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)。近年來土釘墻支護(hù)技術(shù)己在我國基坑工程中廣泛應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。土釘支護(hù)法在不良土層中的良好適用性與較優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，是該方法的重要特點(diǎn)之一。本文作者通過工程實(shí)踐，對土釘支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)做了簡要分析，并探討了土釘支護(hù)的構(gòu)造與施工。
一、土釘墻的概念及組成部分
土釘墻是在原位土中敷設(shè)較為密集的土釘，并在土邊坡表面布置鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面層，通過土釘、面層和原位土體三者的共同作用而支護(hù)邊坡或邊壁。土釘墻體同時(shí)也構(gòu)成了一個(gè)就地加固的類似重力式擋土結(jié)構(gòu)。
二、土釘墻邊坡支護(hù)的機(jī)理
土釘墻加固與傳統(tǒng)的護(hù)坡和擋土墻支撐機(jī)理不一樣。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的作用，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。
三、土釘墻邊坡支護(hù)受力機(jī)理
在土釘支護(hù)體系中，土釘是重要的受力構(gòu)件，土釘?shù)淖饔檬菍⒆饔糜诿鎸拥耐翂毫Γㄟ^土釘與土體的磨阻力傳遞到穩(wěn)定的地層中去，類似于土層錨桿；通過密而短的土釘將支護(hù)后土體的變形約束起來，形成由土體、注漿體及土釘組成的復(fù)合土體，復(fù)合土體類似于重力式壩受力。這種作用類似于加筋土擋土支護(hù)；不管用什么形式施工的土釘，土釘通道都是注漿孔，該注漿不僅形成了土釘擋墻與地層之間的摩擦帶，同時(shí)以劈裂、滲透及壓密注漿的形式加固了支護(hù)后土體，這種作用類似于壓密注漿機(jī)理。
四、土釘墻邊坡支護(hù)的施工質(zhì)量控制
1、原材料控制
⑴鋼材
鋼筋的種類、型號及尺寸規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，宜采用H級或工H級鋼筋，鋼筋購進(jìn)后應(yīng)妥善保管，防止銹蝕，制作時(shí)應(yīng)調(diào)直、除銹、除油，應(yīng)進(jìn)行物理力學(xué)性能或化學(xué)成份分析試驗(yàn)，焊接用的鋼材，應(yīng)作可焊性和焊接質(zhì)量的試驗(yàn)。
⑵水泥
采用普通硅酸鹽水泥，必要時(shí)采用抗硫酸水泥，不得使用高鋁水泥。水泥應(yīng)符合現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，必須有制造廠的試驗(yàn)報(bào)告單、質(zhì)量檢驗(yàn)單、出廠證等證明文件，并按其品種、標(biāo)號、試驗(yàn)編號等進(jìn)行檢查驗(yàn)收并取樣檢驗(yàn)，按檢驗(yàn)結(jié)果合理使用。袋裝水泥在儲(chǔ)運(yùn)時(shí)應(yīng)妥善保管、防雨、防潮，堆放在距離地面一定高度的堆架上，嚴(yán)禁拋摔和損壞包裝袋，嚴(yán)禁使用受潮或不同標(biāo)號品種混雜的水泥。
⑶骨料
石料和砂料(瓜子片、中細(xì)砂)應(yīng)有檢驗(yàn)報(bào)告單，粒徑小于2mm的中砂，砂的含泥量按重量計(jì)不大于3%，粒徑小于12mm碎石或瓜子片，含泥量按重量計(jì)不大于3%。
⑷拌合用水
水中不含有影響水泥正常凝結(jié)硬化的有害雜質(zhì)，不得含油脂、糖類及游離酸等；污水、PH值小于4的酸性水和含硫酸根離子超過水重1%的水均不得使用；使用自來水或清潔的天然水作拌合用水，可免作試驗(yàn)。
2、開挖過程中的質(zhì)量控制
土釘支護(hù)是從上到下分層進(jìn)行的，隨挖隨支護(hù)。開挖深度須符合設(shè)計(jì)要求，一般約為0.8～2.5m，嚴(yán)禁超挖。坡角大小和坡面平整度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求?；右淮伍_挖長度視邊坡允許變形范圍、自然時(shí)間和施工流程相互銜接情況定。地址條件好，含水量少，施工速度快，長度可大些，反之要小些。通?？刂圃?0m以內(nèi)。在不良地層中施工，還可以采取跳槽間隔開挖，以及暫時(shí)開挖成斜坡待設(shè)置土釘后在清坡的辦法。
3、土釘施工中的質(zhì)量控制
土釘施工包括定位、成孔、置筋、注漿等工序，要保證土釘?shù)馁|(zhì)量，必須對這幾道工序的施工要嚴(yán)格控制。
⑴定位
土釘?shù)亩ㄎ灰鶕?jù)設(shè)計(jì)的要求，控制土釘間距和土釘與頂面、底面的距離，在坡面上做好標(biāo)記。
⑵成孔
按設(shè)計(jì)要求定孔位，允許誤差為±50mm；孔徑允許誤差±20mm；孔深允許誤差±200mm；孔斜角允許誤差±5度。
在用鋼管打入法設(shè)置土釘時(shí)，不需要進(jìn)行預(yù)先鉆孔。但直接打入土釘?shù)霓k法對含塊石的土是不適宜的，在松散的弱膠結(jié)粒狀土中應(yīng)用時(shí)要謹(jǐn)慎，以免引起土釘周圍土體局部結(jié)構(gòu)破壞而降低土釘與土體間的粘結(jié)力。
⑶土釘防腐
為保證土釘鋼筋的防腐能力，在正常環(huán)境條件下，對臨時(shí)性支護(hù)工程，一般僅由砂漿做銹蝕防護(hù)層，也可在鋼筋表面涂一層防銹涂料；對永久性工程，可在鋼筋外加環(huán)樁塑料保護(hù)層或涂多層防腐涂料，以提高鋼筋銹蝕防護(hù)的能力。
⑷置筋
在置筋前，要采用壓縮空氣將孔內(nèi)殘留及擾亂的廢土清除干凈。放置的鋼筋一般采用II級螺紋鋼筋，為保證鋼筋在孔中的位置，在鋼筋上每隔2m焊置一個(gè)定位架。
⑸注漿
土釘注漿可采用灰漿泵或砂漿泵灌注，漿液采用純水泥漿或水泥砂漿。為保證土釘與周圍土體緊密結(jié)合，在孔口處設(shè)置止?jié){塞并旋緊，使其與孔壁緊密貼合。在止?jié){塞上將注漿管插入注漿口，深入距孔底0.2～0.5m處，注漿管連接注漿泵，邊注漿邊向孔口方向拔管，直至注滿為止，放松止?jié){塞，將注漿管與止?jié){塞拔出，用粘性土或水泥砂漿充填孔口。注漿開始或中途停止超過30min時(shí)，應(yīng)用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及其管道。水泥漿、水泥砂漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥漿、水泥砂漿應(yīng)在初凝前用完。
⑹鋼筋網(wǎng)
鋼筋網(wǎng)通常用鋼筋使用前應(yīng)調(diào)直并清除污垢，鋼筋網(wǎng)宜在噴射一層混凝土后鋪設(shè)，鋼筋與坡面的間隙不宜小于20mm，鋼筋網(wǎng)宜采用綁扎，鋼筋網(wǎng)與土釘應(yīng)連接牢固，鋼筋網(wǎng)外側(cè)宜用加強(qiáng)筋固定在土釘上。
4、噴射混凝土的質(zhì)量控制
⑴對噴射混凝土施工中的質(zhì)量控制
噴射混凝土的鋼筋網(wǎng)，應(yīng)在噴射前鋪設(shè)，鋼筋網(wǎng)之間搭接長度應(yīng)不小于200mm，鋼筋網(wǎng)用插入土中的鋼筋固定，與土釘應(yīng)連接牢固。
為了保證噴射混凝土的質(zhì)量，要對拌合料攪拌處、噴射機(jī)處和噴嘴處的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。
在拌合料攪拌處，必須控制材料質(zhì)量及配合比符合設(shè)計(jì)要求，拒絕使用任何不可靠的水泥和級配不良、質(zhì)量差或含水率大于7%（按重量計(jì)）的骨料。
⑵噴射混凝土強(qiáng)度和厚度的檢驗(yàn)
①強(qiáng)度檢驗(yàn)
噴射混凝土應(yīng)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試塊數(shù)量可每500m2取一組，可選擇下列四種方法之一：
a.采用金剛石鉆機(jī)，在養(yǎng)護(hù)28d的面層上直接取樣做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
b.在已噴好的具有一定強(qiáng)度的基坑邊壁上用鑿巖機(jī)打密排鉆孔，取出長約35mm、寬15mm的混凝土塊，再用切割機(jī)加工成10cm×10cm×10cm的立方體試塊，養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
c.將混凝土直接噴在15cm×15cm的鋼模內(nèi)，噴射條件和配比與實(shí)際施工相同。當(dāng)噴射混凝土終凝后，用小刀刮除凸出部分并用砂漿抹平，養(yǎng)護(hù)至28d后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
d.將混凝土噴在35cm×45cm×12cm或20cm×45cm×12cm的模板內(nèi)，噴射條件和配比與實(shí)際工程施工相同。當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，用切割法去掉周邊，加成10cm×10cm×10cm的立方體試塊，養(yǎng)護(hù)到28d后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
②厚度檢驗(yàn)
噴層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，合格條件為全部檢查孔處厚度的平均值應(yīng)大于設(shè)計(jì)厚度，最小厚度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度的80%。為了保證噴射混凝土的厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。噴射混凝土施工時(shí)，可用測針等方法作為大致標(biāo)準(zhǔn)來控制噴層厚度。噴層厚度可采用針探法或鉆孔法進(jìn)行檢測，檢查數(shù)量為100m2取一組或選擇有疑慮的斷面為一組，每組不小于3個(gè)點(diǎn)。檢測噴層厚度的另一個(gè)簡便方法就是量取預(yù)埋鋼筋頭的長度。
5、測量監(jiān)測
對于土釘墻基坑支護(hù)工程，監(jiān)測工程是非常必要的，最為直觀和最為重要的監(jiān)測是土釘墻頂面的水平位移和垂直位移。對土體內(nèi)部變形的監(jiān)測，可在坡面后不同距離的位置布置測斜管，用測斜儀進(jìn)行觀測。其它的監(jiān)測項(xiàng)目，如土釘應(yīng)力、土壓力和面層應(yīng)力等，可根據(jù)實(shí)際工程的需要選擇。做好施工期間的監(jiān)測，可以達(dá)到信息化施工的目的，對保證工程質(zhì)量和安全具有重要的意義。
五、結(jié)束語
土釘支護(hù)技術(shù)能有效調(diào)用土體自身的強(qiáng)度和自身的穩(wěn)定性，是提高巖土工程穩(wěn)定性和解決復(fù)雜巖土工程穩(wěn)定問題最經(jīng)濟(jì)最有效的之一。伴隨著良好社會(huì)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)體制的發(fā)展，土釘支護(hù)技術(shù)以其顯著的造價(jià)、經(jīng)濟(jì)、施工工藝等方面的優(yōu)點(diǎn)，除廣泛的應(yīng)用于一般土層和軟土支護(hù)外，還將大量地運(yùn)用于流砂、復(fù)雜填土、強(qiáng)膨脹土和砂礫等不良土層中，那些待解決的問題也必將在廣大工作者的努力中為人們探知！
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