【摘要】介紹土釘墻支護(hù)原理，結(jié)合工程實例，闡明關(guān)鍵工序的施工要點。通過基坑位移觀測和土釘?shù)目拱卧囼灒治龌臃€(wěn)定原因，提出土釘墻施工若干問題，對土釘墻設(shè)計和施工有一定的借鑒作用。
1.引言
土釘墻是由天然土體通過土釘就地加固并與噴射混凝土面板相結(jié)合，形成一個類似重力擋土墻以來抵抗墻后土壓力的一種支護(hù)結(jié)構(gòu)。在工作機(jī)理上它是由高強(qiáng)土釘，網(wǎng)噴混凝土面及原狀土三者共同受力，來維護(hù)基坑邊坡的土體穩(wěn)定。土釘墻支護(hù)技術(shù)，很好地增強(qiáng)土體破壞延性，改變邊坡突然塌方的性質(zhì)，有利于安全施工。在工藝上，采用了邊開挖邊支護(hù)的方法，工作面不受限制，與其它支護(hù)相比，施工速度快，工期可縮短50%以上，用料省、節(jié)約造價可達(dá)60%左右。因此它在公路交通，水利建設(shè)，建筑工程等行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。
2.工程實例
某工程建筑面積33820m2，地上十三層，地下一層，其地下室基坑采用土釘墻支護(hù)方案，基坑開挖深度為6.15m。
2.1工程地質(zhì)情況。
開挖深度范圍內(nèi)地質(zhì)特征分層描述如下：
?、匐s填土：灰黃色，以碎石塊、粘性土等組成；松散稍密；層厚0.2～1.5m，全場分布。
?、谡惩粒夯液稚?，含鐵錳質(zhì)斑點，少量腐植物碎屑，可～軟塑，層厚0.4～1.8m，局部缺失。
③淤泥：青灰色，含少量粉細(xì)砂，腐植物碎屑，零星貝殼殘片，土性呈流塑，層厚13.0～15.4m，全場分布。
2.2設(shè)計情況
計算軟件采用北京理正軟件研究所“理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件”F-SPWV4.33，基坑重要系數(shù)，基坑周邊施工荷載=15KPa。
2.3施工要點
2.3.1土方開挖。
本工程土釘主斷面處土方開挖分四個層次，第一層挖深1.3m，水平分段長度不大于12m進(jìn)行跳挖，邊挖邊進(jìn)行支護(hù)施工。第一層支護(hù)完成后再進(jìn)行第二層土開挖，第二層每段開挖長度不得超過10m，挖深2m。第三層土挖深2m，第四層土挖深0.85m，每段開挖長度不超過6m。
當(dāng)土方開挖至標(biāo)高-6.45m處，開挖時采用“五邊”法，即邊挖土，邊鑿去工程樁上部多余樁長，邊鋪片石基層，邊澆混凝土墊層，邊砌地梁和承臺磚胎模。這樣既能加快工期，又保護(hù)基坑土體不長期暴露，有利于基坑穩(wěn)定。
2.3.2錨桿制作。
本工程錨桿施工部位為淤泥土，機(jī)械成孔較為困難，故錨桿制作因地制宜。其制作方法：桿頭采用150鐵質(zhì)錐形擴(kuò)孔頭，桿身采用48×2.5焊接鋼管，在鋼管外壁上鉆3排梅花形直徑8mm的出漿孔，沿桿長方向每300mm設(shè)一個。桿端1m處為自由段不開孔，用止?jié){編絲袋隔開，每孔前焊20mm長10鋼筋頭，在錨桿壓入土體時減少淤泥土進(jìn)入桿內(nèi)，同時可增加握窠力，錨桿長度按設(shè)計進(jìn)行斷料，管與管對接時外圍均布314，L=140mm單面焊接。
2.3.3錨桿注漿和砼墻施工。
本工程注漿砂漿配合比為水泥：砂：水=1：0.3：0.5，每米錨桿注漿必須大于30Kg水泥，采用低壓（0.4～0.6MPa）方法注漿裹管。注漿分三段，第一段壓力注漿時應(yīng)用32高壓管直通入管底注漿；拔出注漿管3m，進(jìn)行第二段注漿，再拔出3m，進(jìn)行第三段注漿，直至達(dá)到注漿量與注漿壓力要求。土釘墻厚100mm，分二層施工，第一層厚70mm，在人工修整邊坡后，直接噴射在泥土側(cè)壁，之后鋪設(shè)6.5@250×250雙向鋼筋網(wǎng)及14骨架鋼筋，然后噴射厚30mm的第二層混凝土。
3.土釘墻基坑穩(wěn)定分析
3.1支護(hù)觀測及失穩(wěn)處理。
3.1.1支護(hù)觀測主要內(nèi)容為支護(hù)結(jié)構(gòu)位移的量測和肉眼觀察地表開裂情況，本工程基坑周圍共設(shè)23個觀測點，在基坑施工中，每天觀測一次，其第46次觀測位移累計數(shù)據(jù)。
3.1.2由觀測數(shù)據(jù)可知，最大位移發(fā)生在7#～9#點，最大水平位移達(dá)202mm，垂直位移364mm，已超出變形許可范圍，同時用眼觀測此段基坑周邊已出現(xiàn)裂縫，因此作如下處理：
（1）卸掉此段基坑周邊土，以減輕土體主動土壓力。
?。?）基坑內(nèi)壁堆積砂包，以減少側(cè)壁進(jìn)步位移。
其它部位，部分位移雖然較大，但觀測時，變形已基本穩(wěn)定，地表無明顯裂縫，坑壁無坍塌，總體穩(wěn)定性良好，基坑圍護(hù)是安全的，可不作處理。
3.2錨桿抗拔試驗。
?。?）為檢測錨桿抗拔力，確保土釘墻質(zhì)量，選取一組三根（編號為S1#、S2#、S3#、）錨桿進(jìn)行抗拔試驗。
?。?）參照基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程，CEC96：97的規(guī)定，采用以下方案進(jìn)行試驗。
（3）選用設(shè)備：加載設(shè)備利用上海千斤頂廠生產(chǎn)的QFZ450-25型的油壓張拉千斤頂，一只行程為50mm的位移計觀測錨頭的變位情況。加載壓力及位移觀測由武漢巖海技術(shù)開發(fā)有限公司研制的RS-JYB靜載荷測試儀顯示與記錄。
?。?）試驗方法：分五級加載，每級荷載17/16KN，要求最大加載力為84KN，試驗過程中每級加載后，第0，1，6，10min測讀一次變位數(shù)據(jù)，若同級荷載作用下1min與10min的位移增量小于1mm，即可施加下一級荷載；否則應(yīng)保持荷載不變繼續(xù)測15，30，60min的位變，若6min與60min的位移增量小于2mm，可進(jìn)行下一級加載，否則即為達(dá)到極限荷載。
?。?）試驗成果：綜合試驗錨桿的荷載一位變一時間關(guān)系，匯總有關(guān)數(shù)據(jù)如下。
從試驗的結(jié)果分析，本次的S1#、S2#、S3#錨桿的抗拔極限力為68KN，均未達(dá)到最大極限植84KN。
3.3位變原因分析。
根據(jù)基坑位移觀測點位變偏大及抗拔試驗極限承載力偏低的情況，分析其原因如下：
3.3.1設(shè)計原因。
?。?）根據(jù)土體力學(xué)指標(biāo)及相關(guān)數(shù)據(jù)，代以上公式，支護(hù)主斷面的從上到下六根土釘?shù)氖芰η闆r，土釘抗拉承載力計算。
?。?）由計算結(jié)果可知，1#～4#錨桿滿足土釘抗拉的基本要求，5#、6#錨桿的土釘抗拉設(shè)計值小于土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值。由此原因，形成局部土釘墻觀測點位移偏大，為確保基坑安全，在基坑底部增設(shè)一排120L=4m@500的松木樁，在坑壁增設(shè)二排48L=9m@1000花桿以分擔(dān)部分土體側(cè)壓力。
3.3.2施工原因。
本工程錨桿制作時，錐形擴(kuò)大頭直徑采用89，采用0.4～0.6MPa壓力注漿，據(jù)監(jiān)理施工記錄，第一排錨桿注漿量可達(dá)到每米錨桿30Kg水泥用量，其余錨桿均未達(dá)到注漿量要求，由此可知，土釘錨固體直徑亦未能達(dá)到設(shè)計要求，造成土釘實際拉拔力降低，形成基坑位移偏大。
4.結(jié)語
?。?）土方分層分段跳挖是土釘墻施工的一大特點，是確保支護(hù)安全的關(guān)鍵，施工時嚴(yán)禁亂挖或一挖到底。
?。?）土釘錨桿每米水泥灌注量是施工中重要指標(biāo)，本工程由于施工時土釘孔徑太小，造成水泥灌注量不足。因此注漿時要確保水泥用量，使得土釘錨固體直徑達(dá)到設(shè)計要求，以保證土釘?shù)目拱纬休d力。
?。?）根據(jù)地質(zhì)實際情況，應(yīng)驗算土釘抗拔力，以確定合理的錨桿長度和孔徑，避免因土釘抗拔力不足引起基坑位移過大。
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