摘要：本文根據《基坑土釘支護技術規(guī)程》的要求，結合某深基坑土釘墻支護的實踐經驗，對土釘支護的加固機理、施工及實際支護效果進行了總結，對類似工程的施工具有借鑒作用。
1.工程概況
某高層建筑基坑最深處達-20m。該區(qū)位于II級階地，出露的地層主要為雜填土、硬塑狀粉質粘土層、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中等風化泥質粉砂巖層，其主要建筑物基礎置于強風化～中等風化泥質粉砂巖層；該區(qū)地下水賦存形式為潛水和上層滯水，回填土含水量比較豐富。
基坑開挖后發(fā)現(xiàn)深度6米處為粘土和風化巖的分界線，巖層基本走向為由北向南傾斜約45度角，局部位置巖層深度及走向不規(guī)則。
基坑土方采用機械分層開挖輔以人工修整邊坡的方式進行，由4臺1m3反鏟和相配套的自御汽車外運。本工程石方開挖量大，開挖深度在4～23m之間，從技術先進、經濟合理、安全可靠和方便施工等各方面綜合考慮，本工程決定采用陡坡開挖臨時性土釘支護的施工方法，所有土方邊坡均按1：0.75放坡，所有石方邊坡均按1：0.25放坡。
2.加固機理
土釘墻由被加固土體、放置在土中的土釘體和面板組成。由于土體的抗剪強度較低，抗拉強度更小，因而自然土坡只能以較小的臨界高度保持直立。而當土坡直立高度超過臨界高度，或坡面有較大超載及環(huán)境因素等的改變，都會引起土坡的失穩(wěn)。土釘墻技術是在土體內放置一定長度和分布密度的土釘體，與土牢固結合而共同工作，以彌補土體自身強度的不足，增強土坡坡體自身穩(wěn)定性，它屬于主動制約機制的支擋體系。土釘墻在承受荷載過程中不會發(fā)生如素土邊坡那樣的突發(fā)性塌滑，它不僅延遲了塑性變形發(fā)展階段，而且具有明顯的漸進性變形和開裂破壞，它一方面體現(xiàn)了土釘與土界面間阻力的發(fā)揮程度，另一方面，由于土釘與土體的剛度比相差很大，所以在土釘墻進入塑性變形階段后，土釘自身作用逐漸增強，從而改善了復合土體塑性變形和破壞性狀。
根據地質狀況，通過土釘加固起到以下三個方面的作用：一、通過鉆孔后壓力注漿充填風化巖裂隙，使破碎巖層形成整體以利于邊坡穩(wěn)定；二、通過土釘?shù)腻^固力防止邊坡局部失穩(wěn)；三、通過土釘墻的掛網護面防止邊坡碎塊滑落，并對邊坡面形成封閉，防止雨水進入土層并軟化巖石，有利于邊坡穩(wěn)定。
3.土釘支護的施工
3.1施工準備
為使邊坡加固施工順利進行，確保工程質量及避免施工中發(fā)生安全事故，在正式施工前應做好以下工作：
?。ㄒ唬└鶕娚漤拧@孔、安裝土釘、注漿的不同工藝要求搭設單排、雙排及多排加強型腳手架。
（二）對進入現(xiàn)場的所有機具設備進行檢修，使之處于正常工作狀態(tài)。
（三）對現(xiàn)場施工所用的原材料進行檢驗，符合要求才能使用。
?。ㄋ模ΜF(xiàn)場施工人員進行技術交底和安全教育。
3.2施工工藝流程
基坑開挖→修整邊坡→搭設腳手架→定位成孔→安裝土釘→壓力注漿→鋪設鋼筋網→土釘鎖定→安裝泄水管→噴射砼。
3.3施工方法
?。?）基坑開挖
土釘墻施工是隨著土方開挖分段分層施工，每層施工長度約20m，每層開挖深度不超過2.5m。在完成上層作業(yè)面的土釘與噴砼以前，不得進行下一深度的開挖。
?。?）邊坡修整
爆破并用反鏟挖土后輔以人工修整坡面，使其達到要求的坡度和平整度，以便噴射砼施工。
（3）搭設腳手架
采用鋼架管搭設腳手架，上鋪竹跳板。腳手架寬度為2～3m，腳手架步距為土釘垂直間距，頂層竹跳板與鉆孔處的高差約50cm。
?。?）土釘加工
按設計要求的長度、數(shù)量加工下料，焊接定位托架，每兩米一道，長度超過定尺的鋼筋采用對焊邊接。
?。?）鋼筋網加工
按要求的尺寸在現(xiàn)場直接紡織鋼筋網，采用Φ6@250Χ250布網，鋼筋網與土釘?shù)倪B接通過Ф14的加強筋連接。
（6）鉆孔
鉆孔前在坡面上按設計要求孔距放線定出孔位，采用XU-1型回轉地質巖心鉆機成孔，孔徑120mm，與水平面夾角15度，孔深超過土釘長度0.3m，第一排土釘距坡頂2m。鉆孔時邊鉆邊用水清孔，鉆至設計孔深后將孔內殘留及松動廢土清除干凈。
?。?）安裝土釘并注漿
成孔后及時插入土釘并注漿，可采用重力、低壓（0.4～0.6MPa）或高壓（1～2MPa）的方法注漿填孔。本工程采用低壓注漿，土釘距孔底0.3—0.5m，在孔口處設置簡易止?jié){裝置代替止?jié){塞，簡易止?jié){裝置見右圖。注漿時在止?jié){塞上將注漿管插入注漿口，注漿管深入至孔底5―1.0m處。注漿管連接注漿泵，邊注漿邊向孔口方向拔管，直至孔口有水泥漿溢出時，改由簡易止?jié){裝置軟管注漿，注滿為止。
為防止水泥漿在硬化過程中產生干縮裂縫，保證漿體與周圍土壁的緊密結合，可摻入一定量的膨脹劑，本工程采用萬分之一的鋁粉作為膨脹劑。另外，為提高水泥漿的早期強度，加速硬化，可摻入2.5%的711型速凝劑。
?。?）掛網并噴射砼
噴射砼施工分區(qū)分塊自下而上進行，砼設計強度C20，按1：2：2（水泥：砂：石）配合比配料，邊攪拌邊噴射，粗骨料最大粒徑不大于15mm，噴頭與作業(yè)面的距離在0.8-1.2m，并盡量垂直作業(yè)面噴射，砼平均厚度為100mm。操作噴頭的人員應使噴嘴有節(jié)奏地作一系列環(huán)形移動，使之形成厚度均勻且密實的砼。砼終凝2小時后采用掛草簾覆蓋養(yǎng)護14天。
（9）土層部分采用
2米長的Φ25II級鋼筋制作的打入型土釘，按@2000Χ2000梅花型布置，上掛鋼絲網并噴50mm厚的砼。
4.施工安全措施
4.1制定健全安全措施，遵守安全操作規(guī)程，嚴禁違章作業(yè)，確保施工安全。
4.2施工現(xiàn)場所有施工設備均配置安全防護裝置，確保機械設備完好和安全使用。
4.3施工現(xiàn)場所有電源線路均配漏電保護器，所有配電箱都有防雨設施。
4.4夜間作業(yè)配備足夠的照明設施。
4.5基坑內石方爆破時暫停作業(yè)，爆破產生的掁動要保證不影響邊坡穩(wěn)定。
4.6土方開挖和支護結構施工密切配合，隨時掌握開挖及支護過程中土體及支護體的變化情況，并及時采取有效加固措施，根據實際情況修改支護設計。
4.7采取措施排除地表水、支護內部水及基坑水：為防止地表降水向地下滲透，靠近基坑坡頂寬2～4m的地面應適當墊高，并且里高外低，并在基坑頂部設置寬度為1～2m的噴砼護頂；在支護面層背部應插入長度為400～600mm、直徑不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支護面層，間距為1～2m，以便將砼面層后的積水排出；為了排除積聚在基坑內的滲水和雨水，應在坑底設置排水溝及集水坑。
5.支護效果
為保證施工安全及評價支護效果，從支護開始施工時就在邊坡頂部設置了3個施工監(jiān)測點，在支護施工階段每天量測一次，直至支護施工完成，結果發(fā)現(xiàn)3個測點均無位移，且地表及附近建筑物也無開裂現(xiàn)象，說明支護效果達到了設計要求。
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