摘要：本文論述了土釘墻在工業(yè)廠房地下室基坑工程中設(shè)計及技術(shù)應(yīng)用。通過對基坑周圍近距離廠房基礎(chǔ)地基加固的方法，保證新建廠房基坑開挖期間不影響周圍廠房的生產(chǎn)與安全性。
1引言
土釘墻是由天然土體通過對開挖面邊坡的加固，使其與噴射混凝土面板相結(jié)合形成一個類似重力擋墻，以此來抵抗墻后的土壓力；從而保持開挖面邊坡的穩(wěn)定，這個土擋墻稱為土釘墻。土釘墻施工技術(shù)在我國應(yīng)用始于上世紀(jì)80年代初，由于它具有材料用量少，施工速度快，安全可靠，經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，土釘墻支護(hù)技術(shù)特點(diǎn)為使用常用施工機(jī)具，工藝簡單，能夠適應(yīng)比較狹小的工作場地，深受廣大施工技術(shù)人員的重視，是現(xiàn)階段基坑邊坡和護(hù)壁加固值得推廣的技術(shù)。
2土釘墻特點(diǎn)及應(yīng)用范圍
2.1土釘墻特點(diǎn)
土釘墻是高強(qiáng)度土釘、網(wǎng)噴混凝土面層及原狀土三者共同受力，增強(qiáng)了土體破壞延性，很好地改變了邊坡穩(wěn)定的性質(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，縮短了工期。在投資方面，因土釘利用了土體的自承載能力，使基坑周圍土體轉(zhuǎn)化為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，經(jīng)濟(jì)效益可觀。土釘墻支護(hù)一般適合于地下水位以上或經(jīng)過降排水措施后的素填土、普通粘性土、粘性的砂土和粉土等較均勻土體邊坡。近年來，該項技術(shù)在基坑開挖中的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，不僅在砂性土的基坑開挖中廣泛應(yīng)用，而且在填土和軟弱土層中也得到成功應(yīng)用。
2.2土釘墻支護(hù)應(yīng)用范圍
?、磐馏w開挖時的臨時支護(hù)。用于深基坑開挖，地下結(jié)構(gòu)施工開挖，場地、公路土坡開挖等。
?、朴谰脫跬两Y(jié)構(gòu)。這類工程一般與施工開挖時的臨時支護(hù)相結(jié)合，如隧道洞門端部擋墻和洞口兩側(cè)擋墻，路塹土坡?lián)鯄?、橋臺擋墻等。
?、乾F(xiàn)有擋土結(jié)構(gòu)和支護(hù)的修理、改建、搶險加固。如各類擋土墻的維修和加固，以及各類支護(hù)發(fā)生失穩(wěn)或變形過大時的搶險加固等。
?、冗吰路€(wěn)定。用于加固可能失穩(wěn)的堤坡。
?、赏玲攭Ρ旧碜冃魏苄。瑢ο噜徑ㄖ镉绊懖淮?。
2.3土釘墻的構(gòu)造
土釘墻結(jié)構(gòu)由土釘和面層兩部分組成，常用土釘主要有鉆孔注漿土釘和打入式土釘兩種形式。
(1)鉆孔注漿土釘是最常用的土釘，一般采用φ6~φ32mm的鋼筋，置于φ70~φ120mm鉆孔中，采用強(qiáng)度等級不低于M10的水泥漿或水泥砂漿注入孔中形成。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。
（2）打入式土釘一般采用鋼管材料打入土中形成，通常釘長較短，施工簡單快速，但不易用于密實膠結(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(qiáng)土釘與土的粘結(jié)力，提高土釘?shù)目拱瘟Α?/div>
土釘長度一般為開挖深度的0.5~1.2倍，間距為1~2m，與水平夾角為5~20°。注漿方式有低壓注漿和高壓注漿。面層為土釘墻的重要組成部分。土釘結(jié)構(gòu)的面層雖不是結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，但它是傳力體系的一個重要部分，也起保證各土釘之間土體的局部穩(wěn)定性，防止場地土體被侵蝕風(fēng)化的作用。面層應(yīng)在每一階段開挖后立即設(shè)置，以限制原位土體的減少并阻止原土的力學(xué)性質(zhì)特別是抗剪強(qiáng)度的降低。
3土釘墻基本機(jī)理研究
3.1土釘墻的作用機(jī)理
土體的抗剪強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度幾乎可以忽略，但土體具有一定的結(jié)構(gòu)整體性，在基坑開挖時，可存在使邊坡保持直立的臨界高度，但在超過這個深度或有地面超載時將會發(fā)生突發(fā)性的整體破壞。一般護(hù)坡措施均基于支擋護(hù)坡的被動制約機(jī)制，以擋土結(jié)構(gòu)承受其后的土體側(cè)壓力，防止土體整體穩(wěn)定性破壞。
土釘墻技術(shù)則是在土體內(nèi)放置一定長度和分布密度的土釘與土體共同作用，彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不足。因此土釘墻是通過以增強(qiáng)邊坡土體自身穩(wěn)定性的主動制約機(jī)制為基礎(chǔ)的復(fù)合土體，有效地提高了土體的整體剛度，彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。通過相互作用、土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞的性狀，顯著提高了整體穩(wěn)定性；更重要的是土釘墻受荷載過程中不會發(fā)生素土邊坡那樣的突發(fā)性塌滑，土釘墻不僅延遲塑性變形發(fā)展階段，而且具有明顯的漸進(jìn)性變形和開裂破壞，不會突發(fā)整體性塌滑。
3.2土釘作用機(jī)理
土釘在復(fù)合土體內(nèi)的作用有以下幾點(diǎn)：（1）土釘對復(fù)合土體起箍束骨架作用制約土體變形并使復(fù)合土體構(gòu)成一個整體。（2）土釘與土體共同承擔(dān)外荷載和土體自重應(yīng)力，土釘起分擔(dān)作用，由于土釘有很高的抗拉抗剪強(qiáng)度，所以土體進(jìn)入塑性狀態(tài)后，應(yīng)力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移，土釘分擔(dān)作用更為突出。（3）土釘起著應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用推遲開裂區(qū)域的形成和發(fā)展。（4）坡面變形的約束作用，在坡面上設(shè)置的與土釘連接的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面板限制坡面開挖卸荷而膨脹變形，加強(qiáng)邊界約束的作用。
3.3土釘墻施工步驟
土釘墻施工由：挖土、坡面整修、土釘(錨管)施工、掛網(wǎng)、噴射混凝土作業(yè)、噴射混凝土養(yǎng)護(hù)、技術(shù)質(zhì)量保障構(gòu)成。
4土釘墻應(yīng)用實例
云南銅業(yè)股份有限公司稀貴分廠綜合樓(以下簡稱綜合樓)為地下一層(地下室深度5m)，地上四層框剪結(jié)構(gòu)，建筑總高度約20m。單柱最大荷載為700t。擬建場地位于昆明市王家橋云南銅業(yè)股份有限公司稀貴分廠內(nèi)部，場地地面標(biāo)高介于1916.24～1916.58m，較為平坦，屬滇池沉積盆地邊緣地帶，地下水位在7米以下。根據(jù)場地實際情況、地質(zhì)報告及上部結(jié)構(gòu)要求，經(jīng)多方案分析比較，確定對基坑采取如下的支護(hù)治理措施。
4.1土釘墻設(shè)計支護(hù)簡圖
⑴對基坑（即平面圖的a-b段）和基坑（即平面圖的d-e-f段）分別緊鄰基坑邊為4層磚房和自行車棚，故對基坑（邊坡或壁）采用φ500水泥土攪拌樁作為止水帷幕結(jié)合土釘墻進(jìn)行支護(hù)。
⑵對基坑其他部分（即平面圖b-c-d、、f-g-a段），基坑周圍較為空曠，對基坑進(jìn)行適當(dāng)放坡，并采用φ500水泥土攪拌樁作為止水帷幕結(jié)合土釘墻進(jìn)行支護(hù)。
?、腔釉O(shè)置排水溝、集水井等作為必要的降、排水措施。
4.2施工技術(shù)要求及注意事項
?、攀┕で安榍瀣F(xiàn)場的建筑物基礎(chǔ)、管線、水溝等構(gòu)筑物的位置情況，并采取必要可行的避讓及保護(hù)措施。
?、苹娱_挖和錨桿的施工應(yīng)分級進(jìn)行。
⑶施工期間做好基坑及周邊建、構(gòu)筑物的變形觀測工作，若有異常，及時通知相關(guān)部門及單位進(jìn)行處理。
?、仁┕で白龊玫叵录暗乇硭氖枧殴ぷ?，以防止水滲入施工現(xiàn)場。
?、苫舆呁?ｍ范圍內(nèi)不得堆放重物荷載及通行重車。
?、适┕て陂g須采取必要的安全措施。
4.3綜合樓土釘墻支護(hù)施工過程分析
5結(jié)論
實踐證明，對稀貴分廠綜合樓基坑邊坡加固處理采用土釘墻的施工方案是成功的，滿足了上部結(jié)構(gòu)安全的要求，不影響在建廠房周圍多棟生產(chǎn)廠房的生產(chǎn)。它具有材料用量少、造價低、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，并節(jié)省了工程投資。
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