土釘墻支護(hù)建筑深基坑的施工技術(shù)要點(diǎn)分析

李士偉+胡長(zhǎng)城

摘 要： 隨著城市高層建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們?cè)絹?lái)越重視開發(fā)利用地下空間，而深基坑施工作為建筑工程的基礎(chǔ)性工程，它施工質(zhì)量的好壞對(duì)高層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一定波動(dòng)，對(duì)高層結(jié)構(gòu)地下室的使用效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響，當(dāng)前，在深基坑支護(hù)施工在我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)中仍存在許多問(wèn)題。為此，本文在充分了解土釘墻概況的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑深基坑支護(hù)土釘墻施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 土釘墻；建筑工程；深基坑支護(hù)

隨著高層建筑和地下空間的利用和發(fā)展，我國(guó)的深基坑工程日益增多，無(wú)論是技術(shù)難度還是工程規(guī)模都越來(lái)越大。尤其是在地質(zhì)條件較差或較復(fù)雜的地區(qū)，傳統(tǒng)的基坑支擴(kuò)方法已不能滿足當(dāng)前發(fā)展的需要。復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)中，土釘主動(dòng)支護(hù)土體，并與土體共同作用，盡可能保持、利用、提高基坑邊壁土體的原有強(qiáng)度，將傳統(tǒng)支護(hù)方式中對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)形成荷載效應(yīng)的擾動(dòng)土體轉(zhuǎn)化為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，從而可以有效地應(yīng)用于軟土地區(qū)等特殊地質(zhì)條件下的基坑支護(hù)，而且具有工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低、工期短等優(yōu)點(diǎn)。但是目前復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)無(wú)論在理論分析方法與設(shè)計(jì)理論還是在工程實(shí)踐方面都還不夠成熟與完善。

一、土釘墻的概況

土釘墻是在新奧法的基礎(chǔ)上基于物理加固土體的機(jī)制，在上個(gè)世紀(jì)70年代從德國(guó)、法國(guó)及美國(guó)發(fā)展出來(lái)的支護(hù)方式。上個(gè)世紀(jì)80年代早期在礦山邊坡支護(hù)中我國(guó)采用了這種方式，隨后土釘墻支護(hù)法在基坑支護(hù)得到了大量應(yīng)用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板，最終實(shí)現(xiàn)重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。將一定長(zhǎng)度及密度的土釘設(shè)置在土體內(nèi)，通過(guò)土釘和土一起完成作業(yè)，進(jìn)而將原位土的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行有效提升。這種支護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于12米以下的基坑開挖深度，如地下水位在坑底以上時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際施工要求，進(jìn)行有效排水與截水施工。當(dāng)荷載增大到一定程度后，邊坡表面和內(nèi)部裂縫己發(fā)展到一定寬度，此時(shí)坡腳應(yīng)力最大。這時(shí)下層土釘伸入到滑裂域外穩(wěn)定土體中的部分仍能提供較大的抗力，土釘通過(guò)其應(yīng)力傳遞作用，將滑裂面內(nèi)部應(yīng)力傳遞到后部的穩(wěn)定土體中，并分散在較大范圍的土體內(nèi)，降低應(yīng)力集中程度。在相同的荷載作用下，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)：被土釘鎖加固的土體在內(nèi)部的應(yīng)變水平比其他素土邊坡土體內(nèi)的應(yīng)變水平要降低了很多，這種情況帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)就是對(duì)開裂區(qū)域的形成與發(fā)展產(chǎn)生了明顯的阻礙效果。

二、建筑深基坑支護(hù)中土釘墻施工工藝

1、基坑開挖

土方挖運(yùn)和噴混凝土護(hù)壁是一條流水線的不同工序，必須緊密結(jié)合，在不運(yùn)土的情況下，安排挖機(jī)進(jìn)行修邊坡，配合好支護(hù)工作。大面積基坑開挖，由于地表層的滯水和深層的滲水及降雨，會(huì)造成基坑大量積水。這些水如不及時(shí)排出勢(shì)必影響施工，所以在坑的四周、坑內(nèi)每隔30m挖一條積水溝和相應(yīng)的積水坑。每一層開挖基本上做到積水溝與積水坑連成網(wǎng)絡(luò)，并及時(shí)將積水抽出坑外。

2、鉆設(shè)釘孔

選用土釘成孔的方式進(jìn)行基坑支護(hù)作業(yè)，其成孔工具為洛陽(yáng)鉆機(jī)，將其孔徑設(shè)置為80毫米，深度應(yīng)確保其超過(guò)土釘長(zhǎng)度100毫米，成孔傾角為15度。每鉆進(jìn)1米，并進(jìn)行傾角地測(cè)量，避免偏向等情況的出現(xiàn)。

3、土釘制作、安裝

土釘使用前須除銹，除油、焊牢（搭接焊長(zhǎng)不少于10倍的鋼筋直徑）；為保證土釘插入孔后居孔中央位置，以便在注漿后增大鋼筋與砂漿的握緊力，土釘應(yīng)焊托架，托架為對(duì)中支架，相鄰兩托架間距2m；注漿管同土釘插入錨孔時(shí)，對(duì)注漿管下端口應(yīng)采取保護(hù)措施，以免堵塞；注漿管必須隨土釘下至孔底，若中途注漿管脫落，必須重新安裝土釘；注漿的水泥漿液按設(shè)計(jì)配比進(jìn)行，水灰比為0.45-0.55，速凝劑用量為水泥用量的3%，控制壓力0.2-0.4Mpa；注漿時(shí)，要做到邊注漿邊往外拉動(dòng)注漿管，不可拉動(dòng)得太快，以免造成水泥漿脫節(jié)而使?jié){液不夠飽滿；注漿開始或中途停止超過(guò)30min時(shí)，就用水清洗注漿機(jī)及注漿管，重新注漿；砂漿嚴(yán)格按配合比計(jì)量并攪拌均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥漿應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石塊，雜物混入；注漿過(guò)程中觀察孔口返漿情況，如孔口返漿用粘土在孔口圍僵，確保漿液的密實(shí)。

4、注漿

選用孔底注漿法進(jìn)行土釘墻基坑支護(hù)注漿作業(yè)，其作業(yè)流程為在孔底插入注漿管，確保管口與孔底之間距離200毫米，注漿管應(yīng)同時(shí)進(jìn)行注漿與拔出作業(yè)，確保注漿管底能夠在漿面以下，確保注漿過(guò)程中可以順利從孔口流出，并將止?jié){閥設(shè)置在孔口，選用壓力注漿的方式進(jìn)行施工，確保水泥漿強(qiáng)度為M20，注漿壓力控制在1到2Mpa之間。

5、掛網(wǎng)、泄水管孔布設(shè)

（1）掛網(wǎng)。掛Φ6.5@200（雙向）鋼筋網(wǎng)，掛網(wǎng)時(shí)間應(yīng)在注漿4h后進(jìn)行。網(wǎng)距壁面30mm，與井字型鋼筋架焊接在一起或用22的鐵絲扎牢。采用螺紋鋼與同層土釘貫穿作為聯(lián)系肋筋，Φ14肋筋與網(wǎng)面鋼筋綁扎或焊接牢靠。支護(hù)面沿水平和豎直向預(yù)埋長(zhǎng)500-1000mm直徑50mm外罩濾網(wǎng)的PVC管作為泄水管，管子口部四周用水泥漿封固。

（2）噴射混凝土面層。待鋼筋網(wǎng)編制與連接筋焊接完成后，應(yīng)及時(shí)噴射混凝土面層。本基坑采用9m3空壓機(jī)噴射裝置，噴射混凝土配合比嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)室配制單，同時(shí)加入一定量的外加劑，速凝劑的摻入比為3%，噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C20。

6、復(fù)噴表層混凝土

選用噴射混凝土方式進(jìn)行土釘墻施工，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度必須在C20左右，其厚度應(yīng)控制在80毫米。第一，選用干拌方式，混合料攪拌時(shí)必須遵循相應(yīng)的配合比進(jìn)行施工，混凝土噴射施工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況，可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后，及時(shí)完成土釘錨固作業(yè)，結(jié)束焊接鋼筋網(wǎng)施工后，必須及時(shí)進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。選用分層噴射的方式，由下到上的方式進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。第一層噴射厚度應(yīng)控制在4厘米到5厘米之間，確保其不出現(xiàn)掉漿現(xiàn)象后，進(jìn)行第二層混凝土再噴射作業(yè)，直至其厚度符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

三、建筑深基坑支護(hù)中土釘墻施工質(zhì)量控制

1、土方開挖嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制坡度，人工修坡與機(jī)械開挖交替進(jìn)行，及時(shí)修坡，修坡時(shí)要求通過(guò)掛線和經(jīng)緯儀配合，確保土坡的面層平整，并在土體表面插上控制標(biāo)高的短鋼筋頭，保證坡面平整度，坡面不平整度不大于±20mm；土釘成孔深度允許偏差±30mm；土釘成孔孔距允許偏差±100mm；土釘成孔傾角允許偏差±1°。

2、土方開挖必須與土釘墻施工密切配合，土釘墻施工時(shí)必須分段分層進(jìn)行土方開挖，每段長(zhǎng)度20～30m，每層挖土深度與土釘垂直間距相匹配，保證每層土方開挖的超挖量小于0.5mm，一則便于土釘施工，二則避免超挖造成邊坡塌方。開挖時(shí)砂層部位可能存有上層滯水的殘留水頭，要及時(shí)插放塑料濾水花管，導(dǎo)出滯水，以減小土體含水對(duì)土釘墻的側(cè)壓力。塑料濾水花管長(zhǎng)約1m左右。

3、修坡結(jié)束后確定土釘孔位，孔位誤差不大于100mm，如遇特殊情況需要移孔位，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審定。同時(shí)在土釘成孔過(guò)程中，若遇堅(jiān)硬的障礙物，不得強(qiáng)行施工，須探明情況，以防破壞地下管線或構(gòu)筑物。成孔后檢查孔深、孔徑、拉桿長(zhǎng)度，合格后及時(shí)安放拉桿和注漿管進(jìn)行注漿。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)建筑工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，為確保建筑工程深基坑施工的質(zhì)量，施工企業(yè)必須重視其施工工藝，規(guī)范施工流程，只有這樣才能提高工程的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益?！?/p>

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