[摘要]在基坑開挖中，土釘墻支護現(xiàn)已成為樁、墻、撐、錨支護之后的又一項較為成熟的支護技術(shù)。本文主要探討土釘墻在基坑支護中的工作機理、支護特點和施工方法，為今后高層建筑土釘墻施工提供參考。
土釘墻支護是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)，不僅經(jīng)濟、安全可靠且施工快速簡便，而且結(jié)構(gòu)輕巧，柔性大，有很好的延性，占用空地小、適應(yīng)性強。自1980年傳入我國后，在高層建筑和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在除不良土層的地區(qū)之外，土釘墻支護已經(jīng)成為了高層建筑基坑的首先方案。
1.土釘墻支護的構(gòu)造和工作機理
1.1土釘墻支護的構(gòu)造
土釘墻支護一般由土釘、面層和防水系統(tǒng)組成。土釘?shù)奶攸c是沿通長與周圍土體接觸，以群體起作用，與周圍土體形成一個組合體，在土體發(fā)生變形的條件下，通過與土體接觸界面上的黏結(jié)力或摩擦力，使土釘被動受拉，并主要通過受拉工作給土體以約束加固或使其穩(wěn)定。
1.2土釘墻支護的工作機理
從表面看錨桿與土釘有著眾多類似的地方，但實際上雙方的工作機理大不相同。按照全長的不同位置，錨桿分為錨固段和自由段，其工作原理是作用于墻、樁的壓力通過墻、樁構(gòu)件的支點錨桿上的錨固段、自由段向土體深層傳遞。在自由段，整個長度每個地方所受的拉力也不盡相同，總體是兩頭拉力小，中間拉力大。噴混凝土面層的作用是穩(wěn)定和防止開挖面上的局部土體在土體自重的下的崩落和下沉，它并不屬于土釘墻支護中的主要擋土部件。土釘墻的工作機理類似于重力式擋土墻，其擋土墻是由土釘以及被土釘加固的周邊土體構(gòu)成。
錨桿的設(shè)置數(shù)量通常有限，而土釘則排列較密，在施工精度和質(zhì)量要求上都沒有錨桿那樣嚴格。當(dāng)然錨桿中也有不加預(yù)應(yīng)力并沿通長注漿與土體黏結(jié)的特例，在特定的布置情況下，也就過渡到土釘了。
2.土釘墻支護的施工技術(shù)
2.1開挖
土釘墻支護應(yīng)按設(shè)計規(guī)定的分層開挖深度及作業(yè)順序施工，在未完成上層作業(yè)面的土釘與噴混凝土支護以前，不得進行下一層深度的開挖。當(dāng)基坑面積較大時，允許在距離四周邊超過8-10m的基坑中部自由開挖，但應(yīng)注意與分層作業(yè)區(qū)的開挖相協(xié)調(diào)。
為了防止高層建筑基坑邊坡周邊易踏的裸露土地出現(xiàn)坍塌的情況，可以采取以下防護措施：首先，在易塌的邊壁上邊設(shè)置一層混凝土或者砂漿并等其冷卻凝結(jié)后，對其進行鉆孔作業(yè)。其次，在進行鉆孔和設(shè)置土釘之前，要將鋼筋網(wǎng)噴混凝土層面構(gòu)筑到待作業(yè)面。再次，在進行開挖時，要有分段有間隔的在水平方向開挖。再次，為了保持深部邊坡的穩(wěn)定，在鉆孔之前，要將深度作業(yè)的邊坡設(shè)置為斜坡。最后，將鋼管或者鋼筋垂直擊入開挖面。
2.2排水系統(tǒng)
地下水會對土釘墻支護的施工造成嚴重的影響，在進行土釘墻支護的施工時必須要配備恰當(dāng)?shù)呐潘到y(tǒng)。排水系統(tǒng)要包括基坑排水、地表排水以及內(nèi)部支護排水三個部分。三方面的排水確保面層的靜水壓力不會過高。要修整整平基坑支護范圍內(nèi)的地表，構(gòu)筑排水溝和水泥地面，防止地表降水向地下滲透?？拷吰绿幍牡孛鎽?yīng)適當(dāng)墊高，便于水流遠離邊坡。
一般情況下，可支護基坑內(nèi)選用人工降水，以滿足基坑工程、基礎(chǔ)工程的施工。
2.3注漿的設(shè)置
為了避免出現(xiàn)土釘孔在進鉆和抽出的過程中塌孔，要根據(jù)具體項目的土層的特點選擇適合的成孔機具。在容易出現(xiàn)塌孔的區(qū)域要采用擠壓成孔技術(shù)，要嚴格按照規(guī)定作出孔位的編號和標記，且誤差要小于20mm，成孔傾角誤差控制在±3內(nèi)。當(dāng)遇到不能克服的障礙需要對孔位進行調(diào)整時，不得損害支護原定的安全程度。成孔過程中取出的土體特征應(yīng)按土釘編號逐一加以記錄并及時與初步設(shè)計時所認定的加以對比，發(fā)現(xiàn)有較大偏差時應(yīng)及時修改土釘墻的設(shè)計參數(shù)。為了防止出現(xiàn)松土掉落以及因局部滲水而導(dǎo)致的塌孔現(xiàn)象，所以在鉆孔后要逐一對沒個孔進行檢查。
為確保鉆孔的中心位置是鋼筋，首先要將定位支架支好，然后將土釘鋼筋置入孔中，
每隔2米至三米設(shè)置一個金屬或塑料支架，在設(shè)置支架時，要本著不能妨礙漿液流動的原則進行。在進行注漿填孔時，通常采用高壓、低壓或重力的方法，最常用的為0.4-0.6MPa的低壓注漿。在進行注漿的同時也要備好止?jié){塞（如為分段注漿，止?jié){塞置于鉆孔內(nèi)規(guī)定的中間位置），在確定注滿后依然要保持5分鐘左右的壓力。
在采用分段壓力注漿和口部壓力注漿前，對于水平鉆孔，要將土釘鋼筋和準備好的排氣管固定在一起并放置到孔中，要確保用于注漿的水泥砂漿的水灰在0.4-0.45內(nèi)，當(dāng)用水泥凈漿時，為了促進水泥早凝和控制較少泌水，要在水灰中加入一定量的的外加劑且水灰比不能大于0.45-0.5為宜。在施工過程中，嚴禁隨意擴大用水量，可以使用化學(xué)高效減水劑來確保漿體的稠度符合施工的要求。在進行孔內(nèi)注漿前，不僅要對于所需要的漿體體積要根據(jù)工藝體現(xiàn)預(yù)算出，而且還要依照注漿機的沖程數(shù)得出準確的已注入的漿體體積。只有這樣才能準備把握好具體的充填程度，確保實際注漿體積大于孔內(nèi)體積。
2.4鋼筋網(wǎng)噴混凝土面層
在噴射混凝土前，面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)應(yīng)牢固固定在邊壁上，并符合規(guī)定的保護層厚度要求。鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的鋼筋固定，在混凝土噴射下應(yīng)不出現(xiàn)振動。要在0.8-1.5m的范圍內(nèi)由低向上的進行噴射混凝土土工作。在進行噴射時，噴射面要與射流方向保持垂直狀態(tài)，但在進行鋼筋噴射時，為了杜絕鋼筋背面有空隙的情況，噴射時首先要噴射鋼筋后邊，而后在進行鋼筋前面的噴填。可以通過在邊壁設(shè)置短鋼筋段的方法，參照混凝土的噴射厚度，以確保噴射厚度達到工程的要求。當(dāng)遇到厚面層的情況時，為確保噴射質(zhì)量，要分2次進行噴射。并且將施工縫接合面上的浮漿層和松散碎屑清除干凈，并使之潮濕后。再進行下一步的噴射混凝土作業(yè)。
鋼筋網(wǎng)在每邊的搭接長度至少不小于一個網(wǎng)格邊長。如為搭焊則焊長不小于網(wǎng)筋直徑的10倍。噴射混凝土完成后應(yīng)至少養(yǎng)護7天，可根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，采取連續(xù)噴水、織物覆蓋澆水或噴涂養(yǎng)護等養(yǎng)護方法。噴射混凝土的粗骨料最大粒徑不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45，應(yīng)通過外加減水劑和速凝劑來調(diào)節(jié)所需坍落度和早強時間。當(dāng)采用干法施工時，空壓機風(fēng)量不宜小于9m？/min，以防止堵管，噴頭水壓不應(yīng)小于0.15MPa。噴前應(yīng)對。
3.結(jié)語
經(jīng)過國內(nèi)數(shù)百次的實踐證明，土釘墻技術(shù)不僅能降低整體工程建設(shè)成本，而且還能夠大大提高高層建筑基坑的安全性，提高建筑質(zhì)量。因此，土釘墻支護技術(shù)作為一項新的深基坑支護技術(shù)是完全值得推廣的。
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