基坑工程中土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工探討

　　 摘要：土釘支護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為工民建施工中基坑開挖所采取的常用技術(shù)措施之一，因其具備很多優(yōu)點(diǎn)，近些年來在基坑工程中得了廣泛應(yīng)用。本文對(duì)基坑工程土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工中的相關(guān)問題進(jìn)行初步探討，僅供同行參考。
　　關(guān)鍵詞：基坑工程；土釘支護(hù)；設(shè)計(jì)；施工
　　中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　近年來，隨著我國(guó)城市建設(shè)的迅速發(fā)展，高層建筑日益增多，地下空間的利用也隨之加大?；庸こ淘诤艽蟪潭壬蠞M足了當(dāng)前的需要，土釘支護(hù)技術(shù)作為基坑工程的關(guān)鍵步驟，因其具有經(jīng)濟(jì)適用、施工簡(jiǎn)便快捷、安全性高等特點(diǎn)已經(jīng)受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，而一套好的設(shè)計(jì)方案和施工方法，對(duì)于基坑工程就顯得尤為重要。所以，探討基坑工程中支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　1 基坑工程中土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)
　?。?）土釘支護(hù)概述
　　土釘就是置于土體中排列間距較密集的細(xì)長(zhǎng)桿件，常以鋼筋、圓鋼和扁鋼作為土釘材料。土釘支護(hù)主要是用于基坑工程中土體開挖及邊坡穩(wěn)定的一項(xiàng)新型擋土技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)適用、施工簡(jiǎn)便快捷、安全可靠等特點(diǎn)。
　?。?）土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)原則
　　土釘支護(hù)作為一種擋土結(jié)構(gòu)就必須滿足規(guī)定的耐久性、穩(wěn)定性、變形和強(qiáng)度等要求。土釘支護(hù)的具體設(shè)計(jì)原則包括：
　　1.土釘支護(hù)方案的選擇要盡量與土體性狀相適應(yīng)。首先，要了解并掌握土體的工程特性；其次，還要考慮地下水、地表徑流及地下水管漏水等影響因素。
　　2.為了能夠適應(yīng)邊坡的限量變形，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)要具有一定的柔性，要?jiǎng)偠冗m宜，同時(shí)還要限制開挖深度和臺(tái)階高度，以便及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，控制結(jié)構(gòu)的變形量。
　　3.土釘在沿支護(hù)高度上下分布時(shí)，因其在使用狀態(tài)下的內(nèi)力相差較多，通常為中間大，頂部和底部偏小，所以，中部的土釘所起的作用也要比頂部和底部的大。由于頂部土釘能有效的限制地表開裂，如果頂部土釘較短，則會(huì)導(dǎo)致土釘尾部以外的地表出現(xiàn)大面積開裂現(xiàn)象，雖然土釘支護(hù)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度不會(huì)受到很大影響，但卻會(huì)使整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生水平移位。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)最好適當(dāng)加長(zhǎng)頂部的土釘長(zhǎng)度。
　　4.為了使土釘能夠更好的與周圍土體復(fù)合在一起，對(duì)于不同的土體，土釘?shù)拈g距要盡量控制在合理的范圍，不宜過大，如飽和粘土中土釘?shù)乃介g距以1m/根比較合適，干硬粘土中水平間距應(yīng)盡量大于2m/根。土釘?shù)呢Q向間距要和開挖的深度相對(duì)應(yīng)。
　　5.土釘傾角主要是取決于土層特征及注漿方法等因素，通常其角度約在5°~20°之間。
　　（3）土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的有限元法
　　土釘支護(hù)主要是通過土釘來改善基坑開挖面附近的土體強(qiáng)度，以達(dá)到支護(hù)目的，是一種柔性主動(dòng)制約機(jī)制的支護(hù)技術(shù)。土釘支護(hù)技術(shù)由于涉及的問題較多，如面層上的土壓力大小、土釘?shù)挠行чL(zhǎng)度及間距、滑裂面、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形等。因此，需借助數(shù)值模擬的方法對(duì)這些問題進(jìn)行解決。有限單元法是巖土工程中較為常見的一種數(shù)值分析方法。從原理上講，有限單元法將支護(hù)和土體都作為變形體，分析基坑開挖和卸載條件下土體和各支護(hù)點(diǎn)的應(yīng)力位移，是一種適用性廣、合理準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
　　（4）土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)內(nèi)容
　　進(jìn)行土釘支護(hù)設(shè)計(jì)，首先要根據(jù)工程類別和施工經(jīng)驗(yàn)，初步選定各部件的尺寸和材料參數(shù)；其次，進(jìn)行計(jì)算分析，其主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　1.支護(hù)的內(nèi)、外部整體穩(wěn)定性分析。內(nèi)部穩(wěn)定性可按圓弧破壞面采用條分法進(jìn)行分析，對(duì)于外部，可以將土釘加固的土體當(dāng)做擋土墻，并以此進(jìn)行抗隆起、抗傾覆、抗滑動(dòng)和抗管涌驗(yàn)算進(jìn)行穩(wěn)定性分析。
　　2.土釘設(shè)計(jì)計(jì)算。其中包括土釘設(shè)計(jì)內(nèi)力、最大抗力和土釘長(zhǎng)度的確定，以及土釘抗拉斷裂極限狀態(tài)計(jì)算和注漿釘包裹體錨固極限狀態(tài)計(jì)算。
　　3.噴射混凝土面層的設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　4.土釘與混凝土面層的連接計(jì)算；最后，根據(jù)以上的計(jì)算對(duì)各部件的初步參數(shù)進(jìn)行調(diào)整及修改，繪制施工圖開始施工。
　　2 基坑工程中土釘支護(hù)的施工
　?。?）基坑開挖
　　為了讓施工工作能夠快速、安全的進(jìn)行，土釘支護(hù)必須逐層進(jìn)行，開挖的最大高度要以土體的穩(wěn)定性和土釘豎向間距的大小來決定。通過施工流程和施工期間邊坡穩(wěn)定和坡面面積的銜接，確定基坑開挖的縱向長(zhǎng)度。使用機(jī)械設(shè)備開挖時(shí)，要盡量減少擾動(dòng)支護(hù)土層，在支護(hù)之前必須對(duì)坡體表面出現(xiàn)松動(dòng)的部位進(jìn)行清除，基坑開挖過程中，要嚴(yán)格按照完成上層支護(hù)后才能開挖下層的原則，以此確保邊坡穩(wěn)定及控制邊坡變形，保證開挖工作能夠安全進(jìn)行。
　?。?）排水
　　基坑土釘支護(hù)在施工時(shí)，應(yīng)充分考慮到地下水對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響，必須做好排水工作，防止靜水壓力過大，導(dǎo)致混凝土面層受損，同時(shí)還要盡量避免基坑加固土體處于飽和狀態(tài)，如果出現(xiàn)飽和狀態(tài)將很有可能使支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在基坑土釘支護(hù)施工過程中，主要采用的排水方式有：淺部排水、深部排水和坡面排水。
　?。?）噴射混凝土面層
　　由于地層性質(zhì)的差異，噴射混凝土面層時(shí)，一定要控制好施工時(shí)間。通常情況下，為了防止坡面土體崩解和松弛，應(yīng)盡快噴射混凝土面層。為了使混凝土面層能夠更好的起到加強(qiáng)作用，可在其中配備一些鋼筋網(wǎng)。
　?。?）土釘支護(hù)施工
　　土釘支護(hù)的施工工序主要包括定位、成孔、置筋、注漿和錨頭焊接等。在基坑土層含水量大或土質(zhì)差時(shí)，成孔后要盡快放置鋼筋，為了確保鋼筋能夠位于孔中心，需在鋼筋上每隔2-3m焊制一個(gè)定位架，然后注入漿液。由于注漿時(shí)要盡量將孔內(nèi)的水和氣排出，所以應(yīng)采用由孔底向外的注漿方法，保證注漿質(zhì)量。漿體凝固并達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度后，開始錨頭焊接，錨頭應(yīng)與土釘焊接牢固，并和鋼筋網(wǎng)相連接形成整體。
　?。?）施工監(jiān)測(cè)
　　土釘支護(hù)施工過程中，較為重要和直觀的監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)土釘支護(hù)時(shí)的位移而言的。監(jiān)測(cè)時(shí)如果發(fā)現(xiàn)跳躍點(diǎn)和位移突變，要及時(shí)停止施工，并進(jìn)行變形原因分析和處理，問題解決后才能繼續(xù)施工。做好施工中的監(jiān)測(cè)工作，可以更好的保證工程質(zhì)量。
　　結(jié)論
　　總而言之，在基坑工程土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工中，應(yīng)遵循土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)原則，選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法做好設(shè)計(jì)工作，以此保障土釘支護(hù)施工的順利進(jìn)行，從而為提高土釘支護(hù)的施工質(zhì)量提供保障。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]石德虎.基坑工程中土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工[J].科技信息.2010.(06).
　　[2]黃偉.周文斌.陳鵬.土釘支護(hù)技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用[J].西部探礦工程2006.(09).
　　[3]林希強(qiáng).基坑土釘支護(hù)工程設(shè)計(jì)和施工中存在的問題及改進(jìn)建議[J].山西建筑2009.(04）.
　　[4]宋德承.黃碧剛.基坑土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工[J].山西建筑.2008.(07).