土釘在基坑邊坡支護中的應用研究

張先良

湖南工學院機械系（421002）

0 引言

土釘支護技術是近年來在基坑邊坡支護的重要形式，其充分利用土體自身強度,在原位土中置入間距較密的鋼筋等細長桿件,使其沿桿件長度與周圍土體接觸并形成復合體來抵抗土體后方傳來的土壓力及其他方面荷載,并通過在開挖面敷設鋼筋網(wǎng)之后在網(wǎng)上噴射混凝土面層,讓土體、土釘及混凝土面層形成整體,通過這一整體共同受力來改變土體的受力情況以保證支檔體系及后方土體的穩(wěn)定性，該方法具備施工簡單、效率高、性能可靠以及經(jīng)濟性好等優(yōu)點而在深基坑支護、邊坡加固等方面得到廣泛應用。

1 土釘支護的作用機理及特點

1.1 土釘支護機理[1]

土釘支護由于在邊坡的一定范圍內敷設桿件而在一定范圍內形成加固區(qū),在加固區(qū)內不可能出現(xiàn)滑移面從而達到邊坡穩(wěn)定的目的,其抗傾覆與抗滑移力主要通過加固區(qū)寬度和底排錨桿通過向下傾斜穿過滑移面來賦予。

1.2 土釘支護特點[2]

其特點主要為經(jīng)濟性好。邊坡處理有常規(guī)邊坡支護、樁板墻支護和土釘墻支護等類型。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,在基坑深度相同的情況下，采用土釘支護所發(fā)生的費用較樁板墻支護低34.1%，較常規(guī)挖方邊坡設計費用低35.2%，同時基坑越深即挖方邊坡越高則采用土釘支護的經(jīng)濟性越好。

2 土釘?shù)念愋图斑m用范圍

2.1 土釘類型[3]

1）鉆孔注漿釘：該種土釘所用鋼筋一般在20～32 mm范圍內，錨孔一般為70～150 mm甚至更大，其一般需沿釘長每隔2～3 m設置對中支架來保證土釘鋼筋處于孔的中心位置，其成孔方式有手工洛陽鏟和螺旋鉆等,注漿形式有多種，采用最多的是重力注漿，但采用該種方法時應使釘孔向下傾斜15°以上。2）擊入釘：該種土釘無需注漿，但由于其釘長受限制而與土體接觸面積相對較小，因此應布置較密。施工時一般采用震動沖擊鉆或液壓錘擊入,其具有不需預先鉆孔而大大提高了施工速度,但該種工藝只適用于粘性土而不適用于礫石土、硬膠結土和松散砂土等土質。3）注漿擊入釘：是將周圍帶孔、端部密閉的鋼管擊入土層，然后向管內注漿并使其透過壁孔而滲入到土體，也有采用軸向有孔槽的土釘,在灌入土體后注漿與周圍土體粘接為一體，近年來國外發(fā)明了帶擴大端的土釘，其在進入土層后能在筋體與周圍土體間形成空隙并同時注漿填充其空隙。

2.2 適用范圍

土釘支護一般用于可塑、硬塑或堅硬的粘性土，膠結或弱膠結的粉土、砂土和角礫以及有一定粘結性的雜填土甚至風化巖等,但該種施工工藝不適用于在侵蝕性土內作為永久性支檔結構。其適用的邊坡類型一般有土體開挖的臨時支護、深基坑開挖邊坡支護。

3 土釘支護施工工藝

1）開挖坡面：土釘支護應分層進行，其坡面開挖時深度不能超過設計深度，同時應嚴格遵守設計破角要求，并保證坡面平整光滑。2）初噴：初噴是在挖好的坡面立即進行的混凝土噴射，以使其表層固結而不產(chǎn)生垮塌。3）成孔：是鉆孔注漿釘或注漿擊入釘施工時根據(jù)設計采用人工成孔或機械成孔,無論何種成孔方式都要保證鉆孔下傾15°～25°的角度要求。4）土釘安裝：擊入釘安裝。一般采用震動沖擊汽動錘、液壓錘等將其擊入土體。5）注漿釘安裝：是在成孔后將金屬細長桿件與輸送水泥漿的軟管連在一起置入孔內,其安裝方法主要根據(jù)成孔方式?jīng)Q定，成孔方式則根據(jù)土體特征、釘長及直徑等因素進行選擇，一般有沖擊成孔法，即通過使用沿孔錘或頂端錘形成鑿孔。6）插桿灌漿：插桿是指在加筋桿上安裝扶正環(huán)來將鋼筋導正,在插筋的同時在鋼筋距離孔底約0.3 m時開始灌漿,漿液應滿足設計要求，并保證灌滿而不留空洞或孔隙。7）掛網(wǎng)：待灌漿后將鋼筋網(wǎng)固定于坡面，并使之與土釘連接在一起。8）復噴及鎖定：復噴是指在整個坡面復噴混凝土，鎖定是指待水泥漿硬化達到要求強度后,靠著噴射面層用防松螺母和鋼質墊板對土釘進行鎖定。

4 結語

土釘支護是近年來在基坑邊坡支護中廣泛采用的支護形式，其在實際工程中應根據(jù)實際土質、邊坡設計參數(shù)、開挖順序、開挖深度等因素進行設計、施工，才能最終保證支護作用，降低工程事故發(fā)生概率。

[1]陳肇元.土釘支護技術[A].深基坑開挖土釘技術研討會[c].北京：清華大學出版社，1996.4-6.

[2]龔曉南，高有潮.深基坑工程設計施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.1999.

[3]陳忠漢.深基坑工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.