土釘墻邊坡支護(hù)施工技術(shù)在深基坑的應(yīng)用

王永堅(jiān)

十四冶建設(shè)集團(tuán)云南房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)營有限公司 云南 昆明 650000

【摘 要】在用于深基坑邊坡的各種技術(shù)中，土釘墻支護(hù)技術(shù)的使用范圍較廣，也更為人所熟知。大致上講，組成土釘墻技術(shù)的要素有三個，即土體、土釘群和面板。三者的相互作用可以更大程度地發(fā)揮支護(hù)作用，如土釘和土體可以承受壓力和重量，從而維持開挖面的穩(wěn)定性；與土釘設(shè)置在一起的鋼筋網(wǎng)噴射砼面板則可以防止坡面開挖的變形，維護(hù)其正常狀態(tài)。本文以某深基坑中的土釘墻應(yīng)用為切入點(diǎn)，對土釘墻支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)

【關(guān)鍵詞】建筑深基坑；土釘墻邊坡；支護(hù)施工

前言

通常而言，土釘墻技術(shù)工藝具有流程簡潔、低耗費(fèi)的特點(diǎn)，因此，其在深基坑支護(hù)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。土釘墻支護(hù)，就是利用土釘、土體以及噴射混凝土面層共同作用而形成的復(fù)合土體的支護(hù)結(jié)構(gòu)。土釘墻是建立在擋土墻基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，但是和過去的擋土墻相比較卻具備諸多的優(yōu)勢，這些都是擋土墻所不能相比的，第一，在施工工藝方面，土釘墻比較簡單；第二，土釘墻的應(yīng)用范圍非常廣闊。綜合上述觀點(diǎn)，能夠?qū)ν玲攭夹g(shù)做出以下定義，土釘墻技術(shù)則是將土釘體按照一定的密度和長度發(fā)布設(shè)置子啊土體內(nèi)，在土與土釘體的相互作用之下，大大提升了土墻整體的剛度，另外，這樣的工藝對土體抗拉、抗剪強(qiáng)度不足的問題也能夠得到有效的解決，提升邊坡土體的穩(wěn)定性，因此來形成對土體有效的支護(hù)。

1、工程概況

某建筑總面積113995.85㎡，建筑高97.65m，基坑長169.7m，寬93.2m，深8m。其地質(zhì)分層為：雜填土層厚0.6m～1.7m；粉質(zhì)粘土層厚22.3m～23.0m；圓礫層厚6.5m。

2、土釘墻支護(hù)特點(diǎn)及適用范圍

2.1特點(diǎn)

土釘墻支護(hù)技術(shù)之所以能在深基坑支護(hù)等工程中大量使用，其原因就在于便利性。首先在施工效率方面，快而易行；在設(shè)備方面，便于攜帶且簡單，從而減少占用空間；在質(zhì)量方面，容易控制各種因素。此外，使用土釘墻支護(hù)技術(shù)能夠有效節(jié)省施工經(jīng)費(fèi)，與其他支護(hù)方法相比能夠降低10%-30%左右。并且在信息化時(shí)代，該項(xiàng)技術(shù)也更符合信息化施工的潮流。

2.2適用條件

土釘墻技術(shù)的運(yùn)用也需要多種條件的支持，適用材料非常關(guān)鍵。通常情況下，在一些較硬的粘性土、粉土、砂土中都可以很好地使用土釘墻技術(shù)。而對于一些比較松散的砂土或者軟土，該技術(shù)雖然也可使用，但需要與其他的施工方法相配合。

3、施工工藝流程

施工工藝的流程是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)引起重視。一般來說，該技術(shù)受土壤影響較大，因此需要在施工前對地址進(jìn)行考察，從而確定開挖深度；前期準(zhǔn)備后便可開挖土方，并對邊坡進(jìn)行修整；為了維持土體的穩(wěn)定，需要進(jìn)行初步的混凝土噴灑，然后鉆設(shè)釘孔，從而完成土釘?shù)陌惭b；緊接著完成注漿的工序，待完成后掛上鋼筋網(wǎng)，將其與土釘尾部焊接；最后需要安裝泄水管，然后進(jìn)行混凝土的第二次噴灑，直至標(biāo)準(zhǔn)厚度，再進(jìn)行下層土方的挖掘工作。

4、主要施工工序

施工工序雖然并不復(fù)雜，但是一些主要步驟需要加強(qiáng)重視。如施工前應(yīng)對操作平臺設(shè)備和材料進(jìn)行檢查，明確檢測點(diǎn)的位置，完成作業(yè)人員的安全交接等。

4.1土方開挖

1）在開挖前，需要確定土質(zhì)的基本情況。一般來說，施工設(shè)計(jì)都要求分層、分段地開挖。因此，只有上層土釘?shù)目估芰_(dá)到設(shè)計(jì)值的八成，才能進(jìn)行下一層的開挖工作，并保持兩層的施工時(shí)間在5d-7d以內(nèi)。施工過程中要把握標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)超挖或者碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)的情況。

2）在進(jìn)行挖掘的施工過程中，可以采用分段挖掘的方法。這一方法受到土質(zhì)和施工流程等因素的作用較大，需要注意開挖的每段長度，和時(shí)間等。在長度方面，第一層的每段應(yīng)保持在15m內(nèi)，第二層每段在8m內(nèi)。挖掘過程中遇到淤泥層，使用跳槽挖掘法，開挖長度應(yīng)低于6m。

3）在完成作業(yè)面的開挖后，應(yīng)在最迅速的時(shí)間內(nèi)使用土釘墻支護(hù)技術(shù)，加強(qiáng)對坡面的維護(hù)和鞏固。當(dāng)土釘墻施工完成后，不能疏忽施工墊層以及鋪設(shè)底板的步驟。

4.2邊壁平整

邊坡的穩(wěn)定程度很大程度上受到邊壁影響，因此為了保證邊坡的平穩(wěn)，需要對邊壁進(jìn)行修整?？梢允褂靡恍┬⌒偷臋C(jī)械設(shè)備，修整結(jié)束后，也要注意標(biāo)志混凝土的厚度。

4.3混凝土噴射

混凝土的噴射可以對邊坡起到約束作用，避免其變形和潰散。噴射混凝土是一項(xiàng)擁有技術(shù)含量的工作，有一些問題值得注意。如應(yīng)在0.6m～1.0m的距離呈垂直狀噴射，噴射的厚度保持在40mm。噴射兩小時(shí)后，應(yīng)安排5d～7d的噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

4.4孔位布點(diǎn)、成孔

土釘?shù)你@孔是一項(xiàng)比較重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行。首先，確定預(yù)先設(shè)計(jì)的孔位，根據(jù)打入土釘?shù)慕嵌仍O(shè)置操作平臺。然后進(jìn)行鉆孔環(huán)節(jié)，此處需要使用螺旋鉆機(jī)。然而由于土體的因素使得人工成孔不能正常進(jìn)行時(shí)，便可使用鋼管。在機(jī)械設(shè)備的作用下將鋼管打入土層中，并于鋼管鉆出漿孔。孔與孔之間的距離為300mm，直徑為8mm～10mm，呈梅花形布置。為了避免打管時(shí)的雜土堵塞出漿孔，焊接在孔邊的鋼筋應(yīng)為倒刺狀，這一做法還能增加其抗拔力。最后，在打孔結(jié)束后需要對孔深、孔距，角度等方面進(jìn)行徹底檢查。

4.5置釘

鉆孔結(jié)束后需要開始設(shè)置定位架，顧名思義，定位架的作用就是起到穩(wěn)固作用，但是為了保證后期工作的進(jìn)行，支架的設(shè)置不能阻礙注漿漿液的流動。因此鋼筋需要處于孔的中心，且支架沿釘長的間距保持在2m～3m，整個定位架要設(shè)置在直徑18mm～32mm的Ⅱ級或Ⅲ級鋼筋上

4.6注漿

注漿的材料和方法都對整個注漿過程有著很大影響。從注漿的材料來看，一般會選用水灰比為0.5的水泥漿，有時(shí)也可使用配比為1∶1～1∶2、水灰比為0.38～0.45的水泥砂漿。特殊情況下，加入一定的速凝劑可以起到更好的作用。從注漿的方法來看，應(yīng)將注漿管深入到孔底250mm～500mm處，將止?jié){塞旋緊，采取邊注漿邊拔管的方式，直到注滿或者排氣管停止排氣。

4.7鋪設(shè)綁扎面層鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)主要起到穩(wěn)固作用，其步驟一般是：先在沿土釘?shù)拈L度方向焊上短段鋼筋，再將短鋼筋焊接在連接相鄰?fù)玲敹说耐ㄩL鋼筋上。

4.8噴射混凝土面層

1）混凝土的噴射過程中，需要注意由下到上的順序，角度保持垂直。有兩種噴射情況：一是對鋼筋噴射，先噴鋼筋后方，再噴前方，可以有效地規(guī)避噴射空隙；二是對鋼筋網(wǎng)進(jìn)行噴射，第一次在鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)前噴，第二次在鋪設(shè)后噴，每次的噴射厚度應(yīng)在40mm以上。噴射前，需要先噴水加以潤濕；噴射時(shí)，需要使用速凝劑加快混凝土的凝結(jié)，避免松散。

2）噴射混凝土兩小時(shí)后，噴水的時(shí)間宜為5d～7d，加以養(yǎng)護(hù)。

3）在基坑底部的0.2米下，可以插入最后一層的土釘墻支護(hù)，并在頂部設(shè)混凝土護(hù)頂，加以保護(hù)。

4.9排水設(shè)施的設(shè)置

1）為了避免水對土質(zhì)帶來的負(fù)面作用，排水設(shè)施的存在是非常有必要的。只有當(dāng)積水順利排出，才能避免土體出現(xiàn)松軟濕滑等現(xiàn)象，才能保證土釘墻支護(hù)的穩(wěn)定性。

2）設(shè)置排水措施的最好方法是使用排水溝和集水坑，比較合適的位置是基坑頂部以及坑內(nèi)。排水系統(tǒng)與邊壁的距離在0.5米到1米，保存的積水需要及時(shí)抽出，避免堆積。

5、質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1試驗(yàn)及檢驗(yàn)要求

1）在對注漿的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，要采用標(biāo)注養(yǎng)護(hù)后的水泥漿以及水泥砂漿，最終的測量強(qiáng)度只有在12MPa以上才為合格。在對混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí)，強(qiáng)度等級需要在C20之上。兩種類型的檢驗(yàn)在每批次中要保留3組檢驗(yàn)材料，保證檢驗(yàn)的合理性。

2）為了保證技術(shù)的穩(wěn)定作用，混凝土的厚度也需要得到檢驗(yàn)。通常情況下，鑿孔法是一種行之有效的檢驗(yàn)方法。檢驗(yàn)樣本應(yīng)是每100m2為一組，每組包含3點(diǎn)。最后測量的結(jié)果應(yīng)是平均厚度大于設(shè)計(jì)厚度，這樣才為合格。

3）土釘?shù)目拱瘟﹃P(guān)系底部的耐受力，只有符合標(biāo)準(zhǔn)抗拔力的土釘才能有更好的負(fù)荷力。在每一土層中，要留一定數(shù)量的非工程土釘進(jìn)行試驗(yàn)，數(shù)量最少為三根。使用標(biāo)準(zhǔn)的施工方法，保持各項(xiàng)參數(shù)與施工中一致，再對這些非工程土釘進(jìn)行試驗(yàn)，檢測當(dāng)注漿強(qiáng)度在6MPa以上時(shí)，土釘?shù)目拱瘟κ欠衲苓_(dá)到要求。

5.2錨桿施工的質(zhì)量控制

1）影響土釘墻質(zhì)量的因素有很多，其中最關(guān)鍵的一項(xiàng)因素是土釘墻錨桿的質(zhì)量。而影響土釘墻錨桿的成分主要有：1、材料。應(yīng)用于制作錨桿的原材料發(fā)揮著一定的作用；2、錨體的直徑、深度等各項(xiàng)規(guī)格；3、錨桿的設(shè)置方式；4、錨桿的各項(xiàng)處理技術(shù)；5、對錨桿的測試和檢驗(yàn)等。

2）作為錨桿施工中的一道重要環(huán)節(jié)，灌漿的過程需要得到詳細(xì)的記錄，也需要充分的驗(yàn)收工作。在材料方面，用于灌漿的材料多為純水泥漿，其中水與灰的比例保持在0.4～0.45左右。添加適當(dāng)?shù)哪举|(zhì)素磺酸鈣可以保持濕潤，避免干枯。合格的水泥漿的塑性流動時(shí)間在22秒下，澆筑過程可在4分鐘內(nèi)完成，抗壓強(qiáng)度應(yīng)在25MPa以上。

3）養(yǎng)護(hù)也是一項(xiàng)必要的工作，注漿后也需要養(yǎng)護(hù)，并且只有保證強(qiáng)度在設(shè)計(jì)等級的80%以上才能繼續(xù)進(jìn)行張拉工藝。

4）在進(jìn)行張拉前，需要檢驗(yàn)千斤頂和錨的硬度。大部分情況下，決定張拉力的因素還是實(shí)際所需的有效張拉力。

6、施工監(jiān)測

施工過程中，監(jiān)測工作不可或缺，良好的監(jiān)測能夠有效避免施工過程中可能出現(xiàn)的失誤。在土釘墻技術(shù)的監(jiān)測任務(wù)中，應(yīng)該有對基坑周圍地表的監(jiān)測，對支護(hù)整體的監(jiān)測，對基坑底部的監(jiān)測，甚至應(yīng)該具備對鋪設(shè)管線的監(jiān)測。監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置需要根據(jù)監(jiān)測對象制定，需要最大程度反映監(jiān)測對象的變化和狀態(tài)，從而滿足監(jiān)控的要求。對于一些變化較大的地方，監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)該相對密集，監(jiān)測力度應(yīng)該相應(yīng)增大，物力和人力相結(jié)合，共同完成監(jiān)測任務(wù)。

7、結(jié)語

在眾多的深基坑支護(hù)方式中，土釘墻支護(hù)技術(shù)以其多種優(yōu)勢得以被廣泛使用。與其他支護(hù)方式相比，土釘墻支護(hù)技術(shù)更方便易行，能適用于大部分施工中，范圍廣，操作性強(qiáng)。更重要的是，其獨(dú)特的耐受力和負(fù)荷力才是施工過程中最為重要的，這一特性也使該技術(shù)有更好的發(fā)展空間。

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