某體育中心基坑土釘支護技術(shù)

陜西正凱建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司 朱翠玲

陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭亞宇

陜西正凱建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司 雷世民

某體育中心基坑土釘支護技術(shù)

陜西正凱建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司 朱翠玲

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陜西正凱建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司 雷世民

土釘支護技術(shù)具有施工方法簡單方便，安全度較高，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(yīng)用。本文，筆者以渭南體育中心拱墩基坑為例，詳細介紹了土釘支護的方案選擇，方案參數(shù)設(shè)計以及支護施工方案和質(zhì)量檢查。

一、基坑支護方法分類

目前，我國深基坑支護的方法較多?；又ёo方法按結(jié)構(gòu)受力特點分為以下3類。

1.被動受力支護結(jié)構(gòu)。其特點是支護結(jié)構(gòu)依靠自身的剛度和強度被動的承受土壓力，限制土體的變形，從而保持邊坡安全穩(wěn)定。常見的如人工挖孔樁、鉆孔樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁、鋼板樁、鋼管樁、支撐圍護結(jié)構(gòu)及地下連續(xù)墻等。

2.主動受力支護結(jié)構(gòu)。其特點是通過各種方法提高土體的強度，使支護材料與土體形成共同作用體系，從而達到支護的目的。常見的方法有土釘支護技術(shù)，樹根樁技術(shù)和攪拌樁技術(shù)等。

3.組合形式。其特點是將前兩種支護方法同時應(yīng)用于同一個基坑工程中。這種支護形式已經(jīng)在許多工程中得到了成功的應(yīng)用，表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢和潛力。

比較上述3種方法，被動受力支護結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的支護方法，在這種支護方法造價高，工期長，施工難度大，其局限性日漸突出。而主動受力支護結(jié)構(gòu)安全度較高，施工簡單方便，工期較短，造價低，噪音污染小，彌補了傳統(tǒng)方法的許多缺點，其設(shè)計施工經(jīng)驗逐漸積累并日趨完善，發(fā)展較快，其中土釘支護技術(shù)是現(xiàn)在已得到廣泛應(yīng)用的支護方法之一。

二、工程概況

渭南市體育中心項目位于渭南城區(qū)渭清路以西，樂天大街以北，規(guī)劃面積33hm2，建筑面積13萬m2，總投資約7.12億元，計劃工期3年。體育中心主要由兩部分組成，其中功能區(qū)主要建設(shè)一場兩館，即主體育場（總建筑面積30000m2，設(shè)觀眾席32000座）、球類綜合訓(xùn)練館（總建筑面積21690m2，設(shè)觀眾席3700座）和游泳館（總建筑面積17250m2，設(shè)觀眾席1200座）。市體育運動學(xué)校功能區(qū)主要建設(shè)射擊館、綜合訓(xùn)練館、2棟教學(xué)辦公樓、學(xué)生公寓、餐廳、室外田徑場和游泳池等，建筑面積43700m2。主體育場拱墩基坑工程開挖深度為8.3m，因南臨樂天大街，東臨渭清路，均為渭南重要的交通線路，車流量較多。在基坑施工中不允許發(fā)生較大變形和沉降。通過土釘與土體形成復(fù)合體，提高邊坡的整體穩(wěn)定性，且能降低工程施工成本，有較大的優(yōu)越性。

三、支護方案設(shè)計

1.支護方案選擇。根據(jù)工程地層特性以及深基坑情況，初步確定該深基坑可以采用內(nèi)支撐、地下連續(xù)墻以及土釘支護幾種形式對基坑進行支護。

（1）采用內(nèi)支撐將會影響主體結(jié)構(gòu)的施工，在施工場地限制、主體結(jié)構(gòu)施工工期緊的情況下，不宜采用內(nèi)支撐方式。

（2）地下連續(xù)墻包括懸臂式或撐錨式，可用于多層地下室的超深基坑，宜配合逆作法施工使用，利用地下室梁板柱作為內(nèi)支撐。但是由于施工成本太高，不予采用。

（3）采用土釘墻支護，可邊挖土邊施工，待土方開挖完后，土釘墻支護隨即形成，可立即進行基礎(chǔ)施工，工期最短。而且根據(jù)國內(nèi)外資料分析，土釘墻工程造價比其他支護類型低30%～40%。因此，采用土釘墻支護結(jié)構(gòu)是本基坑工程的最佳選擇。

2.支護方案參數(shù)設(shè)計。本工程基坑工程開挖深度為8.3m，為確保邊坡施工安全，并考慮降低成本，基坑上層放坡為1∶0.3，下層放坡為1∶0.5。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采用土釘支護，土釘水平間距1.50m，豎向間距1.50m，呈梅花形分布。土釘主筋Φ18，橫拉筋Φ14，鋼筋網(wǎng)片為Φ6.0@200mm×200mm，面層混凝土厚度不小于80mm，標(biāo)號采用C20?？變?nèi)注漿為M20。根據(jù)實際計算土釘墻設(shè)計參數(shù)為土釘長度為6m，共設(shè)置5排。詳細的土釘設(shè)計參數(shù)、噴射混凝土及孔內(nèi)注漿參數(shù)要求分別見表1、表2。

表 1土釘設(shè)計參數(shù)

表 2 噴射混凝土及孔內(nèi)注漿參數(shù)

四、支護施工方案

1.挖土?；油谕翍?yīng)分層開挖，以保證施工過程的基坑邊坡安全。分層厚度應(yīng)根據(jù)土釘?shù)呢Q向間距確定，一般挖至所在工作層土釘設(shè)計標(biāo)高以下約0.3m處，嚴(yán)禁超挖，挖土機開挖應(yīng)服從土釘支護的要求。挖土至設(shè)計坑底時，應(yīng)留置＞200mm土方采用人工挖掘、抄平。土釘墻施工完本層面后才可開挖下一層面。結(jié)合監(jiān)測的數(shù)據(jù)，對土釘?shù)拿芏群烷L度可適當(dāng)加以調(diào)整。保證土體的位移在規(guī)范的范圍內(nèi)。

2.修邊坡。根據(jù)施工計劃總平面圖，首先確定基坑放樣尺寸，沿線挖出一條6～8m寬的工作斷面，機械開挖以后再人工修整坡面，坡面平整度的容許偏差為20mm。

3.定位、成孔。成孔前應(yīng)根據(jù)設(shè)計定出孔位，并做出標(biāo)記，成孔時對土體注意保護，孔位誤差應(yīng)小于50mm。成孔作業(yè)時要避開鄰近建筑的基礎(chǔ)和管線。碰到障礙物時，適當(dāng)調(diào)整土釘長度、位置和數(shù)量，確保邊坡安全。成孔采用人工洛陽鏟成孔。嚴(yán)格控制成孔位置和成孔角度偏差，成孔傾角偏差不大于1度。土釘主筋每隔2.0m設(shè)置一組Φ6.0的鋼筋船中心定位架。在復(fù)測孔深后，放入土釘桿體，用砂漿泵注入砂漿錨固，注漿過程中要控制好土釘?shù)拈L度及位置。

4.灌注水泥砂漿。采用水灰比為0.40～0.42的水泥砂漿，用砂漿攪拌機攪拌均勻后將注漿管插入距孔底不小于40mm，通過漿泵加壓，灌入孔底，緩慢拔出注漿管，直至漿體飽滿，稍后補漿1～2次。土釘施工后，在修整后的坑壁上將編好的鋼筋網(wǎng)固定在土釘上，每隔0.75m設(shè)置拖墊，防止鋼筋網(wǎng)片彎曲。

5.掛網(wǎng)與加強筋。鋼筋網(wǎng)片采用Φ6.0@200mm×200mm鋼筋焊接或綁扎而成，上下層鋼筋搭接200mm，焊接或用鐵絲綁扎，縱向鋼筋插入土中200mm，與下一層鋼筋搭接，加強筋壓在鋼筋網(wǎng)和土釘上，與土釘焊牢，并在土釘頭上綁焊1個三角襯墊，壓住橫向加強筋，橫向加強連接筋的搭接采用焊接。

6.噴混凝土。為保證噴射混凝土厚度，打入土釘時，土釘末端露出巖土面100mm。噴射混凝土采用干噴法，使用32.5級水泥、骨料為中粗砂和直徑10～15mm的碎石，干料的級、配開工前由設(shè)計級出，摻速凝劑，摻量為水泥的3%?；炷粮闪现辽侔韬?次。噴射機開機順序為：送風(fēng)—送水—送料，關(guān)機順序反之。

土釘墻面層混凝應(yīng)分2次噴射施工，噴射第一層混凝土厚度為30～50mm，完成后，安裝土釘，綁扎鋼筋網(wǎng)片，然后噴射第2層混凝土至設(shè)計厚度。噴射方向應(yīng)與作業(yè)面垂直，噴頭至作業(yè)面距離為0.6～1.0m，噴射順序由下至上運動，回料不得再用。要及時清理噴射機。

五、施工質(zhì)量檢驗

1.原材料檢驗。土釘墻支護施工所用原材料（水泥、砂石、砼外加劑、鋼筋、鋼管）的質(zhì)量要求以及各種材料性能的測定，均應(yīng)以現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

2.注漿強度及噴射砼強度檢驗。用于注漿的水泥漿或水泥砂漿強度用70mm×70mm×70mm立方體試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護后測定，每批至少留取3組（每組3塊）試件，給出3d及28d的強度，注漿強度等級不低于12MPa，3d強度不低于6MPa；噴射混凝土強度可用邊長100mm立方體試塊進行測定，每批至少取3組（每組3塊）試件，強度等級不低于C20，3d強度不低于10MPa。

3.噴射混凝土厚度檢驗。噴射混凝土的厚度，可以采用鑿孔法作為檢驗依據(jù)，也可以用混凝土厚度標(biāo)志或其他方法。有爭議時以鑿孔法為準(zhǔn)。檢查數(shù)量為100m2取1組，每組不少于3個點，其合格條件可定為：全部檢查處厚度平均值應(yīng)大于設(shè)計厚度，最小厚度不應(yīng)小于設(shè)計厚度的0.8。

4.土釘抗拔試驗。每一典型土層中，至少留3根非工程土釘進行抗拔試驗，其孔徑注漿材料等參數(shù)以及施工方法與工程土釘完全相同，在注漿體強度不低于6MPa時檢驗土釘抗拔力是否滿足設(shè)計要求，一般加荷至設(shè)計拔力的1.5倍，觀察其抗拔力及變形，一旦發(fā)生異常情況，及時采取措施或給設(shè)計單位反饋情況，以便加以改進。