深基坑土釘墻邊坡支護(hù)施工技術(shù)

馬兵

(新疆塔里木建筑安裝工程(集團(tuán))有限責(zé)任公司，新疆阿克蘇 843000)

0 引言

土釘墻支護(hù)技術(shù)作為深基坑邊坡常用的安全支護(hù)技術(shù)，由被加固土體、錨固于土體中的土釘群和面板組成。土釘與土體構(gòu)成的復(fù)合體，用來抵擋土壓力或其他附加荷載，保護(hù)開挖面的穩(wěn)定，而土釘間的變形則通過鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層給予約束。土釘墻主要有鉆孔置入、打入型、射入型三種形式。本文以新疆友好集團(tuán)阿克蘇天百國際購物中心深基坑鉆孔置入土釘墻為例，對土釘墻施工特點(diǎn)、適用范圍、施工工藝、質(zhì)量控制等內(nèi)容進(jìn)行了闡述。

1 工程概況

新疆友好集團(tuán)阿克蘇天百國際購物中心，建筑面積113 995.85 m2，建筑高度97.65 m，基坑長169.7 m，寬93.2 m，深8 m。地處天山南麓中部，塔里木盆地西北緣，地下水位埋深15.9 m～16.2 m，潛水，水位變化幅度為0.5 m～1.0 m。其地質(zhì)分層為：雜填土層厚0.6 m～1.7 m;粉質(zhì)粘土層厚22.3 m～23.0 m;圓礫層厚6.5 m。

2 土釘墻支護(hù)特點(diǎn)及適用范圍

2.1 特點(diǎn)

深基坑土釘墻支護(hù)具有施工快速簡便、設(shè)備簡單、質(zhì)量易控(水平位移一般為基坑分層深度的1‰～2‰)、經(jīng)濟(jì)效果明顯(土釘墻成本費(fèi)用較護(hù)坡樁、板樁支撐墻等支護(hù)方法相比降低10%～30%左右)、占用空間少、便于信息化施工等特點(diǎn)。

2.2 適用條件

土釘墻支護(hù)一般適用于地下水位以上或進(jìn)行人工降水后的可塑、硬塑或堅(jiān)硬的粘性土，膠結(jié)或弱膠結(jié)(包括毛細(xì)水粘結(jié))粉土、砂土和礫填土，土釘墻與其他施工方法相結(jié)合也可在雜填土、松散砂土、軟塑或流塑土、軟土中應(yīng)用，支護(hù)深度不宜超過18 m。

3 施工工藝流程

根據(jù)地質(zhì)水文情況確定分層開挖深度→開挖土方并修整邊坡→初噴底層混凝土→鉆設(shè)釘孔→土釘安裝→注漿→掛鋼筋網(wǎng)并與土釘尾部焊牢→安裝泄水管復(fù)噴表層混凝土至設(shè)計(jì)厚度→下層土方的開挖。

4 主要施工工序

土釘墻施工前要做好操作平臺、機(jī)械設(shè)備進(jìn)場，原材料的送檢，監(jiān)測點(diǎn)的確定及作業(yè)人員的安全技術(shù)交底等準(zhǔn)備工作。地下水位較高時，需將水位降到坑底0.5 m以下。

4.1 土方開挖

1)要按設(shè)計(jì)要求分層、分段開挖，分層深度根據(jù)土質(zhì)情況確定，且應(yīng)挖至土釘墻標(biāo)高下0.3 m左右。進(jìn)入下一層開挖時必須等到上層土釘?shù)目估瓘?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值80%方可進(jìn)行，上下層間隔時間宜為5 d～7 d。開挖過程中，嚴(yán)禁超挖或造成邊壁土體松動，禁止開挖設(shè)備碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)。

2)分段長度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件、施工流程的相互銜接等因素確定。分段開挖長度一般第一層每段不得超過15 m，第二層每段不得超過8 m，挖到淤泥層時每段開挖長度不得超過6 m，并采用跳槽開挖。

3)開挖作業(yè)面后應(yīng)立即進(jìn)行土釘墻支護(hù)，最后一層土釘墻施工完成后應(yīng)及時施工墊層或底板。

4.2 邊壁平整

邊壁宜采用小型機(jī)具或鐵鍬進(jìn)行切削清坡，以保證邊坡平整，并在修整好的坡壁上埋設(shè)控制混凝土厚度的標(biāo)志。

4.3 混凝土噴射

噴射混凝土護(hù)坡時，應(yīng)自下而上，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，距離宜為0.6 m～1.0 m，噴射厚度不小于40 mm。噴射混凝土終凝2 h后，立即噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間宜為5 d～7 d。

4.4 孔位布點(diǎn)、成孔

土釘成孔前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求定孔位并作標(biāo)記，并按照土釘打入的設(shè)計(jì)斜度架設(shè)操作平臺。平臺驗(yàn)收合格后用螺旋鉆機(jī)開始鉆孔，成孔過程中如出現(xiàn)邊坡土體含水量較大、雜填土較厚、松散砂層等情況不宜進(jìn)行人工成孔時，可采用鋼管代替鋼筋，利用機(jī)械打入土層，鋼管上每隔300 mm鉆直徑8 mm～10 mm的出漿孔，梅花形布置，并在孔邊上焊倒刺狀鋼筋，以防打管時散落土粒堵塞出漿孔，同時增加其抗拔力。成孔后要進(jìn)行清孔檢查，并對孔徑、孔深、孔距、傾角進(jìn)行全面檢查。

4.5 置釘

在直徑18 mm～32 mm的Ⅱ級或Ⅲ級鋼筋上設(shè)置定位架，保證鋼筋處于孔中心部位，支架沿釘長的間距為2 m～3 m左右，支架的構(gòu)造應(yīng)不妨礙注漿時漿液的自由流動。

4.6 注漿

在孔口處應(yīng)設(shè)置止?jié){塞及排氣管，旋緊止?jié){塞使其與孔壁緊密貼合，注漿管應(yīng)深入到孔底250 mm～500 mm處，邊注漿邊拔管，直至注滿或排氣管停止排氣為止。注漿材料宜用水泥漿或水泥砂漿，水泥漿的水灰比宜為0.5;水泥砂漿的配合比宜為1∶1～1∶2，水灰比宜為0.38～0.45，需要時可加入適量速凝劑。

4.7 鋪設(shè)綁扎面層鋼筋網(wǎng)

鋪設(shè)綁扎面層鋼筋網(wǎng)，在土釘端部兩側(cè)沿土釘長度方向焊上短段鋼筋，并與面層內(nèi)連接相鄰?fù)玲敹瞬康耐ㄩL加強(qiáng)筋互相焊接。

4.8 噴射混凝土面層

1)噴射混凝土?xí)r噴射順序應(yīng)自下而上，垂直指向噴射面，在鋼筋部位應(yīng)先噴鋼筋后方，再噴填鋼筋前方，防止在鋼筋背面出現(xiàn)空隙。也可在鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片之前初噴一次，鋪設(shè)網(wǎng)片之后再進(jìn)行復(fù)噴，一次噴射厚度不宜小于40 mm，噴射混凝土前應(yīng)先向邊壁土層噴水潤濕;噴射時應(yīng)加入速凝劑以提高混凝土的凝結(jié)速度，防止混凝土塌落。

2)噴射混凝土終凝2 h后，噴水養(yǎng)護(hù)5 d～7 d。

3)最后一層土釘墻支護(hù)宜插入基坑底部0.2 m以下，在基坑頂部也宜設(shè)置寬度為1 m～2 m的混凝土護(hù)頂。

4.9 排水設(shè)施的設(shè)置

1)土釘墻支護(hù)應(yīng)采取排水措施排出地表積水，支護(hù)內(nèi)部積水，以及基坑積水，以避免土體處于飽和狀態(tài)而降低強(qiáng)度。

2)基坑頂部四周要做散水和排水溝，坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置排水溝和集水坑，并與邊壁保留0.5 m～1 m的距離，集水坑內(nèi)積水應(yīng)及時抽出。

5 質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1 試驗(yàn)及檢驗(yàn)要求

1)注漿強(qiáng)度及噴射混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)。用于注漿的水泥漿或水泥砂漿強(qiáng)度經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測定，每批至少留取3組，注漿強(qiáng)度等級不低于12 MPa(3 d不低于6 MPa)。噴射混凝土強(qiáng)度，每批至少取3組，強(qiáng)度等級不低于C20(3 d不低于10 MPa)。

2)噴射混凝土厚度檢驗(yàn)。噴射混凝土厚度，一般采用鑿孔法作為檢查依據(jù)，也可以用混凝土厚度標(biāo)志或其他方法檢查，有爭議時以鑿孔法為準(zhǔn)。檢查數(shù)量為每100 m2取一組，每組不少于3點(diǎn)，平均厚度應(yīng)大于設(shè)計(jì)厚度，最小厚度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度的80%。

3)土釘抗拔力試驗(yàn)。每一土層中至少留3根非工程土釘進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，其孔徑注漿材料等參數(shù)及施工方法應(yīng)與工程土釘完全相同，在注漿體強(qiáng)度不低于6 MPa時檢驗(yàn)土釘?shù)目拱瘟κ欠駶M足設(shè)計(jì)要求，抗拔力和變形的一般加荷至設(shè)計(jì)抗拔力的1.5倍。

5.2 錨桿施工的質(zhì)量控制

1)土釘墻錨桿質(zhì)量控制是確保土釘墻質(zhì)量的關(guān)鍵，其主控項(xiàng)目為：a.錨桿工程所用原材料，配合比、砂漿強(qiáng)度等級;b.錨固體的直徑、標(biāo)高、深度和傾角;c.錨桿的組裝和安放;d.錨桿的張拉、鎖定和防銹處理;e.土層錨桿的試驗(yàn)和監(jiān)測。與最大試驗(yàn)荷載、總彈性位移等一般項(xiàng)目。

2)灌漿是土層錨桿施工中的一道關(guān)鍵工序，必須作好驗(yàn)收及記錄。灌漿材料多用純水泥漿。水灰比為0.4～0.45左右。為防止析水、干縮，可摻加0.3%的木質(zhì)素磺酸鈣。水泥漿液的抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于25 MPa，塑性流動時間應(yīng)在22 s以下，可用時間應(yīng)為30 min～60 min，整個澆筑過程須在4 min內(nèi)結(jié)束。

3)灌漿壓力，一般不得低于0.4 MPa，亦不宜大于2 MPa，宜采用封閉式壓力灌漿和二次壓力灌漿，可有效提高20%錨桿抗拔力。

4)注漿后自然養(yǎng)護(hù)不少于7 d。待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的80%以上，方可進(jìn)行張拉工藝。

5)張拉前要校核千斤頂，檢驗(yàn)錨具硬度。張拉力要根據(jù)實(shí)際所需的有效張拉力和松弛應(yīng)力而定，一般按設(shè)計(jì)軸向力的75%～85%進(jìn)行控制。

6 施工監(jiān)測

深基坑土釘墻的施工監(jiān)測內(nèi)容包括：支護(hù)整體位移、臨近基坑的地表、地物的變形，開裂狀態(tài)的觀察，基坑底部及周圍地下管線。監(jiān)測點(diǎn)間距不宜大于20 m，每邊監(jiān)測點(diǎn)數(shù)目不應(yīng)少于3個，基坑工程監(jiān)測點(diǎn)的布置應(yīng)最大程度地反映監(jiān)測對象的實(shí)際狀態(tài)及其變化趨勢，并應(yīng)滿足監(jiān)控要求。在監(jiān)測對象內(nèi)力和變形變化大的代表性部位及周邊重點(diǎn)監(jiān)護(hù)部位，監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密，一般采用儀器監(jiān)測與巡視檢查相結(jié)合的監(jiān)測方法。

7 結(jié)語

深基坑土釘墻支護(hù)在深基坑支護(hù)方式中占有主導(dǎo)地位，土釘墻通過土釘所具有較高的抗拉、抗剪強(qiáng)度和剛度特性提高邊坡的基本穩(wěn)定性和承受坡頂荷載，由于其施工簡便有效，在深基坑支護(hù)中具有重要的發(fā)展空間。

［1］ 錢惠明.建筑地基深基坑土釘墻支護(hù)施工方法探討［J］.科技促進(jìn)發(fā)展(應(yīng)用版)，2010(8)：155.

［2］ 陳 晨，趙 峰.深基坑土釘墻護(hù)壁體系的設(shè)計(jì)與施工［J］.東北水利水電，1998(4)：21-24.

［3］ 馮曉青.深基坑噴錨網(wǎng)支護(hù)現(xiàn)場監(jiān)控要點(diǎn)［J］.廣東建材，2006(6)：45-47.