張建平
中化地質(zhì)礦山總局河南地質(zhì)局(450011)
復(fù)合土釘墻是近幾年在土釘墻施工基礎(chǔ)上發(fā)展的新型支護(hù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)建筑工程的施工條件,土釘墻可以與各種隔水帷幕、微型樁以及預(yù)應(yīng)力錨桿部件進(jìn)行結(jié)合,成為復(fù)合土釘墻。在復(fù)合土釘墻中的土釘、面層、復(fù)合結(jié)構(gòu)以及土釘之間被加固的土體形成具有穩(wěn)定性的原位土墻,可以對(duì)水壓以及地面附加荷載進(jìn)行控制,從而確保在深基坑支護(hù)過程中支護(hù)層面的穩(wěn)定性。
復(fù)合土釘墻是利用土釘支護(hù)與各種單項(xiàng)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合形成的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系,主要是由土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿,加上微型樁和止水帷幕,或者使用噴射混凝土層和原位土體等形式組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。復(fù)合土釘墻支護(hù)對(duì)土層情況的實(shí)際要求較低,可以直接使用砂土、黏土、碎石土等進(jìn)行施工,甚至部分含有淤泥的土壤在地層中也同樣能夠使用。在經(jīng)過一系列的加固或者加強(qiáng)措施后,可以克服坑底存在的軟弱土層基坑支護(hù)問題。在復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)使用的過程中,基坑的挖掘深度主要與地層實(shí)際條件相關(guān),在軟土層中深基坑挖掘深度不能超過6 m,其他地層中如果是放坡挖掘,深度不能超過18 m[1]。
在深基坑工程施工階段,可以根據(jù)施工現(xiàn)場情況靈活應(yīng)用復(fù)合土釘墻技術(shù),選擇多種不同的組合模式。除此之外,復(fù)合土釘墻也能作為超前支護(hù)在深基坑工程中進(jìn)行使用。復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的能力較好,使用的范圍相對(duì)較大。同時(shí),復(fù)合土釘墻還兼顧支護(hù)和截水等多種不同的功能,也經(jīng)常使用在深基坑支護(hù)中。復(fù)合土釘墻施工便捷性較強(qiáng),在性能方面也具有明顯的優(yōu)勢,而且安全可靠。
預(yù)應(yīng)力錨桿和土釘組合能在較深并且無放坡的深基坑工程中使用,但是在含水量較大的軟土中并不適用。當(dāng)降水對(duì)基坑周圍環(huán)境不造成影響并且是黏性土層的時(shí)候,可以不考慮外圍止水設(shè)施的問題。土釘和錨桿組合的應(yīng)用,能夠很好地加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,對(duì)于基坑變形也能有一定的控制效果,可更好地對(duì)基坑以及建筑物的安全穩(wěn)定起到保障作用。
復(fù)合土釘墻中加入止水帷幕,可以選擇攪拌法、高壓噴射注漿和灌漿等多種方式。水泥攪拌樁作為超前支護(hù)的主要結(jié)構(gòu),對(duì)基坑側(cè)壁的土體有著一定的加固作用,可以在地下水位較高的深基坑中使用。將土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)與水泥攪拌樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合,樁身會(huì)加強(qiáng)土體的剛度,土體變形情況得到良好的改善。這樣的組合方式也能夠在一定程度上確保基坑挖掘深度。水泥攪拌樁在土體中嵌入較深,可以有效阻止基坑底部出現(xiàn)隆起或者管涌的問題。
在深基坑工程中較常使用的還有微型樁、鋼管樁、木樁以及鉆孔灌注樁等,這些技術(shù)的應(yīng)用都在一定程度上對(duì)深基坑挖掘過程中土體的穩(wěn)定性提供保障。在深基坑施工之前,在原位土體中打入微型樁,隨后加上土釘和錨桿,預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)土釘有著增強(qiáng)的作用,并且限制土釘在土層中位移的情況。
如果深基坑工程周圍環(huán)境和水文地質(zhì)情況較為復(fù)雜,并且深基坑較深,就必須嚴(yán)格控制深基坑變形,必要的時(shí)候使用全面支護(hù)的方式來保證深基坑施工的安全。在深基坑施工的過程中,土釘同時(shí)與多種支護(hù)技術(shù)相結(jié)合,從而形成復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu),更好地對(duì)深基坑的穩(wěn)定性提供保障[2]。
在鋼管樁施工的過程中,首先,要利用鉆機(jī)將鋼管樁打入孔內(nèi),再使用水泥進(jìn)行固定。其次,完成鋼管制作的全過程,確保鋼管的長度,并在對(duì)稱的位置上開2個(gè)孔洞,孔洞直徑需要保持在20 mm,確保灌注漿能夠很好地流出。最后,對(duì)鋼管樁進(jìn)行灌注施工。利用水下灌注的方法將水泥灌注到鋼管內(nèi),順序需要從孔底開始,一次向上灌注,灌注的時(shí)候需要保證灌注管的孔底保持在20 cm的距離。水泥的水灰比例也需要控制在0.45左右最為合適。在施工的過程中,水泥需要選擇42.5標(biāo)號(hào),當(dāng)水泥初次灌滿之后,在初凝之前進(jìn)行二次灌注,確保能夠?qū)摴芡耆酀M。
土方挖掘的過程需要與土釘墻施工緊密結(jié)合,確保挖出的護(hù)坡面與設(shè)計(jì)施工要求相吻合。具體的標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點(diǎn):
在土方挖掘的過程中,施工需要與邊坡支護(hù)施工同步開始,嚴(yán)格按照深基坑邊線,使用機(jī)械設(shè)備,預(yù)留充足的土層,根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際的要求進(jìn)行人工修坡。同時(shí),還需要保證坡面的平整,將施工誤差控制在50 mm之內(nèi)。在挖掘施工的過后中,邊坡角度、平整度都需要符合設(shè)計(jì)和施工的基本要求。
根據(jù)土釘?shù)木嚯x分層進(jìn)行挖掘,每一次挖掘都需要在排土釘向下500 mm左右的位置。在施工的過程中,監(jiān)督管理人員需要關(guān)注施工的實(shí)際動(dòng)向,準(zhǔn)確把控邊坡施工進(jìn)度,確保邊坡施工質(zhì)量。根據(jù)深基坑工程實(shí)際的情況,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息與檢測信息存在的誤差,并及時(shí)調(diào)整誤差。需要以施工現(xiàn)場情況為主,優(yōu)化前期設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)值,從而保障施工整體質(zhì)量。
當(dāng)上層噴射混凝土達(dá)到一定的干燥程度,并且強(qiáng)度和剛度也符合工程標(biāo)準(zhǔn),才能施工下層土釘。
在相對(duì)較深的基坑進(jìn)行挖掘的時(shí)候,需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工,并且在挖掘的過程中做好防護(hù)措施,在確保承載力之后再進(jìn)行后續(xù)的挖掘,嚴(yán)格禁止違規(guī)操作行為[3]。
初次噴射混凝土主要是為了保護(hù)護(hù)坡的鋼筋網(wǎng),加固第二土釘和第三土釘。在深基坑后續(xù)工程施工之前,還需要對(duì)錨桿施加一定強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力。當(dāng)鋼筋網(wǎng)片位置出現(xiàn)偏離后,需要及時(shí)調(diào)整,并且使用錨桿張拉進(jìn)行固定。在噴射混凝土面層時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象,因此需要對(duì)施工進(jìn)行嚴(yán)格的管理和控制。
調(diào)整挖掘完畢的邊坡后面,隱蔽噴層厚度標(biāo)志。
通過不斷的時(shí)間對(duì)噴射混凝土進(jìn)行配比,噴射混凝土的施工應(yīng)當(dāng)分層、分段、分片地展開。同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的施工,應(yīng)當(dāng)按照從上而下的順序完成。噴射混凝土的時(shí)候,噴頭需要與墻面垂直,距離控制在1 m左右,并且需要控制好噴射墻面的平整和整潔,避免在混凝土噴射完出現(xiàn)龜裂和流淌的問題。
在噴射混凝土的施工過程中,確保達(dá)到設(shè)計(jì)噴射厚度,待噴射涂面干透,再進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)。
在鋼筋網(wǎng)的選擇上,要保證與施工圖紙相吻合,注意鋼筋網(wǎng)與坡面之間不超過20 mm的間隙。在保證鋼筋網(wǎng)和土釘之間的連接穩(wěn)定,噴射的過程中鋼筋網(wǎng)不會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)的問題。同時(shí),鋼筋網(wǎng)在鋪設(shè)的過程中,可以使用焊接或者綁扎的方式。鋼筋網(wǎng)的誤差要控制在20 mm以內(nèi),長度控制在300 mm以上,焊接長度要達(dá)到鋼筋網(wǎng)直徑的10倍以上。除此之外,鋼筋網(wǎng)在鋪設(shè)中,還需要進(jìn)行加固,并且要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工,減少后續(xù)施工中問題的出現(xiàn),保障深基坑施工質(zhì)量。在對(duì)深基坑工程驗(yàn)收之前,確保鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)、連接的方式等。在檢驗(yàn)過程中,進(jìn)行最終的混凝土噴射施工,在這個(gè)階段需要保證混凝土噴射厚度滿足設(shè)計(jì)要求[4]。
復(fù)合土釘墻施工對(duì)技術(shù)要求較高,在深基坑工程施工的過程中有著關(guān)鍵性的作用。通過對(duì)深基坑工程的模擬分析發(fā)現(xiàn),復(fù)合土釘墻支護(hù)中有效地增加鉆孔灌注樁,支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況將會(huì)不斷減少,深基坑內(nèi)側(cè)壁位移的最大值在深基坑的中下部,而不是在頂部。鉆孔灌注樁由于受到土釘拉力的作用,會(huì)增加反作用力來維持支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的均衡,從而確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。在深基坑工程中,土釘墻結(jié)構(gòu)能夠與各種不同技術(shù)形成支護(hù)體系。在今后城市化建設(shè)的過程中,復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。