摘要：作為揚子石化煉油改造新廠區(qū)最大的一座污水提升泵站，深基坑首當(dāng)其沖的成為2#污水提升池施工的頭道門檻——平均開挖深度超過7米，最大開挖深度為8米。深基坑支護(hù)成為了污水池施工的重要環(huán)節(jié)，并直接關(guān)系到了污水池施工的質(zhì)量和安全。為了保證工程質(zhì)量、施工進(jìn)度以及工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)成本，造價低廉、施工簡便的土釘墻成為了污水池深基坑支護(hù)的首選。本文主要針對土釘墻施工支護(hù)技術(shù)概況、在污水池深基坑施工過程中的具體應(yīng)用要點、以及為保證相關(guān)施工質(zhì)量和安全的注意事項進(jìn)行簡單的分析和探討。
隨著科技的進(jìn)步和人類文明的發(fā)展，多層次立體化的空間利用將成為未來工業(yè)和民用建筑前進(jìn)的主要方向，不管是往高處發(fā)展的高層建筑還是往深處發(fā)展地下建筑，都離不開深基坑的施工。作為深基坑施工過程中一個最關(guān)鍵也是最難的控制點，支護(hù)技術(shù)也顯得越來越重要。而污水池的施工程序復(fù)雜、施工受季節(jié)性影響大，存在較大的安全隱患的風(fēng)險，所以在施工過程中掌握技術(shù)要點、控制施工質(zhì)量至關(guān)重要。深基坑支護(hù)是保證污水池建筑施工質(zhì)量和安全的重要環(huán)節(jié)，在施工過程中充分掌握并正確運用深基坑支護(hù)技術(shù)是施工單位面臨的一項更重要的課題。
土釘墻支護(hù)技術(shù)概況
1.1土釘墻簡介
土釘墻是由天然土體通過土層錨桿就地加固并與噴射砼面板相結(jié)合，形成一個類似重力擋墻，能抵抗墻后的土壓力，并保持開挖面的穩(wěn)定的土擋墻稱為土釘墻。土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置的，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘，一般稱砂漿錨桿。由于土釘墻的做法與礦山加固坑道用的噴錨網(wǎng)加固巖體的做法類似，故也稱為噴錨網(wǎng)加固邊坡或噴錨網(wǎng)擋墻，建筑基坑與護(hù)坡技術(shù)規(guī)程JGJ120－99正式定名為土釘墻。
1.2土釘墻支護(hù)的適用范圍
土釘墻屬于逐層向下開挖，在施工土釘桿、面層噴射砼期間，其坡段處處于無支撐狀態(tài)，此時坡段自身保持自立穩(wěn)定，因此土釘墻支護(hù)技術(shù)主要適用于：
?。?）有一定粘結(jié)性的雜填土、粘性土、粉土、黃土與弱膠結(jié)的砂土邊坡。
?。?）地下水位低于開挖層或經(jīng)過降水使地下水位低于開挖標(biāo)高。
?。?）對于含水豐富的粉細(xì)砂層，砂卵石層土釘法是不可采用。
?。?）不適用于沒有臨時自穩(wěn)能力的淤泥土層，流朔狀態(tài)的軟粘土保持成孔時的孔壁的穩(wěn)定比較困難且界面摩阻力很低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益不理想，不宜采用。
?。?）土釘不適宜在腐蝕性土如煤渣、煤灰、爐渣、酸性礦物廢料等土質(zhì)作永久性支擋結(jié)構(gòu)。
根據(jù)地勘報告以及現(xiàn)場試挖條件，污水池開挖土層屬于粉質(zhì)粘土，地下水位低于開挖深度，無砂層、卵石層、淤泥土層等，周邊無特殊極端荷載，所以土釘墻支護(hù)技術(shù)適用于污水池深基坑的支護(hù)施工。
1.3土釘墻支護(hù)技術(shù)特點
土釘墻應(yīng)用于污水池深基坑開挖支護(hù)時能使開挖坡面形成土釘復(fù)合體，顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力，同時土釘墻的施工設(shè)備簡單，可以隨污水池深基坑兩級放坡開挖逐層分段開挖作業(yè)，不占或少占單獨作業(yè)時間，施工效率高，占用周期短。此外土釘墻成本費較其他支護(hù)結(jié)構(gòu)（如鋼板樁、地下連續(xù)墻等）顯著降低，施工噪音、振動小，本身變形也很小，不會影響污水池周邊附近的石油化工管線，有利的提高了污水池施工對周邊的影響，將風(fēng)險降低到最低。
土釘墻支護(hù)的施工要點
由于污水池基坑四周場地空間較大，在保證結(jié)構(gòu)施工需要的前提下，沿基坑自上而下設(shè)置7排錨桿，錨桿長度分別為3m。錨桿水平間距為1.5m，豎向間距為1.5m，呈梅花形布置，具體布置見下圖基坑邊坡支護(hù)剖面所示。
2.1施工順序
污水池基坑土體應(yīng)分層開挖，開挖一層支護(hù)一層具體施工順序如下：
開挖→修坡→錨桿施工→坡面施工→開挖→．．．．．．→坡面施工
2.2施工要點
2.2.1開挖
根據(jù)要求，污水池基坑開挖作業(yè)應(yīng)與土釘墻噴錨作業(yè)同時進(jìn)行，即根據(jù)每一層土釘墻噴錨施工的寬度，沿開挖基槽四周一邊開挖，一邊噴錨，不同區(qū)域內(nèi)的施工應(yīng)在同一時間進(jìn)行，同時應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行開挖作業(yè)，防止應(yīng)超挖發(fā)生邊坡垮塌事故，對土釘墻施工造成影響。對于地下水及雨水應(yīng)及時設(shè)置集水井或排水槽，防止地下水或雨水在邊坡根部堆積造成垮塌。
2.2.2修坡
機(jī)械開挖施工后，會在坡面的表層留下疏松土壤和不平整的土溝，所以必須進(jìn)行人工修坡作業(yè)，將坡面表層松散的土壤和石渣等清除，將不平整的坡面鏟平，用石塊等修補空洞，加固不穩(wěn)定的部位，根據(jù)相應(yīng)的地下水及雨水情況設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的排水溝和集水坑，減少地下水或雨水對邊坡的侵蝕和側(cè)壓力。
2.2.3錨桿及注漿作業(yè)
土釘鉆孔施工是整個支護(hù)技術(shù)的重點所在，該工程支護(hù)錨桿采用普通砂漿錨桿：錨桿主體為Φ18鋼筋，外錨頭用井字形，錨桿端部設(shè)置排氣管，排氣管內(nèi)徑不小于4mm，錨桿連接采用雙面搭焊連接，焊縫長度為5d，焊縫高度為6mm。錨桿水平和豎向間距均為1.5m，呈梅花形布置。鉆孔時，孔徑約為100mm，鉆孔方向與水平的安放角為10°左右，以便于注漿。鉆孔時鉆機(jī)的速度要迎合鉆機(jī)的正常操作速度，不能強力沖鉆，避免影響邊坡的穩(wěn)固性，成孔后將錨桿放入孔內(nèi)。注漿采用孔底注漿法，將注漿管插入孔底，邊注邊向外拔注漿管，保證注漿管底深入漿面以下，注漿至漿液流出孔口時，孔口放置止?jié){閥，采用壓力注漿，注漿壓力為0.2MPa。需注意砂漿配比為：水泥：砂=1：0.3，外加劑采用NF-6高效減水劑，摻量為水泥用量的1～2%。
2.2.4噴射混凝土面層作業(yè)
污水池的土釘墻支護(hù)中混凝土作業(yè)分兩塊，一個是噴底，其作業(yè)與混凝土墊層作用類似，主要是穩(wěn)定土面，并為掛網(wǎng)施工創(chuàng)造條件；另一個就是錨桿和鋼筋編網(wǎng)施工完成后進(jìn)行的面層噴射，此層應(yīng)噴射至設(shè)計要求。
噴射前應(yīng)將鋼絲網(wǎng)綁扎完成并驗收合格，鋼絲網(wǎng)間距為200mm，人工將鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)在坡面上，坡頂上翻1.0m，坡面鋼筋搭接長度為300mm?；炷羾娚渥鳂I(yè)時所使用的機(jī)械設(shè)備包括空壓機(jī)、噴射機(jī)、攪拌機(jī)和輸送管。進(jìn)行實際的施工之前，應(yīng)對相應(yīng)設(shè)備和管道進(jìn)行全面的檢查和運轉(zhuǎn)試驗，確定無任何異常后再進(jìn)行施工，防止施工過程中出現(xiàn)機(jī)械故障或者管道堵塞，影響噴射質(zhì)量和進(jìn)程。同時面層施工前應(yīng)處理好坡面的浮土和障礙物，按照設(shè)計的距離和厚度進(jìn)行精準(zhǔn)的混凝土噴射作業(yè)。噴射前應(yīng)充分掌握配合比，即按水泥：水泥：砂：石子=1：2：2的比例將混凝土拌和均勻，石子粒徑為5～15mm，砂為中砂。噴射混凝土2h后，采取連續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)5～7d。同時監(jiān)測坡頂水平位移，及時掌握邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，遇特殊情況及時處理。
土釘墻支護(hù)施工時的注意事項
?。?）一定按設(shè)計要求及規(guī)定控制挖土深度，否則可能會出現(xiàn)塌方、滑坡等不安全的情況。
?。?）根據(jù)具體情況，為使挖好的坡面不產(chǎn)生垮塌，對于破碎、滑移的土體應(yīng)立即進(jìn)行初噴，以使表層固結(jié)，確保安全。
（3）在基坑頂部宜設(shè)置寬度為1~2m的噴射混凝土護(hù)頂。
（4）支護(hù)的噴射混凝土面層宜插入基坑底部以下，插入深度不少于0.2m。
?。?）根據(jù)具體情況設(shè)置泄水孔，如果土體內(nèi)的積水排不出去，土體會變軟或凍融，造成土體膨脹變形，直接影響基坑的安全。
?。?）冬季施工應(yīng)做好保溫，以免混凝土面層和土體受凍造成不安全隱患，施工中可以采用彩條雨布、棉氈覆蓋后電熱毯內(nèi)部加熱的方法進(jìn)行保溫，彩條雨布、棉氈的層數(shù)可根據(jù)具體情況而定。
（7）注意基坑的實時監(jiān)測，即對支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移、側(cè)向土壓、土體變形、孔隙水壓及周圍環(huán)境的變形等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測及時反饋結(jié)果，調(diào)整設(shè)計參數(shù)和施工措施，以確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全和減少對環(huán)境的影響。
?。?）土釘墻支護(hù)工程的設(shè)計、施工與監(jiān)測宜統(tǒng)一由支護(hù)工程的施工單位負(fù)責(zé)，以便于及時根據(jù)現(xiàn)場測試與監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行反饋設(shè)計。
結(jié)束語
由于土釘墻施工用機(jī)具簡單，可以隨基坑開挖分層分段進(jìn)行交叉施工，占用場地少、施工周期較短、工程造價低、安全性較高，因此土釘墻支護(hù)將會以其獨特的性能，在如污水池等大型石化行業(yè)工業(yè)建筑的基坑支護(hù)工程中將得到廣泛的應(yīng)用。
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