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　　成都地區(qū)膨脹土，地基脹縮等級(jí)為Ⅲ級(jí)，自由膨脹率為67%，屬中潛勢(shì)，其一般為黃褐色，含F(xiàn)e、Mn、Fe203，部分夾白色高嶺土，多發(fā)展為裂隙面。其天然狀態(tài)下含水率約為18%，孔隙比約為0.6，液限約為48，塑限約為22。膨脹土具有遇水膨脹、軟化、崩解和失水收縮、開裂的特性，對(duì)于基坑開挖施工產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

 

 

　　本公司承接在成都雙流某項(xiàng)目正處于成都平原，土質(zhì)多為膨脹土，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中3#樓地下室以及臨近消防水池深度超過(guò)5米，根據(jù)本項(xiàng)目地質(zhì)勘查報(bào)告，該位置開挖5.4米，在這個(gè)開挖范圍內(nèi)多為素填土，根據(jù)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)實(shí)際情況，選用土釘墻基坑支護(hù)方案進(jìn)行施工，來(lái)加固邊坡穩(wěn)定性使基坑開挖施工能有序進(jìn)行。

 

　　二、土釘墻支護(hù)方案設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分析

 

　　根據(jù)本項(xiàng)目地質(zhì)勘查報(bào)告，該處位置無(wú)地下水，但如遇暴雨會(huì)給基坑施工帶來(lái)一點(diǎn)難度，所以需制定切實(shí)可行的降水方案。初步擬定采用四周設(shè)置集水井的方式進(jìn)行排水方法。

 

　　基本的設(shè)計(jì)計(jì)算思路：首先假定出土釘入射角、孔徑、豎向及水平間距等參數(shù)，然后利用土釘承載力計(jì)算式分析驗(yàn)證是否滿足抗拔安全系數(shù)（計(jì)算過(guò)程中采用分工況方式進(jìn)行驗(yàn)算），最后對(duì)每個(gè)工況進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。（注：分工況方式的意思是假如有3道土釘墻，可分為4個(gè)工況，工況一：第一道未安設(shè)土釘前的穩(wěn)定性驗(yàn)算；工況二：第一道土釘安設(shè)后的穩(wěn)定性驗(yàn)算；工況三：第二道土釘安設(shè)后的驗(yàn)算；工況四：第三道土釘安設(shè)后驗(yàn)算。）

 

　　1.整體性穩(wěn)定驗(yàn)算新老規(guī)范均采用圓弧滑動(dòng)條分法，但新規(guī)程中的公式具體形式上與原規(guī)程公式不同，但公式的實(shí)質(zhì)沒變。

 

　　2.原規(guī)程中土釘墻承載力計(jì)算采用的是單根抗拉承載力計(jì)算，而新規(guī)程中則采用的是單根極限抗拔承載力計(jì)算，單從兩個(gè)名字來(lái)看兩個(gè)計(jì)算有明顯不同，原規(guī)程利用第j根土釘?shù)目估休d力設(shè)計(jì)值需滿足或高于第j根土釘?shù)氖芾奢d標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.25的安全系數(shù)的概念，而在新規(guī)程中利用的是第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值需滿足或高于第j層土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.6或者1.4的土釘抗拔安全系數(shù)。

 

　　從以上比較可看出，新規(guī)范把“第j根土釘”換成了“第j層土釘”方式，雖然實(shí)質(zhì)相同，但“第j層土釘”更為形象貼切整個(gè)土釘?shù)脑O(shè)計(jì)思路和實(shí)際情況。

 

　　從新規(guī)中提出的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值與原規(guī)程中提出的受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)公式比較，很明顯看出其實(shí)質(zhì)方向都相同，由于土釘墻墻面可以是傾斜的，傾斜墻面上的土壓力比同樣高度的垂直墻面上的土壓力小，所以運(yùn)用朗肯方法計(jì)算時(shí)，需要按墻面傾斜情況對(duì)土壓力進(jìn)行修正。該新舊規(guī)程中兩個(gè)公式均采用對(duì)按垂直墻面計(jì)算的土壓力乘以折減系數(shù)ζ，兩個(gè)規(guī)程運(yùn)用的折減系數(shù)公式均相同。以下為兩個(gè)公式：

 

　　JGJ120-1999規(guī)程：?jiǎn)胃玲斒芾奢d標(biāo)準(zhǔn)值：Tjk=ζeajkSxjSzj/cosαj

 

　　JGJ120-2012規(guī)程：?jiǎn)胃玲斴S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值：

 

　　從以上兩式比較看出新舊規(guī)程根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理優(yōu)化，原規(guī)程本身直接使用朗肯土壓力線性分布的方法，而在實(shí)際工程設(shè)計(jì)情況中，如果單按朗肯土壓力線性分布計(jì)算土釘承載力時(shí)，會(huì)造成土釘墻底部的土釘設(shè)計(jì)長(zhǎng)度很長(zhǎng)才能滿足要求，而底部過(guò)長(zhǎng)的土釘并沒有充分發(fā)揮。土釘長(zhǎng)度計(jì)算不合理的問(wèn)題主要原因在于所采用的朗肯土壓力按線性分布是否合理，由于土釘墻墻面是柔性的，且分層開挖裸露面上土壓力是零，建立新的力平衡使土壓力向周圍轉(zhuǎn)移，墻面上的土壓力則重新進(jìn)行了分布。新規(guī)程考慮到重分布規(guī)律，在每根土釘上乘以不同的軸向力調(diào)整系數(shù)ηj，從達(dá)到對(duì)工程實(shí)際施工中合理經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。

 

 

　　按照本工程土釘墻方案設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行施工，大體把施工分為三部分，第一部分是土方開挖，第二部分為鉆孔+安設(shè)鋼筋+注漿，第三部分為掛網(wǎng)+噴護(hù)混凝土層。

 

　　第一部分：土方開挖

 

　　本工程采用旋挖灌注樁基礎(chǔ)，在開挖基坑時(shí)，周圍樁基礎(chǔ)已經(jīng)做好，而根據(jù)開挖面，有兩個(gè)樁正好位于斜坡面上，機(jī)械大開挖時(shí)需注意不能擾動(dòng)樁，結(jié)合這種特點(diǎn)，在開挖基坑時(shí)預(yù)先對(duì)樁位進(jìn)行定位。

 

　　按照方案設(shè)計(jì)，本工程采用分三層土方開挖，隨挖隨制作土釘墻的方法，挖一層然后制作一層土釘墻。

 

　　機(jī)械開挖時(shí)，先在基坑旁開出一條斜坡使機(jī)械能夠進(jìn)入基坑進(jìn)行開挖，每層土開挖深度控制在預(yù)備施工的土釘下0.5m。

 

　　第二部分：鉆孔+安設(shè)鋼筋+注漿

 

　　1. 鉆孔

 

　　采用潛孔鉆跟管成孔，孔徑為110mm，這種工藝一般用于這種松散的膨脹土。在膨脹土處鉆孔時(shí)很容易造成塌孔，而可以采用注入水泥漿護(hù)壁的方法有效避免塌孔。

 

　　2. 安設(shè)鋼筋

 

　　鋼筋土釘采用1根φ18HRB400螺紋鋼筋，在鋼筋使用前，需調(diào)直并清除污銹。鋼筋土釘?shù)倪B接采用焊接時(shí)，接頭強(qiáng)度不應(yīng)低于鋼筋強(qiáng)度，可采用數(shù)量不少于3根、直徑不小于16mm的鋼筋沿截面均勻分布拼焊，雙面焊接時(shí)鋼筋長(zhǎng)度不應(yīng)小于鋼筋直徑的5倍。

 

　　3. 注漿

 

　　鋼筋土釘注漿材料可采用PC.32.5R復(fù)合硅酸鹽水泥制成的水泥漿或水泥砂漿，水泥漿的水灰比宜取0.5-0.55，水泥砂漿的水灰比宜取0.4-0.45，同時(shí)，灰砂比宜取0.5-1.0，注漿體強(qiáng)度不低于30MPa，注漿壓力0.4～0.8MPa，直至孔口冒漿。

 

　　第三部分：掛網(wǎng)+噴護(hù)混凝土層

 

　　1. 掛網(wǎng)

 

　　面層網(wǎng)筋采用φ8@200HPB235鋼筋綁扎而成，為增加面板的整體強(qiáng)度，橫向、豎向加強(qiáng)筋均采用φ14HRB335螺紋鋼筋。鋼筋網(wǎng)采用綁扎固定，鋼筋保護(hù)層厚度不小于25mm，鋼筋網(wǎng)應(yīng)延伸至地表面，并伸出頂邊坡線2m，并打入長(zhǎng)2m的HRB400螺紋鋼直徑16mm間距1.5m的鋼筋進(jìn)行固定。

 

　　2. 面層混凝土噴護(hù)

 

　　噴射細(xì)石砼面層厚度80mm，強(qiáng)度等級(jí)為C20。本工程采用PZ-5B系列干噴混凝土設(shè)備，9～12m3空壓機(jī)作動(dòng)力，在施工前應(yīng)檢查設(shè)備，確保施工過(guò)程的順利。

 

 

　　1.縮孔、塌孔現(xiàn)象

 

　　由于該膨脹土質(zhì)特點(diǎn)，出現(xiàn)縮孔、塌孔較為嚴(yán)重時(shí)，可在孔內(nèi)填入水泥漿等，重新成孔處理，再插入土釘桿體。

 

　　2.保證土邊坡穩(wěn)定，噴射第一層混凝土

 

　　為保持邊坡穩(wěn)定，在開挖后最好能即刻噴射一層5cm厚混凝土，一般適用于在開挖第二層時(shí)，自下而上，噴射混凝土終凝水后及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù)3d左右，噴射時(shí)以混凝土表面平整，出現(xiàn)光澤，骨料分布均勻，回彈量小為度。

 

　　3. 嚴(yán)禁超挖，嚴(yán)格分層開挖

 

　　施工時(shí)，在每層土釘及相應(yīng)混凝土面層完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后才能開挖下一層土釘施工面以上的土方，挖土嚴(yán)禁超過(guò)下一層土釘施工面，超挖會(huì)造成土釘墻的受力狀況超過(guò)設(shè)計(jì)狀態(tài)，超挖引起的基坑坍塌和位移過(guò)大的工程事故屢見不鮮。

 

　　從深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工兩方面著手，確保施工的質(zhì)量和工期，而當(dāng)遇到成都地區(qū)這種回填微膨脹土質(zhì)，采用土釘墻支護(hù)方式，對(duì)于工作面要求較小，適用于現(xiàn)場(chǎng)狹小地方。土釘墻的成本較低，施工噪音、振動(dòng)小，對(duì)相鄰建筑物影響不大，進(jìn)而有效的幫助建筑物施工工程的順利進(jìn)行。