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廈門海滄投資集團(tuán)有限公司（361026）

土釘支護(hù)技術(shù)在工程中的應(yīng)用

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土釘支護(hù)是一種原位土體加筋的技術(shù)。該施工技術(shù)在我國可追溯至上世紀(jì)80年代山西柳灣煤礦邊坡支護(hù)工程。土釘支護(hù)作為一種經(jīng)濟(jì)可靠、快速簡(jiǎn)便的擋土技術(shù)，已在我國各種深基坑施工中得到愈來愈多的應(yīng)用。這里結(jié)合工程實(shí)例，主要談一談土釘支護(hù)技術(shù)在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用，供同行參考。

基坑支護(hù)；土釘技術(shù)；施工

城市建設(shè)的不斷發(fā)展,對(duì)基坑工程的設(shè)計(jì)、計(jì)算理論和施工技術(shù)提出了更高的要求。土釘支護(hù)是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種擋土技術(shù)，由于經(jīng)濟(jì)可靠且施工快速簡(jiǎn)便，已在我國得到迅速推廣和應(yīng)用。關(guān)于土釘支護(hù)體系也已形成豐富的經(jīng)驗(yàn)和成熟的理論。

1 土釘墻概述

1.1 土釘?shù)奶攸c(diǎn)與應(yīng)用范圍

土釘墻是高強(qiáng)度土釘、網(wǎng)噴混凝土面層及原狀土三者共同受力，增強(qiáng)了土體破壞延性，很好地改變了邊坡突然塌方的性質(zhì),有利于安全施工；在工藝上，采用了邊開挖邊支護(hù)的方法，工作面不受限制，縮短了工期；在投資方面，因土釘利用了土體的自承載能力，使基坑周圍土體轉(zhuǎn)化為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，經(jīng)濟(jì)效益可觀。該項(xiàng)技術(shù)在東南沿海地區(qū)的基坑開挖中得到迅速的發(fā)展，不但在砂性土的基坑開挖中廣泛應(yīng)用，而且在填土和軟弱土層中也得到成功應(yīng)用。應(yīng)用范圍主要有：①土體開挖時(shí)的臨時(shí)支護(hù)，用于建筑深基坑開挖；②永久擋土結(jié)構(gòu)，這類工程一般與施工開挖時(shí)的臨時(shí)支護(hù)相結(jié)合，如公路路塹永久邊坡、橋臺(tái)擋墻等；③現(xiàn)有擋土結(jié)構(gòu)和支護(hù)的修理、改建下?lián)岆U(xiǎn)加圍；④邊坡加固。

1.2 土釘墻的構(gòu)造

土釘墻結(jié)構(gòu)由土釘和混凝土面板兩部分構(gòu)成，土釘主要包括鉆孔注漿土釘和打入式土釘兩種形式。鉆孔注漿土釘為最常用的土釘,一般采用Φ16～Φ25的螺紋鋼，置于Φ110～Φ130鉆孔中，采用強(qiáng)度等級(jí)不低于M10的凈水泥漿或水泥砂漿注入孔中形成。水泥漿水灰比一般為0.5左右,水泥砂漿配合比一般為1：1～1：2，水灰比為0.35～0.50。注漿土釘設(shè)定位支架以使鍘筋居中,孔口宜設(shè)置止?jié){塞及排氣管。打入式土釘一般采用鋼管材料打入土中形成，打入式土釘與一般土釘相比，施工簡(jiǎn)單快速，但不易用于密實(shí)膠結(jié)土中。注漿方式有低壓注漿與高壓注漿等方式。土釘長度一般為開挖深度的0.5～1.2倍，間距為1～2m，與水平夾角一般為5°～20°。適用的土釘墻墻面坡度不宜大于1：0.1。面層為土釘墻的重要組成部分，一般由Φ6～Φ12、間距100～300mm的鍘筋網(wǎng)或鍘絲網(wǎng)，強(qiáng)度等級(jí)不低于C20的噴射混凝土組成，面層厚度一般為80～120mm。

1.3 土釘墻施工的一般原則和要求

土釘墻支護(hù)作為一種擋土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足規(guī)定的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、變形和耐久性等要求。當(dāng)土釘墻支護(hù)用于城市建筑物密集地區(qū)的深基坑開挖時(shí)，控制與限制支護(hù)的變形就更為重要。深基坑土釘墻支護(hù)的施工具有下列特點(diǎn)：施工過程中必須自始至終與現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試監(jiān)控相結(jié)合，通過變形等測(cè)量數(shù)據(jù)和施工過程，不斷發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，及時(shí)指導(dǎo)下一步的施工。同時(shí)要充分考慮地表徑流和地下水的影響，如施工時(shí)滲水嚴(yán)重，就不能噴射面層混凝土，而且容易引起塌坡和塌孔。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

本工程項(xiàng)目位于某市,擬建一地下停車場(chǎng)，地下停車場(chǎng)底板面標(biāo)高為-7.50m，底板厚400mm,墊層100mm,故基坑底標(biāo)高為-8m。因場(chǎng)地地面標(biāo)高為-0.50m，基坑開挖深度為7.5m，電梯井處局部開挖深度為9m，開挖面積約5 000m2。

本場(chǎng)地開闊空曠,場(chǎng)地內(nèi)及周邊無地下管線?；影匆话闩R時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支護(hù)工程完成后正常使用時(shí)間為12個(gè)月?；影踩燃?jí)三級(jí)，側(cè)壁重要性系數(shù)為0.9。

2.2 工程地質(zhì)與水文條件

經(jīng)鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)地層自上而下為：人工填土層(Qml)，厚度0.3～4.0m；第四系沖積層(Qal)，包括黏土(層序號(hào)②-1)，厚度0～2m，淤泥質(zhì)土(層序號(hào)②-2)0～3m；第四系坡積層(Qel)，含砂粉質(zhì)黏土(層序號(hào)③)，層厚1.3～3.5m；第四系殘積層(Qel)，粉質(zhì)黏土(層序號(hào)④)，層厚度1.0～5.3m；第三系基巖(E)，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖(層序號(hào)⑤-1)，層厚度6～16m。

場(chǎng)地內(nèi)地下水主要賦存于①層素填土及⑤層基巖裂隙中。①層填土含水性及透水性一般，屬上層滯水，主要受大氣降水補(bǔ)給；②-1層黏土、②-2層淤泥質(zhì)土為相對(duì)隔水層；③層含砂粉質(zhì)黏土及④層粉質(zhì)黏土含砂粒，亦具一定的透水性；⑤層基巖裂隙水受上部土層地下水下滲及鄰近裂隙水影響。地下水主要以蒸發(fā)方式和向北(高速公路方向)側(cè)滲排泄。

2.3 設(shè)計(jì)概況

2.3.1 支護(hù)方案選擇

根據(jù)該工程所處的環(huán)境特點(diǎn)和土質(zhì)情況，在基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)本著技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理及方便施工的基本原則來進(jìn)行，確保基坑邊坡穩(wěn)定，基坑周邊建筑物、地下管線和道路的安全。

場(chǎng)地周邊開闊，兩倍基坑深度范圍內(nèi)無建(構(gòu))筑物，土質(zhì)條件良好，具備放坡條件，可采取放坡開挖的形式；放坡后可采取直接掛鋼筋網(wǎng)噴射C20混凝土80mm厚。為保護(hù)已經(jīng)施工的工程樁，該段采用放坡+土釘墻支護(hù)形式。

2.3.2 土釘墻主要施工技術(shù)

1）土釘墻施工工藝流程

邊坡開挖→邊坡修整→定位放線→成孔→插錨筋→注漿→初噴→掛網(wǎng)→錨頭焊接→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。

2）施工操作方法及其他措施

①邊坡開挖：開挖前首先在基坑四周邊線用石灰灑出基坑內(nèi)外邊線，作為放坡距離。采用反鏟挖土機(jī)挖土方，預(yù)留20～30 cm人工修坡，開挖寬度保證10m以上，以確保土釘成孔機(jī)械鉆機(jī)的工作面?；臃治宕伍_挖，開挖深度依次為1.7m、1.7m、1.7m、1.7m、1.7m,進(jìn)行第五次開挖須待樁基全部施工完畢并檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行，土方開挖嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定的分層開挖深度按作業(yè)順序施工，在完成上層作業(yè)面的土釘及噴混凝土以前，不得進(jìn)行下一層土方的開挖。

②邊坡修整：基坑邊壁利用鏟鍬人工切削修坡，保證邊壁平整并符合設(shè)計(jì)規(guī)定的坡度。為確保噴射混凝土面層的平整，此工序必須掛線定位。

③定位放線：按設(shè)計(jì)圖紙由測(cè)量人員放出每一個(gè)土釘?shù)奈恢?，并沿平整的坑壁面作?biāo)記，測(cè)量誤差不超過5 cm。

④成孔：采用機(jī)械螺旋鉆機(jī)成孔，局部可采用人工洛陽鏟成孔。鉆孔后進(jìn)行清孔檢查，對(duì)孔中出現(xiàn)的局部滲水塌孔或掉落松土立即進(jìn)行壓漿處理，清孔后及時(shí)安設(shè)土釘鋼筋并注漿。

⑤土釘主筋制作及安放：主筋按設(shè)計(jì)長度加10 cm下料，外端設(shè)10 cm的彎勾，主筋每隔2m焊對(duì)中支架，防止主筋偏離土釘中心；安放主筋時(shí)，將注漿管與主筋捆綁在一起，注漿管離孔底0.5m左右。

⑥造漿及注漿：采用攪拌機(jī)造漿，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比為w／c≤0.5；注漿采用注漿泵，注漿時(shí)，將導(dǎo)管緩慢均勻拔出，但出漿口應(yīng)始終處于孔中漿體表面之下，保證孔中氣體能全部排出。

⑦掛網(wǎng)安裝及焊接：鋼筋網(wǎng)片用插入土中的鋼筋固定，與坡面間隙3～4 cm，不應(yīng)小于3 cm，搭接時(shí)上下左右一根對(duì)一根搭接綁扎，搭接長度應(yīng)大于30 cm，并不少于兩點(diǎn)點(diǎn)焊。橫、縱向加強(qiáng)筋均采用Φ14螺紋鋼筋，加強(qiáng)筋與土釘端部的彎鉤焊接成一個(gè)整體。

⑧噴射混凝土：噴射混凝土順序可根據(jù)地層情況采取“先噴后錨”，噴射作業(yè)時(shí)，空壓機(jī)風(fēng)量不宜小于6m3／min，氣壓0.2～0.5mPa，噴頭水壓不應(yīng)小于0.15mPa，噴射距離控制在0.6～1.0m，通過外加速凝劑控制混凝土初凝和終凝時(shí)間在5～10min，噴射厚度大于等于100mm。

⑨養(yǎng)護(hù)：混凝土面終凝后12 h內(nèi)，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不應(yīng)小于7 d。

⑩施工排水：為方便施工、保證基坑安全，應(yīng)采用臨時(shí)排水措施排除地表水和基坑作業(yè)面積水。

施工監(jiān)測(cè)及應(yīng)急措施：為確保施工安全和基坑開挖的順利進(jìn)行,從圍護(hù)工程開始施工至基礎(chǔ)完工，應(yīng)進(jìn)行全過程的施工監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境，尤其對(duì)北面建筑物、圍墻的影響程度，以便在監(jiān)測(cè)信息指導(dǎo)下，及時(shí)采取有效措施，調(diào)整施工方案，避免基坑開挖的重大事故發(fā)生，減少事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

由于基坑施工受各種客觀因素的影響，可能會(huì)發(fā)生各種險(xiǎn)情，為能及時(shí)排除險(xiǎn)情確保安全，應(yīng)采取如下應(yīng)急措施：

成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長的監(jiān)控小組，在土方開挖和護(hù)坡施工階段進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容包括：土體水平位移，護(hù)坡結(jié)構(gòu)變形，周邊土體、圍墻及管線的變化。施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備砂袋，當(dāng)圍護(hù)體位移超過預(yù)警值時(shí),使用砂袋壓載，防止支護(hù)結(jié)構(gòu)位移的發(fā)展。

當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移增大時(shí)，必要時(shí)可使用挖土機(jī)迅速回填土方反壓,以阻止位移的進(jìn)一步發(fā)展，并在位移較大處設(shè)置超前支護(hù)，待穩(wěn)定后方可繼續(xù)開挖。

2.3.3 安全保證措施

1）施工操作人員應(yīng)戴安全帽，3m以上高空作業(yè)應(yīng)佩安全帶。2）建立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，認(rèn)真執(zhí)行國家有關(guān)建筑安全各項(xiàng)規(guī)定，堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針。各工種人員經(jīng)培訓(xùn)持證上崗。3）制定基坑專項(xiàng)施工方案,分析確定危險(xiǎn)部位，制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，所有電器設(shè)備實(shí)行一機(jī)、一箱、一閘、一漏保護(hù)。4）在臨時(shí)性腳手架上掛鋼絲網(wǎng)、噴混凝土漿時(shí),嚴(yán)禁在同一垂直線上同時(shí)站人操作。5）加強(qiáng)過程檢查，施工機(jī)械設(shè)備由專人操作維護(hù)，使機(jī)械保持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?；又車O(shè)1.2m高圍護(hù)攔桿。

2.3.4 施工注意事項(xiàng)

1）注意保護(hù)土坡原狀土特性，不受外界擾動(dòng)，在基坑開挖完成后應(yīng)立即進(jìn)行護(hù)層施工，以防間隔時(shí)間過長時(shí)土體受擾動(dòng)而導(dǎo)致局部塌方。2）為使保護(hù)層與土體緊密結(jié)合，修坡與抹灰漿前均應(yīng)噴水濕潤表面；鋼絲網(wǎng)位置應(yīng)設(shè)在面層中間；水泥砂漿新舊接槎要注意搭接，以保證面層良好的整體性和不透水性。3）基底必須清理干凈，同時(shí)防止雨水、地面水滲入坡體內(nèi)，以防止面層與土坡脫節(jié)剝離或面層沿坡面滑動(dòng)。

3 結(jié)語

綜上所述,我們可以得出關(guān)于土釘墻支護(hù)技術(shù)的以下結(jié)論：該技術(shù)具有施工速度快、相對(duì)造價(jià)低、對(duì)場(chǎng)地的要求低等特點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、安全的支護(hù)手段，具有廣闊的發(fā)展前景，值得大力推廣。

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