復(fù)合土釘墻支護(hù)在基坑中的應(yīng)用研究

馬松亭

摘 要： 伴隨現(xiàn)代化建設(shè)水平的不斷提升，土木工程領(lǐng)域建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，建筑高度不斷增加，基坑開挖深度越來越大，施工難度也隨之增加。因我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜，因場(chǎng)地、自然環(huán)境等因素的影響，基坑工程事故時(shí)常發(fā)生，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，可縮小基坑側(cè)壁位移量，從而制約由土體滑動(dòng)而產(chǎn)生的破壞情況，保證基坑工程的安全性。本文在全面了解復(fù)合土釘墻作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合某建筑基坑工程，對(duì)復(fù)合土釘墻施工方案、施工工藝進(jìn)行了分析與探究，以期全面提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 復(fù)合土釘墻;基坑支護(hù);作用機(jī)理

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速發(fā)展的今天，投資建設(shè)規(guī)模越來越大。我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展快速，特別是近年來，超高層建筑建設(shè)在各地開展廣泛。因上部建筑荷載水平的不斷提升，對(duì)基坑建設(shè)提出了更高的要求，選用復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)可有效提升基坑穩(wěn)定性，且能夠?qū)Τ两盗窟M(jìn)行有效控制，具有良好經(jīng)濟(jì)性。

一、復(fù)合土釘墻的作用機(jī)理

復(fù)合土釘墻是指有機(jī)結(jié)合土釘墻和一種或多種單項(xiàng)支護(hù)技術(shù)的一種復(fù)合支護(hù)體系，土釘、預(yù)應(yīng)力錨桿、原位土體等是構(gòu)成復(fù)合土釘墻的主要成分。土釘墻支護(hù)技術(shù)的主要構(gòu)成要素為被加固土體、土釘與噴射混凝土面層等，其主要在基坑支護(hù)工程中使用。新型復(fù)合土釘墻技術(shù)能夠有機(jī)結(jié)合土釘墻與其他支護(hù)技術(shù)，通過多種組合方式，可構(gòu)成性能更好的支護(hù)體系，從而對(duì)土釘墻支護(hù)的應(yīng)用范圍進(jìn)行有效擴(kuò)展。相比其他支護(hù)技術(shù)，復(fù)合土釘墻支護(hù)更具優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)點(diǎn)為機(jī)動(dòng)靈活、成本低、施工周期短、安全性強(qiáng)，且具有廣泛的適用性。為此，在基坑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

二、工程概況

某工業(yè)建筑工程基坑開挖深度為12～16.3m之間，52m為基坑南北向整體寬度，230m為縱向整體長(zhǎng)度?；臃雷o(hù)工程屬于臨時(shí)性安全措施，要滿足安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用周期在半年之內(nèi)。因施工現(xiàn)場(chǎng)開挖深度在10m以上，按照51°角斜率分析，-13.5m為地下水位，可同步進(jìn)行降水與開槽施工，因在第二步臺(tái)處設(shè)置降水井，降水效果良好。當(dāng)開挖邊坡上部南側(cè)后，需預(yù)留物料通道或鋼筋加工場(chǎng)地，寬度為8m，且將2臺(tái)塔吊搭設(shè)到南側(cè)，基于經(jīng)濟(jì)性原則，為降低工程造價(jià)，合理控制投資，經(jīng)商議，決定選用預(yù)應(yīng)力錨索土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，該施工工藝的應(yīng)更為合理、可行。

三、基坑支護(hù)方案

按照工程設(shè)計(jì)要求，本工程選用預(yù)應(yīng)力錨索土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，土釘水平間距為1.7m、豎向間距為1.5m，成孔直徑為0.1m，水平面和土釘間的夾角為15°，選用1860MPa鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力錨索材料，1.5m為其水平間距，且將槽鋼18B的鋼腰梁設(shè)置到錨索位置。

土釘成孔將鋼筋放入后，即可將強(qiáng)度在M15以上的硅酸鹽水泥灌入，此混合料的水灰比為0.45.選用縱、橫兩個(gè)方向的鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行施工，且將橫向加強(qiáng)筋設(shè)置到各層土釘位置。

根據(jù)施工要求，選用C20噴射混凝土用于土釘墻面層，厚度控制在80mm以上，寬度應(yīng)控制在1.5m以上。在發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨索作用前，一般基坑水平、垂直位移變化幅度較大，在充分發(fā)揮應(yīng)力錨索作用后，則變化幅度將有所降低。待完成預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘墻支護(hù)作業(yè)后，可有效提升基坑穩(wěn)定性，保證施工質(zhì)量。

四、復(fù)合土釘墻施工工藝

1、土釘墻施工流程

（1）修坡。通常選用機(jī)械挖土法開挖基坑，根據(jù)工程實(shí)際情況，決定預(yù)留一個(gè)寬度進(jìn)行人工修坡，寬度為25cm，在土方施工時(shí)，還需預(yù)留機(jī)械操作面，為8～10m寬。

（2）編扎鋼筋網(wǎng)。按照設(shè)計(jì)要求，在20mm以上控制鋼筋網(wǎng)片混凝土層厚度，且根據(jù)順序綁扎鋼筋網(wǎng)，一般隨開挖分層進(jìn)行編網(wǎng)。要確保鋼筋網(wǎng)片具有良好整體性與穩(wěn)定性，保證能夠均勻傳力，按400mm以上設(shè)置豎向鋼筋搭接長(zhǎng)度，選用硬質(zhì)材料將鋼筋網(wǎng)片和坡面之間墊起。

（3）土釘制作與安放。通過機(jī)械法成孔，在孔中心布設(shè)各個(gè)土釘位置，順著橫向進(jìn)行鋼筋固定專用架的設(shè)置，合理控制支架高度。

（4）注漿。砂漿質(zhì)量不僅會(huì)影響注漿后錨桿緊固情況，還會(huì)對(duì)土釘作用效果造成嚴(yán)重制約。為此，必須嚴(yán)格按照施工試驗(yàn)進(jìn)行注漿制作，且根據(jù)施工實(shí)際情況，選取科學(xué)、有效的措施對(duì)漿液流動(dòng)性加以嚴(yán)控，保證土釘工作狀態(tài)良好。

（5）焊接土釘端部。選用焊接的方式將土釘端部連接到強(qiáng)筋網(wǎng)片上，從而保證均勻傳力。

（6）混凝土噴射。根據(jù)工程所需，本工程選用C20等級(jí)混凝土用于施工，且在0.4～0.5MPaz之間控制噴射空壓機(jī)的工作壓力，通常按照從下到上的順序不間斷地進(jìn)行作業(yè)面噴射。

（7）施加預(yù)應(yīng)力。隨著土體內(nèi)部強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，灌注水泥漿量將不斷增多，如標(biāo)號(hào)超過80%，則可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，不斷增加作業(yè)預(yù)緊力。

2、預(yù)應(yīng)力錨索施工流程

（1）造孔與清孔。鉆進(jìn)成孔時(shí)，可選用錨桿鉆機(jī)施工，按照“正、平、穩(wěn)、固”的原則在鉆進(jìn)施工前安裝好鉆機(jī)，鉆機(jī)過程中需做好清孔工作，一般選用沖洗液即可。如土層極易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，必須加快速度成孔，特殊情況下為保護(hù)孔壁，需下放套管。

（2）錨索制作與安裝。先做錨索下料，通過砂輪切割機(jī)處理鋼絞線，不得選用電焊或氣割，避免因熱損害鋼絲，或?qū)е落摻z抗拉強(qiáng)度下降。在清孔后需及時(shí)安裝錨索，要求同時(shí)在孔內(nèi)放入注漿管和錨索，同時(shí)合理控制注漿管頭部和孔底之間的距離，以100mm為準(zhǔn)，相比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，錨桿體向孔內(nèi)放入的深度需控制在其95%以上，如存在排氣管，需在孔內(nèi)放入錨索后，對(duì)排氣管的通暢性進(jìn)行詳細(xì)檢查。當(dāng)錨索放至孔底指定處即可進(jìn)行下道工序施工，如為達(dá)到孔底指定處，則必須再次進(jìn)行清孔、安裝，嚴(yán)禁安裝錨索后，對(duì)孔壁造成損害。

（3）錨索注漿。選用42.5普通硅酸鹽水泥作為桿體注漿水泥，在0.45～0.5之間合理控制水灰比，并根據(jù)實(shí)際情況，適量摻加早強(qiáng)劑。

（4）張拉鎖定。在分段分區(qū)混凝土樁頂聯(lián)系梁后張拉預(yù)應(yīng)力錨索，并保證錨體強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。

（5）封錨。完成張拉作業(yè)后，由錨具量起需預(yù)留50～100mm鋼絞線，如有多余，則應(yīng)通過切割機(jī)去除。但也不能預(yù)留鋼絞線過短，避免向孔內(nèi)滑入。隨后通過防銹涂料進(jìn)行涂刷，并通過C20混凝土澆筑、封閉錨頭。

五、結(jié)束語

綜上所述，自改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速，地面建筑越來越高，樓高基深，為確保地下施工與基坑周圍建筑物的安全，特別是在開挖受限的條件下，如何保證基坑安全顯得尤為重要。深基坑支護(hù)是確?；邮┕ぐ踩闹饕胧?，在大量基坑支護(hù)方式中，復(fù)合土釘墻支護(hù)因其施工便捷、造價(jià)低，且具有廣泛適應(yīng)性得到了人們的普遍關(guān)注。本文結(jié)合具體案例，合理確定了施工方案，選用土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨索的方式進(jìn)行基坑支護(hù)施工，從而有效提升工程質(zhì)量，保證基坑穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊敏，孫寬，古海東，劉斌.疏排樁-土釘墻組合支護(hù)結(jié)構(gòu)離心模型試驗(yàn)研究——穩(wěn)定性與破壞模式[J]. 結(jié)構(gòu)工程師. 2012（01）.

[2] 閻飛，李富榮，王妮坤.老城區(qū)中心緊鄰既有建筑物基坑支護(hù)工程實(shí)踐[J]. 山西建筑. 2012（17）.

[3] 方耀煉.房屋建筑中基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 江西建材. 2017（12）.

[4] 孫煒翔，翟克禮.探討建筑工程基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家. 2013（01）.

[5] 許長(zhǎng)侃，趙曉萍.淺析建筑工程基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)[J]. 黑龍江科技信息. 2015（07）.