[摘要]:在基坑工程施工中,有很多的支護方法,土釘墻支護技術具有施工方法簡單方便,安全度高,造價低,工期短,噪音低,污染小,操作過程容易控制等特點,在許多基坑支護工程中被廣泛應用,本文結合筆者實踐經(jīng)驗,對土釘墻支護技術進行了初步的探討,僅供參考。
一、土釘墻支護的特點
土釘墻支護法,以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度,變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面,在噴層與土層之間產(chǎn)生“嵌固效應”,并隨開挖逐步形成全封閉支護系統(tǒng);噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土,使之避免風化和雨水沖刷、前層坍塌、局部剝落,以及隔水防滲等作用。土釘?shù)奶厥饪貕鹤{使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地介體,其內固段深固于滑移面之外土體內部,其外固端同噴網(wǎng)面層聯(lián)為一體,可把邊緣不穩(wěn)定的傾向轉移的內固段及其附近并消除。鋼筋網(wǎng)可使噴層具有更好的整體性和柔性,能有效的調整噴層與土釘內應力分布。
二、土釘墻組成
土釘墻支護體系由被加固土體、放置在土中的土釘和鋼筋混凝土面層組成。
三、土釘?shù)姆诸?/strong>
根據(jù)施工方法,可將土釘分為三種類型:射入型土釘、打入型土釘和鉆孔注漿型土釘。
1.射入型土釘:這種方法在一些小型邊坡支護中使用,施工速度快,經(jīng)濟。工作時利用空壓機產(chǎn)生高壓空氣,用高壓空氣驅動射釘機將光圓直鋼桿射入土中。
2.打入型土釘:用于臨時性支擋工程,這種方法長期耐腐蝕性能難以保證。施工時通過氣動打入機械,如氣動土釘機,將土釘直接打入土中。這里的土釘指等邊角鋼,尺寸為L50mm×50mm×5mm~L60mm×60mm×5mm,土釘長度一般不超過6m。
3.鉆孔注漿型土釘:這是目前在基坑支護中最常應用的一種土釘,可用于永久性或臨時性的支擋工程。施工時先鉆直徑為100~200mm和一定深度的孔,然后插入鋼筋、鋼桿或鋼絞線等小直徑拉筋,然后進行注漿,形成與周圍土體緊密粘合的土釘錨固體,最后在坡面上設置與土釘端部相聯(lián)結的構件,一般為鋼筋網(wǎng)片,并噴射混凝土組成土釘墻面,與土體構成一個具有自撐能力和支擋能力的擋土墻。
四、土釘支護體系的適用土層
根據(jù)我和許多同行多年的工程經(jīng)驗,有以下幾點認識:鉆孔注漿型土釘墻系逐層向下開挖方式,每一臺階高度為1~2米,在施工土釘桿、面層噴射砼期間,坡段處無支撐狀態(tài)下需能保持自立穩(wěn)定,因此主要適用于:
?。?)有一定粘結性的雜填土、粘性土、粉土、黃土與弱膠結的砂土邊坡。
?。?)適用于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高的情況。
?。?)對于標準貫入擊數(shù)(N)低于10擊的砂土邊坡采用土釘法一般不經(jīng)濟。
?。?)對于朔性指數(shù)IP>20的土,必須注意仔細評價其蠕變特性后方可采用。
?。?)對于含水豐富的粉細砂層。砂卵石層土釘法是不行的。
?。?)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,技術經(jīng)濟效益不理想,因此也不宜采用。
?。?)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作永久性支擋結構。
五、土釘墻施工技術應用
1.工程概況
麗水某工程項目地下2層地上由3層群樓及2棟塔樓組成,該工程24層,建筑高度92.60m;公寓31層,總高度99.05m。地下建筑面積為16500m,地上建筑面積為63995m。該工程的外形為不規(guī)則形狀,上部采用框架剪力墻結構,基礎采用樁基礎,同時配合獨立柱基礎。根據(jù)工程設計,基礎開挖至地面以下8.Om。該工程以強風化板巖為持力層場地土類型為中軟場地土。建筑場地類別為Ⅱ類,抗震設計類別為丙類。
2.方案設計
基坑支護方案比選的原則為首先根據(jù)地層、開挖深度、周邊環(huán)境的不同,詳細地對基坑支護分段,然后對每一段按由簡單到復雜、由低價到高價的先后順序進行試算、比較,同時兼顧工期及其它工程條件,最后選擇最佳的方案。經(jīng)優(yōu)選,本工程支護結構擬采用土釘墻復合體的支護體系。
基坑支護有效深度4.55m,支護型式為一種支護斷面分三層支護,坡度1:0.1。第一層20L=6000mm@1200mm、第二層20L=5000mm@1200mm、第三層20L=4000mm@1200mm?;炷撩鎸影丛O計要求采用HRB235鋼筋網(wǎng)片,問距200mm,噴射混凝土面層為lOOmm厚C20細石混凝土。
3.土釘墻施工工藝
?。?)土釘墻施工工藝流程為:土方開挖→修整邊壁→測量、放線→鉆機就位→安鉆桿→校正孔位→調整角度→鉆孔→鉆至設計深度→清孔→插入土釘→壓力灌漿→養(yǎng)護。
?。?)噴射混凝土面層施工工藝流程為:立面平整→綁扎鋼筋網(wǎng)片→千配混凝土料→打開電、風、水開關→噴射混凝土作業(yè)→混凝土面層養(yǎng)護。
4.施工主要過程
?。?)測量放樣
按圖紙尺寸把基坑上口線和下口線在實地做好測量記號及木樁標志,用滑石粉在實地劃線。
?。?)基坑開挖
土方挖運和噴混凝土護壁是一條流水線的不同工序,必須緊密結合,在不運土的情況下,安排挖機進行修邊坡,配合好支護工作。
大面積基坑開挖時,地表層的滯水和深層的滲水及降雨會造成基坑大量積水,這些水如不及時排出勢必影響施工,所以需在坑的四周、坑內每隔30m挖一條積水溝和相應的積水坑。每一層開挖基本上做到積水溝與積水坑連成網(wǎng)絡,以便及時將積水抽出坑外
?。?)打土釘孔
土釘孔徑lOOmm,用水平鉆機成孔。
?。?)土釘?shù)闹谱?、安裝
土釘使用前須除銹,除油、焊牢(搭接焊長不少于lO倍的鋼筋直徑)。為保證土釘插入孔后居孔中央位置,以便在注漿后增大鋼筋與砂漿的握緊力,土釘應焊托架,托架為對中支架,相鄰兩托架間距2m。注漿管同土釘插入錨孔時,對注漿管下端口應采取保護措施,以免堵塞:注漿管必須隨土釘下至孔底,若中途注漿管脫落,必須重新安裝土釘;注漿的水泥漿液按設計配比進行,水灰比O.45~0.55,速凝劑用量為水泥用量的3%,控制壓力O.2~0.4MPa;注漿時,要邊注漿邊往外拉動注漿管,不可拉動太快;注漿開始或中途停止超過30min時,需用水清洗注漿機及注漿管;砂漿嚴格按配合比計量并攪拌均勻,隨拌隨用,一次拌合的水泥漿應在初凝前用完,并嚴防雜物混入;注漿過程中觀察孔口返漿情況,確保漿液的密實。
(5)掛網(wǎng)、泄水管孔布設
注漿4h后掛Φ6.5@200mm(雙向)鋼筋網(wǎng),網(wǎng)距壁面30mm。與井字型鋼筋架焊接在一起或用22#鐵絲扎牢。采用螺紋鋼與同層土釘貫穿作為聯(lián)系肋筋,Φ14mm肋筋與網(wǎng)面鋼筋綁扎或焊接牢靠。支護面沿水平和豎直向預埋長500~lO00mm、直徑50mm外罩濾網(wǎng)的PVC管作為泄水管,管口部四周用水泥漿封固
鋼筋網(wǎng)編制與連接筋焊接完成后.應及時噴射混凝土面層。本基坑采用9m空壓機噴射裝置,噴射混凝土配合比嚴格按配制單執(zhí)行.同時摻入水泥量3%的速凝劑,噴射混凝土強度等級≥C20。
?。?)土釘與混凝土面層連接
土釘彎頭四周用一根長度為300mm的Φ14mm鋼筋與聯(lián)系筋焊接。
?。?)掛網(wǎng)噴混凝土的支護
基坑先按1:0.75放坡挖土.人工修面,按設計要求人工打入鋼筋土釘,掛06.5Φ200mm(雙向)鋼筋網(wǎng),保護層20mm,混凝土厚60mm。
六、結語
綜上所述,實踐證明土釘支護是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術,經(jīng)濟、可靠且施工快速簡便,已在我國得迅速推廣和應用。在基坑開挖中,土釘支護已成為樁、墻、撐、錨支護之后又一項較成熟的支護技術。
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