土釘深基坑支護(hù)技術(shù)

宋延芬,巨春霞

1.河南省濟(jì)源市建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)定額管理站,河南濟(jì)源 454600

2.河南省濟(jì)源市規(guī)劃市政管理局,河南濟(jì)源 454600

土釘深基坑支護(hù)技術(shù)

宋延芬1,巨春霞2

1.河南省濟(jì)源市建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)定額管理站,河南濟(jì)源 454600

2.河南省濟(jì)源市規(guī)劃市政管理局,河南濟(jì)源 454600

土釘支護(hù)技術(shù)是用于土體開挖和穩(wěn)定邊坡的一種擋土結(jié)構(gòu)，它是由被加固土體、放置在土中的土釘體及附著于坡面的混凝土板組成。通過(guò)在土體內(nèi)設(shè)置一定長(zhǎng)度和密度的土釘，使土釘與土共同作用，土釘依靠于土界面的粘結(jié)力、摩阻力和周圍土體形成復(fù)合體，土釘在土體發(fā)生變形條件下被動(dòng)受力，通過(guò)其受拉作用對(duì)土體進(jìn)行加固，而土釘間土體的變形則由混凝土面板約束。這樣不僅有效提高了土體的整體剛度，又彌補(bǔ)了土體抗剪、抗拉強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，形成一種主動(dòng)制約機(jī)制的支護(hù)結(jié)構(gòu)，顯著提高了土體的整體穩(wěn)定性。該支護(hù)具有結(jié)構(gòu)輕型，施工方便，造價(jià)相對(duì)較低的特點(diǎn)，同時(shí)在土釘支護(hù)的施工過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境影響小，是一種經(jīng)濟(jì)安全的深基坑邊坡支護(hù)方法。

土釘；深基坑；支護(hù)技術(shù)

土釘支護(hù)技術(shù)是用于土體開挖和穩(wěn)定邊坡的一種擋土結(jié)構(gòu)，它是由被加固土體、放置在土中的土釘體及附著于坡面的混凝土板組成。通過(guò)在土體內(nèi)設(shè)置一定長(zhǎng)度和密度的土釘，使土釘與土共同作用，土釘依靠于土界面的粘結(jié)力、摩阻力和周圍土體形成復(fù)合體，土釘在土體發(fā)生變形條件下被動(dòng)受力，通過(guò)其受拉作用對(duì)土體進(jìn)行加固，而土釘間土體的變形則由混凝土面板約束。這樣不僅有效提高了土體的整體剛度，又彌補(bǔ)了土體抗剪、抗拉強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，形成一種主動(dòng)制約機(jī)制的支護(hù)結(jié)構(gòu)，顯著提高了土體的整體穩(wěn)定性。該支護(hù)具有結(jié)構(gòu)輕型，施工方便，造價(jià)相對(duì)較低的特點(diǎn)，同時(shí)在土釘支護(hù)的施工過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境影響小，是一種經(jīng)濟(jì)安全的深基坑邊坡支護(hù)方法。在河南省濟(jì)源市中水回用工程的清水池基坑開挖支護(hù)中即采用此種方法，取得了較好的效果。

河南省濟(jì)源市中水回用工程的清水池位于河南省濟(jì)源市污水處理廠一期東鄰，基坑下口長(zhǎng)51.5m，寬19.1m，上口長(zhǎng)58.5m，寬26.1m，基坑深度7.5m。

1 場(chǎng)地地質(zhì)條件

基層場(chǎng)地土層分析：1）雜填土層，平均厚度1.78m，褐黃色，土質(zhì)不均勻，局部夾薄層粉質(zhì)粘土或粉砂；2）粉細(xì)砂，平均厚度1.64m，主要成份為石英、長(zhǎng)石，局部為中砂，偶含礫石；3）粉質(zhì)粘土，平均厚度2.63m，灰黃色以軟塑狀為主，局部可塑或流塑，偶含蝸牛殼，局部粉粒含量較高；4）粉土，平均厚度0.97m，灰黃色，含較多小粒鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾薄層砂土；5）粉質(zhì)粘土，平均厚度4.14m，灰黃色，可塑，偶含鈣質(zhì)結(jié)核。地下水埋深4.5m，基坑降水后埋深10m。

2 基坑周圍環(huán)境

基坑?xùn)|面5m為圍墻，北面距在建變配電間、送水泵房?jī)H2m，西面距5m為施工通道，要通行重型混凝土罐車，南面為擬建轉(zhuǎn)盤式微過(guò)濾器池、紫外線消毒池。

3 支護(hù)方案

基坑北側(cè)的變配電間、送水泵房距清水池開挖邊線2m，且變配電間獨(dú)立柱基埋深僅1.5m，西側(cè)為重型施工車輛通道，東南側(cè)場(chǎng)地狹小，不具備放坡條件，根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及地區(qū)實(shí)踐，經(jīng)專家評(píng)審，采用土釘支護(hù)方案。

3.1 土釘

土釘上下4排，土釘間距1.5m×1.4m，土釘長(zhǎng)度10.5m，土釘配筋Φ22的螺紋鋼，孔徑100mm.

3.2 鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)按直徑6mm，間距200，縱橫布置，縱向鋼筋一直拉到地面至坑邊1.5 m范圍內(nèi)，用12鋼筋砸入地面下固定縱向鋼筋，網(wǎng)筋之間用扎絲扎牢，掛于基坑上。

3.3 土釘加強(qiáng)筋

將土釘端部伸出孔口的一端彎折，用Φ12的圓鋼焊接。

3.4 噴錨混凝土

厚度為100mm。

3.5 翻頂

混凝土面層應(yīng)向上翻過(guò)邊坡頂1.2 m，并高出地面50mm～100mm。

4 土方開挖的要求

基坑土方開挖應(yīng)分層開挖，每層開挖深度不大于2m，長(zhǎng)度不大于20 m，最大限度地減少對(duì)支護(hù)土層的擾動(dòng)，嚴(yán)禁邊壁出現(xiàn)超挖或邊壁土體松動(dòng)，坡面經(jīng)機(jī)械開挖后采用小型機(jī)械或鋼釬進(jìn)行清破，以使坡度及坡面平整度達(dá)到要求。

5 支護(hù)施工

土釘施工工藝流程：挖土→修坡→土釘定位→成孔→制安土釘→配制、灌注砂漿→綁扎鋼筋網(wǎng)片→焊接加強(qiáng)筋及井字鋼筋→配制混凝土→噴射混凝土→下層開挖。

土釘支護(hù)按設(shè)計(jì)要求自上而下分段分層進(jìn)行，逐層逐段開挖，逐層支護(hù)。土方每層的開挖深度需與土釘布置深度相適應(yīng)（一般為土釘布置深度下0.5m），開挖坡面后加緊支護(hù)施工，一層噴錨支護(hù)施工結(jié)束，切忌立即向下開挖，應(yīng)養(yǎng)護(hù)1～2d才能向下開挖。

土釘成孔100mm，孔距縱向1.5m，橫向1.4m，土釘成孔采用洛陽(yáng)鏟，傾角1°。成孔后及時(shí)將土釘送入土中。推送土釘前，應(yīng)對(duì)孔進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)有碎土、雜物及泥漿及時(shí)清理，推送過(guò)程中切勿轉(zhuǎn)動(dòng)土釘，防止土釘插入孔壁土體。

注漿采用孔底注漿法。在距孔口200mm～300mm處設(shè)一止?jié){塞，通過(guò)止?jié){塞上將注漿管插入到孔底250mm～500mm處，邊注漿邊向孔口方向拔管，直至注滿或排氣管停止排氣為止。放松止?jié){塞，將注漿管與排氣管拔出，用水泥漿填充孔口。注漿材料選用32.5水泥，水灰比0.450.5，注漿壓力保持在0.4～0.6。

綁扎鋼筋網(wǎng)，鋼筋按直徑6間距200mm縱橫布置，鋼筋網(wǎng)片綁扎而成，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)時(shí)每邊搭接長(zhǎng)度不小于200mm。網(wǎng)于網(wǎng)之間用12鋼筋（長(zhǎng)500mm，間距200mm梅花狀布置）釘牢，土釘鋼筋通過(guò)井字加強(qiáng)筋直接焊接在鋼筋網(wǎng)上。鋼筋網(wǎng)與坡面之間要留一定的間隙（一般為30mm）。

噴射混凝土的配合比通過(guò)試驗(yàn)確定，粗骨料粒徑不大于12mm，噴射順序應(yīng)自下而上，噴射時(shí)應(yīng)控制用水量，使噴射面層無(wú)干斑或流移現(xiàn)象。

為保證噴射混凝土厚度均勻，在邊壁上隔一定距離打入垂直短鋼筋作為厚度標(biāo)志，噴射混凝土?xí)r，噴槍應(yīng)與受噴面垂直，與受噴面間隔保持在1m～1.2m為宜，防止因間隔過(guò)大而影響受噴面混凝土的密實(shí)度，間隔過(guò)小而造成過(guò)多的骨料反彈而喪失。噴射機(jī)的工作風(fēng)壓為0.12～014MPa，噴嘴處的水壓為0.15MPa，確保錨噴厚度100mm。

噴射混凝土終凝2h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間宜為3～7d。

6 排水設(shè)施的設(shè)置

水是土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)最為敏感的問(wèn)題。在施工前即已作好基坑降排水工作，沿基坑周圍設(shè)六眼降水井，并將噴射混凝土面層延伸到基坑周圍地表，構(gòu)成噴射混凝土護(hù)頂，防止近處的地表水向下滲透，同時(shí)沿基坑邊地面加高，防止地表水流入基坑內(nèi)。在基坑底部射排水溝，將流到排水溝里的水通過(guò)集水井排到基坑外。

7 基坑監(jiān)測(cè)

在基坑支護(hù)過(guò)程中，建立了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行全過(guò)程跟蹤監(jiān)控，每隔5m布設(shè)一個(gè)儀器檢測(cè)點(diǎn)。施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括水平位移監(jiān)測(cè)、沉降觀測(cè)、基坑隆起觀測(cè)、外觀巡視和裂縫觀測(cè)。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，北側(cè)送水泵房未出現(xiàn)沉降、變配電間沉降僅10mm，西側(cè)通道未出現(xiàn)裂縫及坍塌現(xiàn)象，說(shuō)明支護(hù)設(shè)計(jì)方案和施工方法是安全可靠的。

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