鉆孔數(shù)宜每100 m2墻面積一組,每組不得少于3點(diǎn)。9)采用抗拉試驗(yàn)檢驗(yàn)土釘承載力,同一條件下,試驗(yàn)數(shù)量不宜少于土釘總數(shù)的1%,且不得少于3根。10)基坑邊緣1.5 m的范圍內(nèi)不宜堆載,以免破壞坑壁土坡的穩(wěn)定性。11)沿基坑四周布置水平位移觀測(cè)點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)對(duì)土釘墻位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

土釘墻支護(hù)施工速度快,施工設(shè)備和操作方法簡(jiǎn)單,對(duì)環(huán)境干擾小,經(jīng)濟(jì)效益好,只要質(zhì)量控制得當(dāng),不失為基坑、邊坡支護(hù)的一種好方法。

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