【摘要】土釘墻支護(hù)是通過土釘技術(shù)的加固使其成為一個(gè)復(fù)合擋土結(jié)構(gòu)。本文通過分析土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)，針對邊坡支護(hù)的機(jī)理，從施工材料及機(jī)具的準(zhǔn)備，施工工藝到質(zhì)量控制的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行探討，以期充分發(fā)揮土體空間支護(hù)作用，使邊坡位移和變形及時(shí)得到約束限制。
基坑土壁的支護(hù)形式，要根據(jù)土體的性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、開挖深度、寬度及邊坡堆載、施工作業(yè)設(shè)備以及施工季節(jié)等情況綜合考慮后才能選定。常用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式：1）放坡；2）地下連續(xù)墻；3）水泥土墻；4）土釘墻支護(hù)和噴錨支護(hù)；5）排樁支護(hù)；6）逆作拱墻支護(hù)；7）板樁支護(hù)；8）逆作法。本文主要針對土釘墻支護(hù)進(jìn)行闡述：
1、土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)
土釘墻支護(hù)法，以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學(xué)強(qiáng)度，變土體荷載為支護(hù)結(jié)構(gòu)體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面，在噴層與土層之間產(chǎn)生“嵌固效應(yīng)”，并隨開挖逐步形成全封閉支護(hù)系統(tǒng)；噴層與嵌固層同具有保護(hù)和加固表層土，使之避免風(fēng)化和雨水沖刷、前層坍塌、局部剝落，以及隔水防滲等作用。鋼筋網(wǎng)可使噴層具有更好的整體性和柔性，能有效的調(diào)整噴層與土釘內(nèi)應(yīng)力分布。
2、土釘墻邊坡支護(hù)的機(jī)理
土釘墻在邊坡的一定范圍內(nèi)形成了一個(gè)加固區(qū)，由于很密的土釘錨桿作用，滑移面不可能出現(xiàn)在加固區(qū)，只能產(chǎn)生于非加固區(qū)，從而使滑移面遠(yuǎn)離邊坡，達(dá)到穩(wěn)定邊坡的目的，加固區(qū)的整體穩(wěn)定，包括加固區(qū)抗傾覆與抗滑移問題，用增加加固區(qū)的寬度和底排土錨桿打成向下傾斜穿過滑移面等措施來解決、土釘墻通過下述幾個(gè)方面的綜合作用使邊坡周邊土體形成加固區(qū)。
2.1錨固作用
密布的錨桿與砂漿柱體相結(jié)合對周圍土體產(chǎn)生有效的錨固作用，限制了砂漿柱體周圍的土體變形。①土釘不需要施加預(yù)應(yīng)力，而是在土體發(fā)生變形后使其承受拉力工作；②土釘支護(hù)在邊坡中比較密集，起到了加筋作用，提高了土的強(qiáng)度，為被動受力機(jī)制。由于土釘在全長范圍內(nèi)與土體接觸，其荷載傳遞在整個(gè)土體進(jìn)行。
2.2土釘漿孔對土體的擠密作用
由于土釘錨桿的密度比較大，擠密作用的影響也較大，使加固區(qū)的土體比非加固區(qū)土體密度大。密集的土釘與土釘之間形成復(fù)合土體，其結(jié)構(gòu)類似重力式擋土墻，個(gè)別土釘?shù)钠茐牟粫拐麄€(gè)結(jié)構(gòu)的功能完全喪失。
2.3護(hù)坡作用
土釘墻的面層不是主要受力結(jié)構(gòu)，其主要作用在于保持土體的局部穩(wěn)定性。
2.4土釘受力及規(guī)模
一般錨桿長度在15-45m之間，直徑較大，錨桿所承受的荷載可達(dá)400KN以上，某些預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)荷載可達(dá)3000KN。其端部的構(gòu)造較土釘復(fù)雜，以防止面層沖切破壞；而土釘長度一般為3-10m，漿體直徑100mm左右，一般不提供很大的承載力。單根土釘受荷一般在100KN以下，面層結(jié)構(gòu)簡單，利用小尺寸墊板及掛網(wǎng)噴射混凝土即可滿足要求。
3、施工技術(shù)專項(xiàng)方案分析
鑒于土釘墻的上述特點(diǎn)，在濟(jì)南市榮寶齋項(xiàng)目施工中，根據(jù)周邊環(huán)境和地質(zhì)條件，經(jīng)研究采用土釘墻支護(hù)技術(shù)。在土釘墻的施工過程中編制土釘墻護(hù)坡專項(xiàng)技術(shù)方案，層層落實(shí)技術(shù)、安全生產(chǎn)責(zé)任制，同時(shí)根據(jù)監(jiān)測規(guī)范的要求對基坑工程及周邊的環(huán)境進(jìn)行了監(jiān)測，基坑護(hù)坡變形及周邊的環(huán)境均符合規(guī)范要求。這樣在加快施工進(jìn)度的同時(shí)，也降低了成本。施工技術(shù)專項(xiàng)方案從原材料、施工工藝、質(zhì)量控制、安全監(jiān)測等方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述，具體內(nèi)容如下：
3.1土釘邊坡支護(hù)的施工材料及機(jī)具
3.1.1原材料土釘鋼筋使用前應(yīng)拉直、除銹、涂油；選用PO32.5普通硅酸鹽水泥；采用干凈的中粗砂，含泥量小于5%；采用干凈的圓礫，粒徑2～4mm；使用速凝劑，應(yīng)做與水泥相容性試驗(yàn)及水泥漿凝效果試驗(yàn)。
3.1.2施工機(jī)具土釘成孔機(jī)具根據(jù)介質(zhì)和現(xiàn)場環(huán)境條件選用（沖擊鉆，螺旋鉆、風(fēng)槍或洛陽鏟等）成完成設(shè)計(jì)要求的有效機(jī)具；注漿泵選用孔口壓力大于0.1MPa的泥漿泵；混凝土噴射機(jī)應(yīng)密封良好，輸送連續(xù)均勻，輸送水平距離不小于60m，垂直距離不小于10m；空壓機(jī)應(yīng)滿足噴射機(jī)的工作壓和耗風(fēng)量的要求；攪拌方法采用現(xiàn)場人工拌合或混凝土攪拌機(jī)攪拌。
3.2土釘墻邊坡支護(hù)的施工工藝
施工流程為：挖土→整理坡面→初噴→打孔眼→插桿→灌注→掛網(wǎng)→復(fù)噴。
3.2.1開挖整理坡面土釘支護(hù)是分層進(jìn)行的，因此挖土深度不能超過設(shè)計(jì)深度，同時(shí)要保證坡角達(dá)到設(shè)計(jì)要求的78°～80°，坡面平整光滑，坡角未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的則要進(jìn)行專門的修整。
3.2.2初噴為使挖好的坡面不產(chǎn)生垮塌，凡挖好的坡面需立即進(jìn)行混凝土噴射，以使表面固結(jié)。其混凝土的配合比為水泥：石子=1.5：1.5，水灰比=0.5～0.6.
3.2.3鉆孔采用人工機(jī)械一起作用的方法，鉆孔下傾角度為15°～-25°，采用風(fēng)鉆的方法進(jìn)行，人工挖土用的是洛陽鏟，倆人一組。
3.2.4插桿與調(diào)整成孔后按設(shè)計(jì)要求插入直徑22mm加筋桿，加筋桿每1.5m焊接直徑110mm的扶正環(huán)，起導(dǎo)正作用。在插筋的同時(shí)，用加筋桿將注漿管（直徑1.5cm）帶進(jìn)離孔底0.3m的地方，然后進(jìn)行灌注，注漿材料的配比為水泥：砂子=1：2.水灰比=0.4～0.5?？變?nèi)一定要灌滿，不能形成空洞和孔隙。
3.2.5掛網(wǎng)上道工序完工后，按設(shè)計(jì)要求，將直徑中6mm的鋼筋，按30cm×30cm的網(wǎng)距焊接，固定于坡面之上；同時(shí)，在危險(xiǎn)坡上的土釘之間用金屬件（如槽鋼等）連接在一起，以進(jìn)一步加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度。
3.2.6復(fù)噴掛網(wǎng)后，整個(gè)坡面復(fù)噴混凝土，其噴射厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3.3土釘墻邊坡支護(hù)的質(zhì)量控制
3.3.1原材料控制采購的各種材料必須滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，必須選擇清潔、堅(jiān)硬、耐久的材料，禁止使用含有達(dá)到有害量的廢物、泥、鹽類、有機(jī)物等不合格材料；選擇的混合劑不能對水泥的凝固、水化作用產(chǎn)生有害的影響。
3.3.2施工工藝控制
土釘孔眼的位置必須根據(jù)受噴面實(shí)際情況和設(shè)計(jì)布置。做土釘用的鋼筋，使用前須除銹矯直，安裝位置距孔眼中心，鋼筋插入深度不得小于設(shè)計(jì)要求的90%，安裝后不得敲擊、碰撞。灌漿用的砂漿應(yīng)拌合均勻，隨用隨伴，孔眼在灌漿前用風(fēng)吹凈，灌漿時(shí)從孔底開始，連續(xù)均勻的進(jìn)行。掛鋼筋網(wǎng)前必須將坡面清理平順使鋼筋網(wǎng)緊靠坡面，鋼筋網(wǎng)與土釘?shù)倪B接必須牢固可靠。噴射混凝土的配合比必須經(jīng)試驗(yàn)確定，噴射混凝土宜隨拌隨用。分層噴射混凝土?xí)r后層混凝土應(yīng)在前層混凝土終凝后進(jìn)行，如超終凝一小時(shí)以上時(shí)，則受噴面必須用水、風(fēng)清洗；噴頭應(yīng)與受噴面垂直，其間距以0.6-1.2m為宜。噴頭應(yīng)連續(xù)、緩慢橫向移動噴射，厚度應(yīng)均勻。噴射混凝土施工終凝2h后及時(shí)進(jìn)行濕潤養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天。
3.4基坑監(jiān)測：監(jiān)測內(nèi)容、頻率、警戒值
3.4.1基坑頂水平位移
為了保證基坑施工過程中的安全，做到信息化施工，施工過程中一定要做好位移監(jiān)測工作。通過監(jiān)測位移速率，判斷基坑安全度，必要時(shí)采取措施加以控制，保證基坑和周圍地層穩(wěn)定安全。按設(shè)計(jì)圖中標(biāo)明的監(jiān)測點(diǎn)詳細(xì)位置布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，位移監(jiān)測點(diǎn)采用刻十字鋼筋。用經(jīng)緯儀觀測標(biāo)點(diǎn)的位移，觀測采用小角法進(jìn)行。開挖前測量點(diǎn)相對于周邊永久控制點(diǎn)的差值。開挖過程中每3天測1次，必要時(shí)每1天測1次。取得數(shù)據(jù)加以分析，得出位移數(shù)據(jù)。
1）水平位移測量精度：監(jiān)測精度：1mm。
2）測量頻率：基坑開挖前讀取初讀數(shù)，開始后3天1次。
3）警戒值：基坑DCB段位移允許值為15mm，其余面位移允許值為50mm。
3.4.2沉降觀測
1）地表、道路沉降觀測沉降觀測采用二等水準(zhǔn)測量方法。其主要精度指標(biāo)為：①標(biāo)高中誤差≤±0.5mm；②相鄰點(diǎn)高差中誤差≤0.3mm；③往返較差，附合或環(huán)線閉合差≤0.3√nmm。
2）測量頻率：基坑開挖前讀取初讀數(shù)，開始后3天1次。4.2.3警戒值：基坑DCB段沉降允許值為10mm，其余面沉降允許值為30mm。
3.4.3監(jiān)測周期：原則上每個(gè)監(jiān)測對象的監(jiān)測周期自監(jiān)測對象施工開工開始到地下室底板施工完畢為止。
由于土釘墻能充分利用土體的自承能力的特點(diǎn)，與噴錨支護(hù)相比，其造價(jià)低，施工方便。因此在條件允許的情況下，采用土釘墻支護(hù)可以大大節(jié)省投資。土釘墻施工周期短，與挖土同時(shí)進(jìn)行，很少占用獨(dú)立工期。挖土與土釘支護(hù)都是分層分塊施工，充分發(fā)揮土體的空間支護(hù)作用，并在開挖后幾個(gè)小時(shí)內(nèi)封閉，使邊坡位移和變形及時(shí)得到約束限制。因此，目前的建筑基坑開挖中廣泛的采用土釘墻支護(hù)技術(shù)。
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