摘要:本文結(jié)合工程實例,針對某商務(wù)樓基坑圍護工程,對工程中土釘墻施工特點、適用范圍和支護施工等幾方面進行了分析。以供參考!
目前,基坑支護的方法很多,如地下連續(xù)墻、護壁樁、預(yù)應(yīng)力錨桿、土釘墻等,其中土釘墻是一種較為經(jīng)濟實用的支護型式,合理的設(shè)計、正確的施工,將會取得良好的經(jīng)濟效益。本工程中應(yīng)用土釘墻施工技術(shù),在保證安全的前提下,做到了工期最快、質(zhì)量最好、造價最小。
一、土釘墻支護結(jié)構(gòu)的特點及適用范圍
1、土釘墻支護結(jié)構(gòu)的特點
土釘墻支護結(jié)構(gòu)是一種原位土體加固技術(shù),它是將土釘安設(shè)或打入基坑邊坡土體內(nèi),將土體加固成能自穩(wěn)的擋土結(jié)構(gòu)。土釘是置入于現(xiàn)場原位土體中以較密間距排列的細長桿件,且外包水泥砂漿的一種構(gòu)件。土釘作用是沿通長與周圍土體接觸,以群體與土體接觸界面上的粘聚力或摩擦力,使土釘被動受拉給土體以約束,使其達到穩(wěn)定邊坡的作用。
2、土釘墻支護結(jié)構(gòu)的適用范圍
土釘墻支護應(yīng)用范圍非常廣泛,主要有:
(1)土體開挖時的臨時支護,高層建筑等深基坑開挖,地下機構(gòu)施工開挖,土坡開挖等。
(2)永久擋土結(jié)構(gòu),這類工程一般與施工開挖時的臨時支護結(jié)合,如路塹土坡?lián)鯄?、橋臺擋墻等。
(3)現(xiàn)有擋土結(jié)構(gòu)和支護的修理,改建與搶修加固等。
(4)邊坡穩(wěn)定,用于加固可能失穩(wěn)的堤坡。
3、土釘墻的構(gòu)造
土釘墻由土釘和面層兩部分構(gòu)成,土釘主要包括鉆孔注漿土釘和打入式土釘兩種形式。
(1)鉆孔注漿土釘為最常用的土釘,一般采用16~32mm的Ⅱ、Ⅲ級鑼紋鋼筋,70~120mm鉆孔中形成。注漿材料為水泥凈漿或水泥砂漿,其強度不低于M10。水泥漿水灰比一般為0.5左右,水泥砂漿配合比一般1:1~1:2,水灰比為0.38~0.45。注漿土釘設(shè)定位支架以使鋼筋居中,孔口宜設(shè)置止槳塞及排氣管。
(2)打入式土釘一般采用鋼管等材料打人土中形成。打入式土釘一般釘長較短。施工簡單快速,但不宜用于密實膠結(jié)土中。當(dāng)打入鋼管為周圍帶孔的閉口鋼管時,可在打入后管內(nèi)注漿,增強土釘與土的粘結(jié)力,提高土釘?shù)目拱文芰?。土釘長度宜為開挖深度0.5~1.2倍,土釘?shù)拈g距宜為0.6~1.2m,土釘與水平夾角為10°~20°,土釘墻的墻面坡度不宜大于1:0.1。
(3)面層為土釘墻的重要組成部分。一般由6~氀洀洀,間距150~300mm的鋼筋網(wǎng),強度等級不低于C20的噴射混凝土組成,面層厚度一般為80~150mm。為保證土釘與墻面的有效連接,可采用加強鋼筋與土釘和分布鋼筋連接,也可采用加承壓墊板方法連接。
(4)當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r,應(yīng)采取降水或截水措施;土釘墻墻頂應(yīng)采用砂漿或混凝土護面,坡頂和坡腳應(yīng)設(shè)排水措施,坡面上可根據(jù)具體情況設(shè)置泄水孔。
二、工程實例
某商務(wù)樓工程,地上為12層,地下為1層,總建筑面積為28812平方米?;诱嫉孛娣e為3500平方米,實際開挖深度達5.10米。其中基坑西面為空曠場地,北面為一條河道,水位較高,距基坑邊最小距離為15米左右,其余兩面緊鄰城市干道。為節(jié)省造價,工程支護主要采用了二級放坡土釘墻支護形式,局部轉(zhuǎn)角部位采用灌注樁加上部3米土釘支護,土釘采用20鋼筋,長度分別為6m、9m,鉆孔注漿??又胁捎霉芫邓瑫r基坑周邊輔以5套輕型井點降水。場區(qū)主要土層自上而下分別為:①素填土0.3~1.0m②粉質(zhì)粘土0.5~2.5m③淤泥質(zhì)粘土1.3~8.7m。
三、支護施工
1、土釘支護施工流程
開挖第一層土方→修坡→埋控制噴射混凝土厚度的標志→噴射第一層混凝土、混凝土養(yǎng)護,鉆孔→安設(shè)土釘→壓力注漿→綁扎墻面鋼筋網(wǎng)→釘端鎖定筋與鋼筋網(wǎng),水平垂直加強筋焊接,二次噴射混凝土→養(yǎng)護→開挖下一層土方、重復(fù)以上工序,直至最后一層土。
2、施工要點
(1)每一層工作面開挖深度為1.6m,其中最后一層工作面開挖至-4.8m,余土人工開挖。
(2)采用PZ-5型噴射混凝土機施工,噴射混凝土前,應(yīng)對機械開挖的坡面及時修坡,第一層混凝土厚度控制在40~5Omm,檢查機械設(shè)備。水管路和電線的狀態(tài)并試運行,埋設(shè)好噴射混凝土厚度的標志,噴射作業(yè)應(yīng)分段分片進行,同一分段噴射順序應(yīng)自上而下,噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直且距離宜為0.6~1.0m,噴射混凝土終凝后應(yīng)及時噴水養(yǎng)護3d。
(3)采用專用鉆孔機械成孔,成孔后及時安設(shè)土釘以防止坍塌,土釘鋼筋制作應(yīng)按設(shè)計要求提前預(yù)制,使用前應(yīng)調(diào)直并除銹去污,混凝土宜加入早強劑以提高早期強度,停止注漿如超過30min,應(yīng)用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及管路后再繼續(xù)灌注。
(4)鋼筋網(wǎng)為6@200200mm雙向,應(yīng)與土釘連接牢固,保證在噴射混凝土?xí)r鋼筋不晃動,鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層應(yīng)向上翻過邊坡頂部1.0m;鋼筋搭接長度為35d,土釘端部鎖定筋應(yīng)與鋼筋網(wǎng)、水平垂直加強筋相互焊接,加強筋直徑≮16mm;鋼筋網(wǎng)安裝完畢并自檢合格后,及時進行隱蔽驗收。
?。?)注漿分為兩次注漿,第一次壓力為0.4MP,第二次為0.8MP,第二次注漿按規(guī)定應(yīng)在第一次注漿漿體初凝前完成,本工程實際控制在第一次注漿2~3小時范圍內(nèi)。
(6)噴射第二層混凝土前,應(yīng)去除第一層混凝土松散、松動的部分,混凝土的總厚度為100mm。第二層混凝土噴射完畢且終凝后,應(yīng)及時灑水養(yǎng)護,日噴水不少于3次,養(yǎng)護時間不少于3d。
四、基坑監(jiān)測
1、應(yīng)及時對支護結(jié)構(gòu)及周邊建筑物的安全性及穩(wěn)定性進行跟蹤監(jiān)測;基坑開挖前,在2倍開挖深度以外,至少設(shè)置兩處位移觀測基準點。
2、在基坑四周緊鄰的圍墻上合理布置監(jiān)測點,基坑邊緣以外1~2倍開挖深度范圍內(nèi)需要保護的物體及土釘墻支護結(jié)構(gòu)本身,均應(yīng)作為監(jiān)控對象。
3、各項監(jiān)測的時間間隔可根據(jù)施工進程確定,在雨期及土方開挖過程中,要適當(dāng)加密觀測頻率,當(dāng)變形超過有關(guān)標準或監(jiān)測結(jié)果變化速率較大時,應(yīng)加密觀測次數(shù),當(dāng)有事故征兆時,應(yīng)進行連續(xù)監(jiān)測。
4、觀測結(jié)果要形成正式書面資料并作為邊坡是否變形的依據(jù),如發(fā)現(xiàn)邊坡失穩(wěn)或變形超標,應(yīng)及時處理后方可繼續(xù)作業(yè)。在本工程中就發(fā)生一個問題,下層坡面監(jiān)測均正常,但在東側(cè)及東南側(cè)第一層土釘坡面先后出現(xiàn)裂縫,修補后仍繼續(xù)出現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場分析判斷,由于東南兩側(cè)均為城市干道,道路邊原有綠化帶,因工程需要綠化移植,但該處土體表面一直未處理。分析裂縫原因其一為該處綠化土松軟,其二下雨后大量雨水被該處土體吸收,導(dǎo)致表層土滑移產(chǎn)生裂縫。雖然開始時尚未對下層坡體產(chǎn)生嚴重影響,但如果不加以重視,任其發(fā)展下去勢必會造成嚴重后果。為此,現(xiàn)場當(dāng)即要求施工單位對該兩處坡頂面全部硬化處理,并采取辦法將表層降水及時引流至城市排水管網(wǎng),后經(jīng)監(jiān)測,情況恢復(fù)正常。
五、注意的事項
隨著基坑開挖深度的不斷增加,施工難度、技術(shù)難度也增大,施工單位承擔(dān)的風(fēng)險越來越大,這些問題的存在,要求深基坑的設(shè)計和施工人員必須選擇技術(shù)可行、造價合理、安全可靠的支護方案,下面就土釘墻支護技術(shù)在深基坑中應(yīng)注意的幾個事項談一下看法:
1、施工前應(yīng)徹底熟悉、掌握工程地質(zhì)勘探情況,地下障礙物分布、埋深情況,地下洞穴、地下管線、滲水井的分布埋深情況等。
2、要掌握地下排水管線的材質(zhì)、距離、使用壽命、管徑、排量、充滿情況、是否滲漏、有無損壞等。
3、要掌握地下水分布情況,及時掌握雨水期施工地下水變化情況,并及時調(diào)整土釘分布數(shù)量。在本工程施工中就遇到一個問題,由于基坑北面為一條河道,河道局部地段在修筑駁岸后回填土質(zhì)量較差,且該處還有一條暗浜與其相連,暗浜的填土質(zhì)量也較差,結(jié)果導(dǎo)致該處水系與河道相通?;釉诖颂庨_挖,土釘成孔放置后,一直有水自土釘孔內(nèi)及該處坡面滲出,坡面噴射混凝土后時間不長就整塊脫落。為此,現(xiàn)場查明原因后,決定對該處基坑與河道之間進行壓密注漿,通過壓密注漿后將該處河道內(nèi)的水通道阻斷,同時在該坡面增加幾個泄水孔,這樣才得以解決問題。
4、基坑開挖時要及時掌握地基土變化情況,如出現(xiàn)砂類土要調(diào)整放坡,出現(xiàn)飽和土要查明原因,調(diào)整施工方案,制定相應(yīng)措施。
5、土釘?shù)脑O(shè)計位置應(yīng)避開地下隱蔽物、管線、坑道、井穴,對于給排水管線、運輸通道一側(cè)的加固土釘墻、應(yīng)按復(fù)合土釘墻設(shè)計。
6、土釘孔注漿應(yīng)派有責(zé)任心的人員實施,孔口用預(yù)制半月形混凝土塊封堵,以防漿液過多外流,并及時檢查釘孔注漿飽滿度;對于漿液流失過多釘孔,應(yīng)及時補漿,保證釘孔注漿符合規(guī)范標準要求。
7、土釘墻施工要隨時注意天氣變化,噴射混凝土面層時盡量避開雨天。
8、普通土釘墻要根據(jù)設(shè)計要求做好基礎(chǔ)設(shè)施和施工,普通土釘墻基礎(chǔ)是非常重要的構(gòu)件,它是普通土釘墻起穩(wěn)定作用的一個重要保證,特別是8m以上的普通土釘墻必須按設(shè)計要求做好墻基礎(chǔ)。
9、噴射混凝土面層施工,要根據(jù)原材料的含水率,及時調(diào)整用水量,當(dāng)土釘墻坡度較大,噴射混凝土落地較多時,應(yīng)及時回收利用或派專業(yè)抹灰工利用落地混凝土補抹土釘墻,做到因地制宜、就地取材、減少浪費。
六、結(jié)束語
土釘墻支護深基坑工程與傳統(tǒng)的支護形式相比,有以下特點:
1、應(yīng)用范圍廣,可用于臨時支護、道路工程、橋臺擋墻。
2、材料用量和工程量少,施工速度快,工期可縮短一半以上。
3、施工輕便、操作方法簡單、對場地土層的適應(yīng)性強。
4、經(jīng)濟、安全可靠。與一般的支護結(jié)構(gòu)比可節(jié)省費用50%以上。
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