土钉墙支护技术（共10篇）
土钉墙支护技术 篇1
引言
土钉墙基坑支护是近年来发展起来的一种用于基坑支护的新型技术, 由于具有费用低、施工速度快等优点, 得到了迅速推广。土钉墙支护技术是一种原位土体加固技术, 由被加固的土体和放置在土中的土钉体、钢筋混凝土面层组成, 原位土体通过喷射混凝土面板与土钉加固结合, 三者形成一个类似于重力式墙的一种挡土墙。
本文结合某工程土钉墙基坑支护实例, 分析了基坑的特点及土质情况, 介绍了该工程的技术方案和质量控制措施。
1 土钉墙支护技术的特点
土钉墙施工不需单独占用场地, 在原位土体上所形成的重力式墙的复合体, 可以显著提高边坡整体稳定性以及坡顶的承载能力。土钉墙支护深度一般≯12 m。适用于地下水位以上或经降水后的基坑支护, 土质不良的地区应少采用。土钉墙支护技术的优缺点见表1。
2 工程概况
某工程位于北京市通州区漷县镇, 该项目为1栋新建厂房, 地上5层, 地下1层。该工程基坑周边一倍开挖深度范围内, 无重要建筑和地下管线, 基坑支护等级为三级, 支护结构使用有效期为一年。
该工程±0.00相当于绝对标高16.45 m, 自然地面平整至相对标高-0.44 m。由于该工程基础埋深较深, 地层土质较差, 不可能大放坡开挖, 对该工程基坑支护采用1∶0.3放坡开挖喷护和土钉墙支护。
3 地质与水文概况
3.1 地质土层概况
根据钻探野外描述、原位测试及室内土工试验结果, 按土的岩性及工程特性, 可将土层划分为五大层。其中:人工填土层为一层, 新近沉积土层为二层, 第四纪沉积土层为三至五层。地质土层分析见表2。
3.2 地下水概况
勘查数据显示, 施工场地有两层地下水。第一层地下水类型为潜水, 稳定水位标高11.77~12.30 m (埋深3.70~4.10 m) 。第二层地下水类型为承压水, 稳定水位标高8.00~9.15 m (埋深6.70~7.0 m) 。
第一层地下水类型为潜水, 由地下径流补给, 并且以地下径流为主要排泄方式, 其动态变化规律与降水量密切相关。当年的最低水位在6月份, 7月份地下水位开始上升, 9至10月份为当年的最高水位, 之后逐月下降, 年平均变化幅度约2~3 m。
第二层地下水类型为承压水, 以地下径流和人工开采为主要排泄方式。承压水在6至7月水位最低, 在9至11月水位最高。承压水的动态变化规律较潜水略有滞后, 年平均变化幅度约1~2 m。
4 基坑护坡方案设计
从经济角度考虑, 该基坑工程的规模不大, 采用经济合理的支护方案对于工程造价具有非常重要的作用。土钉墙支护造价低, 在经济上具有明显的优越性。
从技术角度考虑, 该基坑挖深6.03~6.93 m, 在开挖深度范围内, 基坑边坡主要为粉质黏土素填土、粉质黏土-重粉质黏土、黏土黏质粉土等, 均具有较高的凝聚力, 且开挖深度与边坡荷载不大, 所以该基坑采用土钉墙支护。
该工程基坑开挖深度需严格控制基坑边坡变形, 保证其安全可靠。在方案设计和施工过程中, 应彻底避开所有管网, 确保管网不受任何扰动和损坏。
基坑开挖采用1∶0.3的边坡坡比, 土钉钻孔直径均为100 mm, 土钉长度有4.8 m、5.8 m、6.8 m、8.8 m四种规格, 水平间距为1 400 mm。面层为厚100 mm的C20喷射混凝土, 内配置Φ6.5@200 mm单层双向钢筋网。基坑支护平面图和剖面图如图1和图2所示。
因基坑底部不在同一个标高, 结合土质情况的特殊性, 开挖深度为6.03 m的采用A型支护, 开挖深度为6.32 m的采用B型支护, 开挖深度为6.93 m的采用C型支护。
主要施工工艺流程为:土方开挖→边坡修整→土钉成孔→安放钢筋→孔内注浆→面层钢筋绑扎→面层喷射混凝土。具体施工方案如下:
(1) 土方开挖。采取分层开挖, 开挖深度应控制在每个土钉孔口标高下500 mm范围内。当上一层作业面的混凝土面层达到设计强度的70%之后, 方可进行下一层作业面土方的开挖。挖掘机在开挖过程中, 应保护土钉墙面板, 避免碰撞。
(2) 边坡修整。对边坡预留的50~100 mm厚的土体进行人工修整, 修整的坡度严格按设计要求。
(3) 土钉成孔。采用洛阳铲人工成孔, 每把铲安排2人。作业中如遇坚硬土质时, 可适当调整土钉角度和位置。
(4) 安放钢筋。仔细检查成孔的深度和直径, 合格后, 将土钉钢筋和注浆管插入孔底。
(5) 孔内注浆。制备好水泥浆后, 注浆管和土钉钢筋同时入孔, 采用注浆泵通过水泥浆输送管注入土钉孔底, 注浆管底端距离孔底须≯200 mm。第一次注浆注满后, 间隔约15~20 min进行补浆, 补浆次数不少于2次, 并使孔内水泥浆饱满稳定后, 边注浆边拔出注浆管。
(6) 面层钢筋绑扎。采用人工绑扎, 绑扎钢筋网片时分段、分班组进行, 每组安排钢筋工4人, 钢筋网片的钢筋搭接长度为300 mm。钢筋网片外侧压筋必须与土钉弯钩采取焊接连接。
(7) 面层喷射混凝土。喷射混凝土的射距宜在0.6~1.0 m范围内, 由下而上垂直喷射, 同时避免钢筋背面出现空隙。喷射厚度控制在80 mm。
5 土钉墙施工质量保证措施
5.1 土钉成孔
土钉间距偏差控制在±100 mm, 成孔深度偏差控制在±50 mm, 成孔直径偏差控制在±5 mm。成孔水平倾斜角度为10°, 偏差控制在±1°之内。
5.2 注浆
注浆时根据地质土层的差异, 合理地确定注浆与补浆的时间间隔, 对于土质较为松散的地层可采取封孔压力注浆。
5.3 面层钢筋绑扎及焊接
钢筋网片的钢筋绑扎及焊接应严格遵照施工规范进行。钢筋网片外侧压筋必须与土钉弯钩焊接 (双L型土钉弯钩) , 焊缝长度不小于钢筋直径的10倍。钢筋网片和压筋绑扎完成后, 采用混凝土垫块将土钉之间的钢筋网片垫起50 mm, 土钉处的钢筋网片垫起间隙≮20 mm。
5.4 面层喷射混凝土
面层混凝土的喷射厚度为80 mm, 其方法是在土坡面上扎入定长钢筋, 喷射混凝土表面与定长钢筋齐平。
6 结语
在基坑工程中采用土钉墙支护, 保证了工程项目的基础建设, 且造价低、耗时少, 效果良好。实践证明, 该工程设计合理, 工艺简明, 措施得当, 可供今后类似工程的基坑支护施工参考。
参考文献
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土钉墙支护技术 篇2
摘要：近年来，随着经济建设的高速发展，高层建筑在各地大量兴建，地下空间的利用也越来越得到普遍重视。而随着城市建筑密度的加大以及市政道路网络的日益发达，深基坑开挖的地形条件变得越来越复杂，对深基坑支护体系的设计和施工也提出了更高的要求。本文在此以土钉支护为例对深基坑支护施工技术要点做了详细的研究。
关键词：土钉墙；深基坑；质量
一、土钉支护的原理及施工技术指标
土钉支护是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它通过浆体与土体外界面上的粘结力，沿土钉全长为基坑边壁土体提供连续支护抗力，不仅将欲滑移土体的侧向压力传递给稳定土体，同时也对滑移土体进行内加固，从而给土体以约束并使其稳定，最大限度地利用边壁土体的自承能力。
复合土钉墙目前尚无技术标准，其主要组成要素普通土钉墙、预应力锚杆、深层搅拌桩、旋喷桩等应符合国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 等技术标准的要求。另外，微型桩一般桩径Φ250～Φ300，间距0.5～2.0m，骨架可采用钢筋笼或型钢，端头伸入坑底以下2.0～4.0m。竖向钢管一般Φ48～Φ60，壁厚3～5mm。复合土钉墙在水位以下和软土中，采用Φ48、厚3.5mm 钢花管土钉，直接用机械打入土中，并从管中高压注浆压入土体。
二、土钉支护施工工艺要点
1、土方开挖
（1）土方开挖因采用自上而下方式开挖，每层开挖的深度应控制在土钉以下0.5 m 左右，第一层开挖分段长度不应长于15 m，第二层不应长于10 m。
（2）开挖时采用洛阳铲成孔，成孔时适当带水钻进，开钻时应低压慢钻，当钻头全部进入土层后，方可加大压力钻进，土质较差时，开挖长度不应长于5 m，并采用跳打法施工。
（3）为控制钻孔的难度，宜沿着深层搅拌桩搭接处开孔，既容易穿过桩体又不至于钻断已有深层搅拌桩。
（4）为确保钻孔的准确性，钻孔前采用经纬仪、水准仪、钢卷尺等进行土钉放线确定钻孔位置，土钉布孔距允许偏差为±50 mm，成孔采用锚杆钻机，成孔中严格按操作规程钻进，孔径允许误差±10 mm，钻孔偏斜度不大于30%，孔深允许偏差为±50 mm，倾角5 °～15 °。
（5）在基坑下层土方开挖施工时，须等混凝土强度达到设计要求强度的70%后，才能进行下层土方的开挖和土钉支护施工。
2、初喷混凝土
在基坑土方开挖出施工作业面并经整平后，应及时进行坡面的混凝土初喷施工。采用标号为C20 的混凝土，其配比为水泥∶碎石∶砂子=l∶2∶2，水灰比为0.46 左右，碎石粒径控制在5～12 mm，喷射压力控制在0.3～0.4 Mpa，厚40 mm，及时封闭暴露在外的土体。
3、土钉设置
（1）土钉的制作应严格按设计选准材径、长度下料，误差允许值为±20 mm，稳中架每个间距1.5 m，焊牢。
（2）土钉安装前应进行锚杆长度复核、验收，安放时，应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉锚杆一起放入孔内，注浆管应插至距孔底0.5～1.0 m 处。
（3）为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管，D48 钢花管土钉直接注浆。
（4）土钉水平间距误差不大于150 mm。
4、清孔
在土钉锚管压入土体过程中，压力作用下会有一定量的淤泥进入管中，进入的淤泥如不在注浆施工前及时清除，会严重影响注浆施工的质量及土层锚杆的承载力。因此，在注浆前须采用高压空气分段吹净孔内残留及松动的废土，以保证注浆施工的良好质量。
5、注浆施工
（1）注浆采用水泥砂浆材料进行，采用早强型硅酸盐42.5号水泥，水灰比为0.45～0.55。
（2）在注浆过程中，从底部开始先高速低压进行，当孔口开始溢出水泥砂浆后，再从孔口进行低速高压注浆。
（3）为保证浆液能充分挤满孔壁，一般要加压四次以上，注浆压力控制在0.6～0.8 MPa 的范围内，二次注浆须在一次浆液初凝后终凝前进行，二次注浆压力大2.5 MPa。
（4）在向锚管孔内进行注浆前，应预先求算出注浆施工所需的水泥砂浆体积，然后根据注浆泵的冲程数确定向孔内注入的浆体实际体积，以确定锚管注浆施工的孔内充填密实程度，一般锚管实际注浆量必须是管内体积的2 倍以上。
6、钢筋网施工
混凝土护壁终喷施工时，采用一层6@200×200 的钢筋网，编网过程中，钢筋网规格为双向钢筋网片，钢筋直径6.5，网片规格为@250 双向，竖筋与水平钢筋之间则采用20#双股扎丝连接固定，钢筋搭接绑扎长度不短于200 mm，钢筋搭接焊接长度不短于10 D（D 为相应钢筋直径）。
7、终喷混凝土
（1）在混凝土终喷施工前，应先全面清除初喷混凝土面层上的松散碎屑和浮浆，并洒水冲洗干净。
（2）喷射混凝土时，其喷射距离应控制在1.0～1.2 m 内，并由底部逐渐过渡到上部进行，一般应垂直指向坡面进行喷射，在喷射时应注意观察料的水量（不得有干料现象）和回弹情况，及时调整喷浆水量和距离。
（3）应严格掌握喷层厚度，表面平整度要求±30 mm。
三、土钉墙在施工过程中各主要工序质量控制
1、严格控制每层开挖深度
土钉墙的施工应遵循分段开挖、分段支护的原则，在前层工作面开挖结束而土钉尚未设置时，很容易出现局部的塌方甚至导致整个围护结构的破坏，因此在每层土体开挖结束后，要尽快设置土钉。在基坑开挖过程中，测量员要现场架立水准仪进行跟踪监测，把每层开挖深度控制在210m 以内，保证围护结构的稳定。
2、基坑按1：0.2 放坡，在结构开挖后，辅以人工修整坡面，坡面平整度允许偏差为±20mm，在喷射第一层混凝土前应清理坡面。
3、钻孔前进行土钉放线，确定钻孔位置并做出标记。孔深允许偏差为±50mm，孔径允许偏差为±5mm，孔距允许偏差为±100mm。本工程土钉成孔设计倾斜角为8°，在施工中主要采用機械钻孔。
4、为保证土钉钢筋与注浆体之间有足够的握裹力，土钉钢筋应设定位支架，支架为3Φ6mm 钢筋呈圆弧形与土钉焊接沿长度方向每隔1.5m 设置一个。
5、土钉成孔完成后，将孔内残留及松动的废土清理干净，及时安设土钉并注浆；注浆时，将注浆管插至距孔底250mm～500mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管。当浆液从底部充满至孔口时，还需进行多次加压（压力为3.0MPa），一般不少于2 次，保证浆液挤满孔壁。
6、在钢筋网上设置400mm 长4Ф16mm 钢筋呈井字架形与土钉端部锁定筋焊接牢固。上一工作面与下一工作面的钢筋网的搭接长度应大于300mm并绑扎牢固，钢筋网要在喷射第一层混凝土后铺设。钢筋网片经自检和隐蔽验收合格后，方可喷射第二层混凝土。
7、混凝土面层分两次浇筑完毕，第一层混凝土要保证40mm～50mm的厚度。根据提前埋设的混凝土厚度控制标志，将混凝土墙面层总厚度控制在100mm，并且要保证所有的钢筋网片被覆盖，且钢筋有25mm 的保护层，每一层混凝土在终凝后，要及时予以养护。
8、当上层土钉注浆体及喷射混凝土的强度达到设计强度的70%后，方可进行下层土方开挖。在开挖下一层土方的过程中，严禁挖掘机触碰上层土钉墙结构及预留出来的钢筋网片。
四、结语
预应力复合土钉墙支护技术的应用 篇3
1 工程概况
山西省邮电学校体育活动中心工程位于太原市平阳路西二巷南侧,山西省邮电学校院内,建筑面积为6 755.52 m2,其中地下面积为2 481.39 m2,建筑物总高为17.85 m,地下1层,层高为3.6 m,地上4层,室内外高差为-0.45 m。该工程基坑开挖尺寸为39.5 m×72.5 m,开挖深度为7.1 m,基坑南、北、东3个面为学校路面和围墙,场地较为宽敞,基坑开挖按照设计放坡。基坑西面坑底距原有建筑(洗衣房和学校食堂)太近,仅为80 cm,且洗衣房为原学生澡堂改造,有一个5 m×7 m的澡池,现在作蓄水池并一直在使用,地下管线很多,为保证学校洗衣房正常使用,基坑顺利安全开挖,设计考虑到西面洗衣房土体的整体性,尤其蓄水池不能开裂,一旦开裂漏水,基坑稳定难以保证,故在西面基坑支护设计为整排ϕ400 mm的钻孔混凝土灌注桩,间距为1 000 mm,局部加设钢管角撑。
2 支护方案设计
经过设计计算,基坑西侧支护设计方案为:预应力复合土钉墙支护共设置四排土钉,第二排为预应力锚杆,其他为普通土钉,长度分别为7 m,11 m,6 m,5 m,土钉选用Φ22螺纹钢,用洛阳铲成孔,土钉水平向间距为1.5 m,竖向间距为1.5 m,呈三角形布置,土钉倾角为10°～15°,土钉孔径为100 mm,采用网喷,网片选用ϕ6.5 mm圆钢、网眼250 mm×250 mm,顶部上翻0.8 m,土钉与网片用锁头Φ16长300 mm的钢筋与土钉端焊牢。
3 预应力复合土钉墙支护的施工
3.1 土方开挖
预应力复合土钉墙支护按设计规定分层,分段开挖,做到随时开挖,随时支护,随时喷射混凝土,在未完成上层作业面的锚杆预应力张拉或土钉与喷射混凝土以前,不得进行下一层土的开挖,开挖同时,严禁边坡出现超挖或造成边壁土体松动。如果基坑边坡土体松散或遭到破坏,要及时采取加固措施。
3.2 清坡
人工清理边壁时,需将松动的部分土体清理干净,做到边壁基本顺直、平整,达到设计要求的坡度。
3.3 成孔
根据现场土质特点和环境条件选择成孔设备。在易塌孔的土体钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔设备。结合该工程现场土质,避免噪声扰民,采用人工洛阳铲成孔,孔径为100 mm,按设计要求达到孔底深度。
3.4 置筋、置锚杆
土钉钢筋按设计要求将钢筋就位于已成孔中,注意钢筋的位置和倾角的控制。预应力锚杆可以根据设计要求采用热轧螺纹钢筋(HRB335或HRB400)、钢管、角钢、钢丝束、钢绞线等,必须有出厂合格证和现场复试的试验报告。该工程中锚杆考虑到经济实用,并达到设计要求,采用HRB335级Φ25螺纹钢筋,接长采用对焊或帮条焊。为使锚杆置于孔中心,在锚杆上每隔1 500 mm设置一个定位器,锚固段垂直焊制X形钢筋,间距300 mm,以便增强水泥浆和锚杆的握裹力。成孔完毕后立即安插锚杆以防塌孔,为保证非锚固段锚杆可以自由伸长,可在锚固段和非锚固段之间设置堵浆器,也可在非锚固段涂以润滑油脂或加套封头波纹管,以保证张拉时该段自由变形。
3.5 注浆
注浆前要检查注浆管有无破裂和堵塞,用水引路,湿润输浆管道。注浆管随锚杆同时插入,在注浆前设置堵浆器。浆液采用M20素水泥浆,水灰比不大于0.5。采用压力注浆从孔底向外逐步进行,边注浆边拔管,保持注浆管口始终处于液面以下,锚固段注满后将浆管拔出,首次注浆压力为0.8 MPa～1.0 MPa,之后每隔1 h补一次浆,注浆压力可调大,直至完全充满水泥浆。注浆后自然养护,在浆体硬化前,不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。
3.6 挂网、焊加强筋
基坑壁设钢筋网片ϕ6.5@250 mm×250 mm,主筋端头设Ф16加强钢筋,呈X形布置,网片钢筋保护层采用在钢筋下面衬垫块,每层钢筋网采用单面搭接焊往下延伸至基底。锚杆外露端头暂不做处理,注意不能将端头封死。
3.7 喷射混凝土
喷射混凝土强度等级为C20,喷射混凝土时应配有注浆压力表,喷射压力为0.3 MPa～0.4 MPa。喷射混凝土顺序自上而下,喷头与受喷面应垂直,且距离控制在0.8 m～1.5 m范围内,喷头运动一般按螺旋式轨迹一圈压半圈均匀缓慢地移动,接槎应斜交搭接,搭接长度不小于200 mm。喷射厚度不小于100 mm,分两次喷射完成。根据工期、施工部位和地质情况可加速凝剂和膨胀剂,速凝剂掺量是水泥重量的3%左右,膨胀剂掺量是水泥重量的4%左右。
3.8张拉
该工程采用整体12号槽钢,中心割孔28 mm。张拉时采用连续分级加载,每级荷载增量不超过设计荷载的20%,随级记录位移及千斤顶油压读数,并保持加载装置和荷载的稳定。
3.9排水管安置
当地下水位高于基坑底面时,应采取降水措施或截水措施。该工程地下水位在地表以下6 m～8 m,而且开挖至6 m深时,发现坑壁上有明显的空隙水渗出,为防止地下水对面板混凝土的冲蚀和改善土体的物理力学性能,在-6.5 m的位置设置一排40排水管,排水管水平间距为3 m,基坑底部设置排水沟。
4基坑支护的监测效果
基坑开挖完成后,基坑西边位移多数点在8 mm以下,少数点达到10 mm～20 mm;沉降值多数点在7 mm范围内,特别是在洗衣房周边沉降值基本在7 mm以下,没有发现洗衣房和食堂等周边建筑物有开裂现象,蓄水池也正常使用,没有裂缝渗水。总之,基坑稳定情况良好。目前主体已经施工完毕,并回填土结束。
5结语
1)当坡顶变形有特殊要求(一般允许在坑深的3‰范围内)时,可优先考虑预应力复合土钉墙支护方案,以达到安全、经济、合理、缩短工期的目的。2)预应力锚杆的锚固体应设置在地层的稳定区域内,不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软土层。3)坡体地下水丰富时,若允许降水,则应先降水再尽量多设滤水孔排出坡体积水;不允许降水、排水时,可先施工帷幕止水并在设计时要充分考虑水压力。4)预应力支护复合土钉墙支护技术在含水丰富的粉细砂层,砂砾卵石层土层的应用要慎重,要提前降水、排水,同时要保证预应力锚杆有可靠稳定的锚固体。
摘要：主要论述了预应力复合土钉墙支护技术在体育活动中心工程基坑支护中的设计、施工和监测,工程实践表明,预应力锚杆与土钉墙结合是解决基坑支护与加固的好方法,该技术具有施工速度快、对场地适应性强等特点,具有广泛的应用前景。
关键词：复合土钉墙,预应力锚杆,监测,锚固体
参考文献
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土钉墙支护技术 篇4
关键词:土钉墙支护;深基坑;应用
中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)24-0068-02
随着城镇建设步伐的加快,高层建筑大量涌现,深基坑开挖工程屡见不鲜。目前,深基坑支護已经有多种较为成熟的技术,土钉墙支护是其中一种比较新颖的技术。所谓土钉墙支护,就是用加固和锚固现场原位土体的细长杆件(土钉)作为受力构件,与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系,其具有占地面积小、施工速度快、造价低、施工工艺简单等特点,因此在建筑行业得到充分肯定,得以迅速推广应用。本文就土钉墙支护技术在深基坑工程中的应用进行粗浅探讨,以供同行参考。
1土钉墙支护的特点及应用范围
土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术,它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内,将土体加固成能自稳的重力式的挡土结构,其特点主要体现在以下几个方面:①能合理地利用上体的自承能力,将上体作为支护结构的不可分割部分;②结构轻型,柔性大,有良好的抗震性和延性;③施工便捷、安全,土钉的制作与成孔简单易行,且灵活机动,便于根据现场监测的变形数据和特殊情况,及时变更设计;④施工不需单独占用场地,对于施工场地狭小,放坡困难,有相邻建筑,大型护坡施工设备不能进场时,该技术显示出独特的优越性;⑤稳定可靠,支护后边坡位移小,水平位移一般为基坑深度的0.1 %～0.2 %,最大不超过0.3 %,超载能力强;⑥总工期短,可以随开挖随支护,基本不占用施工工期;⑦费用低,经济,与其他支护类型相比,工程造价降低10 %～40 %左右。
土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排水措施后的素填土、普通黏性土、黏性的砂土和粉土等较均匀土体边坡。近年来,该项技术在东南沿海地区的基坑开挖中得到迅速的发展,不仅在砂性土的基坑开挖中广泛应用,且在填土和软弱土层中也得到成功应用。利用水泥土桩组合式土钉墙支护技术,使该技术能够应用在下降水的高水位地层。当场地同时存在土层和不同风化程度岩体时,应用土钉墙支护特别有利。土钉墙支护的应用范围非常广泛,主要有:①土体开挖时的临时支护。用于高层建筑等深基坑开挖、地下结构施工开挖、土坡开挖等;②永久挡土结构。这类工程一般与施工开挖时的临时支护相结合,如隧道洞门端部挡墙和洞口两侧挡墙,路堑土坡挡墙、桥台挡墙等;③现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固。如各类挡土墙的维修和加固,以及各类支护发生失稳或变形过大时的抢险加固等;④边坡稳定。用于加固可能失稳的堤坡。
2土钉墙支护技术在深基坑工程中的具体应用
2.1勘察工程,选择合适的土钉墙支护设计方案
在具体施工前,应根据工程地质及水文情况,确定基坑开挖的具体深度,了解由上至下的各土层情况,掌握周边环境允许放坡的大小及周边空地能为施工作业面及材料堆场提供的面积等。综合上述条件,选用比较合适的土钉墙支护设计方案,以保证基坑开挖安全、经济、周期短,即实现工程的社会效益和经济效益。
2.2土钉墙支护的施工流程和工艺要求
要想使采用土钉墙支护的工程取得良好效果,在施工中应
遵循正确的施工次序与工艺要求。
2.2.1放线
根据设计图纸,施工前要在基坑四周先划定地面排水沟的尺寸,再确定每段每道土钉墙施工的基坑开挖边线,并用木桩和白灰等作出开挖线标记。
2.2.2土方开挖
开挖作业要分层开挖,分层支护,边开挖边支护,即前一层土钉完成注浆1 d以上方可进行下一层边坡面的开挖,把土方开挖和支护施工密切配合,使开挖进程和土钉墙施工形成循环作业;土方的开挖应严格遵循分段的原则,一般作业段长度应控制在10 m以内,也应严格遵循分层方法,严禁超挖,达到控制土体的初始位移。
2.2.3修坡
开挖之后,为尽量缩短边坡土体的裸露时间,在边坡修整完后应立即喷射基层混凝土。一般在7 d后土钉墙固结可以达到足够强度,接着进行下一层土体的开挖,而且边坡修整应采用人工,这样,一方面增加混凝土面层与土体的黏聚力,确保挂网及喷砼的质量,另一方面也保持了坡面平整。
2.2.4安设土钉
安设土钉前,可以采用冲击钻等成孔,如击入的是钻孔注浆土钉,对于注浆钢管要设置注浆口,并在注浆口的附近焊接角钢支架,以减少地基土进入注浆管内及注浆土钉有足够的直径,同时要保持一定的倾斜度;同时,钢管击入过程中不可避免地将地基土挤入注浆钢管内,为确保土钉的注浆质量,在土钉注浆前应对钢管实施清孔。
2.2.5铺设钢筋网
将钢筋拉直,钢筋网片按照设计要求绑扎连接,其长度及相临搭接接头错开长度符合规范要求,如果有不能满足规范要求的,必须用焊接,焊缝长度也要符合规范要求。绑扎钢筋网时要留好搭接钢筋,钢筋网与下层钢筋网要搭接,长度为25倍钢筋直径,钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设。钢筋与坡面的间距宜大于20 mm,钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固,喷射混凝土时钢筋才能不晃动。钢筋网检查合格后要及时进行隐蔽验收。
3土钉墙支护技术在深基坑中应注意的问题
在实际的工程建设中,经常会遇到以下问题:业主一方面要求确保工程质量,另一方面又要求加快工程进度、降低工程造价,无形中增加了施工难度;建筑工程周边环境日趋复杂,特别是在市区施工,施工场地狭小且施工条件差;随着基坑开挖深度的不断增加,施工难度、技术难度也相应增大,施工单位承担的风险越来越大。以上种种问题要求深基坑的设计和施工人员必须选择技术可行、造价合理、安全可靠的支护方案。
3.1普通土钉墙应注意的事项
(1)施工前的准备工作。应熟悉掌握工程地质勘探情况,地下障碍物分布、埋深情况及地下洞穴、地下管线、渗水井的分布埋深情况。
(2)掌握地下排水管线的距离、材质、管径、使用寿命、排量、充满情况、是否渗漏、有无损坏等。
(3)掌握地下水分布情况,了解丰水期施工地下水变化情况,并及时对土钉分布数量进行合理调整。
(4)开挖墓坑时,对地基土变化情况须及时掌握,如出现砂类土要调整放坡,出现饱合土要查明原因,并对施工方案进行调整,制定相应措施。
(5)设计土钉位置时,要避开地下隐蔽物、井穴、管线、坑道,对于给、排水管线,运输通道一侧的加固土钉墙,应按复合土钉墙设计。
(6)须派有责任心的人员实施土钉孔注浆,为防止浆液过多外流,孔口用预制半月形混凝土块封堵。及时检查钉孔注浆饱满度,对于浆液流失过多钉孔要及时补浆,以确保钉孔注浆符合规范标准要求。
(7)土钉墙施工要随时注意天气变化,喷射混凝土面层时尽量避开雨天。
(8)普通土钉墙基础是非常重要的构件,是普通土钉墙起稳定作用的一个重要保证,因此,普通土钉墙要根据设计要求做好基础设施和施工,尤其是8 m以上的普通土钉墙,必须按设计要求做好墙基础。
(9)喷射混凝土面层施工,应根据原材料的含水率对用水量进行调整。当土钉墙坡度较大,喷射混凝土落地较多时,应及时回收利用或派专业抹灰工利用落地混凝土补抹土钉墙,做到就地取材、减少浪费。
3.2复合土钉墙应注意的事项
(1)要按设计要求挖一层地基土施工一层土钉,严禁超挖多层再集中分层补设土钉。
(2)采用截水護壁技术时,降水井易设在截水护壁层外侧。当地下水位较高,相邻建筑物为浅基础或需采用回灌技术保护相邻建筑物时,降水井应设在截水护壁层的内侧。
(3)严格按设计要求进行基坑开挖,在轻型支护或截水护壁及土钉墙强度未达到设计要求之前,严禁超前开挖,以免造成土钉墙及支护体的损坏,造成安全事故,增加经济费用,延误施工工期。
4结束语
总之,我国自20世纪80年代后期开始应用土钉墙支护技术以来,该技术以施工速度快、造价低、对场地的要求低、安全可靠等优势,在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验,甚至在一些技术上达到了国际水平,但由于各基坑开挖深度不同、水文地质、工程地质条件不一、设计、施工单位素质的差异,基坑采用土钉墙支护后,仍难免有基坑塌方、变形等情况出现。因此,对土钉墙支护技术仍需进一步研究和提高,以适应现代化经济建设的需求。
参考文献
1 林志毅.土钉墙支护技术及在深基坑工程中的应用[J].科技信息,2009(23)
2 张海军、程善柱.土钉墙支护技术在深基坑中应注意的事项[J].低温建筑技术,2008(02)
By Earth Nail Wall Supports and Protections Technology in Deep Hole Excavated for Building Foundation Project Application
Chen Tulin
Abstract:The article has carried on the discussion to it in the deep hole excavated for building foundation project’s concrete application, in the introduction earth nail wall supports and protections technology’s related knowledge’s foundation, pointed out that this technical application the question which should pay attention in the deep hole excavated for building foundation, by refers for the colleague.
土钉墙支护技术 篇5
广州市商旅二区综合楼工程地处广州市天河路与体育西路交叉口,是一个总投资达3.6亿元的超高层建筑,基坑东西长115.34 m,南北宽107.24 m,占地面积19 600 m2,开挖深度达到15.6 m。基坑建筑场地上部土层多呈可塑～硬塑～坚硬状态,表层填土厚约0.6 m～2.9 m,-10.0 m以下为不透水层。基坑西南边有3层～6层建筑物,其基础为嵌岩桩基,并设有1层地下室,与本工程地下室最近处仅2 m;东、北两面距基坑边5 m～6 m为马路,交通繁忙。
上述这些因素对深约16 m基坑的开挖及边坡支护带来很大难度,特别是东边靠近交通重要路段。有利的因素是残积土层埋藏相对较浅,强风化岩层埋藏深8.2 m～19.0 m,在深基坑开挖过程中有利于减少边坡变形。
鉴于以上分析,最后决定对该深基坑支护结构采用两种不同的形式,除东面外,其他三面采用复合土钉墙结合预应力锚杆的支护方式;东面因工作距离小,又临近人行道,所以仍采用人工挖孔桩结合预应力锚杆作支护结构(见图1)。
2技术原理
土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件置于原位土体中,并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。通过土钉、土体和面层的共同作用,形成复合体。在土体发生变形的条件下,通过土钉与土体接触面上的粘结力或摩擦力,使土钉被动受拉,并通过受拉工作面给土体约束加固。土钉墙的特点是边开挖边支护,这使得基坑边缘的土体单元处于两轴受力状态,垂直于基坑边方向的土体应力被先行释放,决定了这种支护形式的基坑变形会比较大。
复合土钉墙支护技术很好地解决了这个问题,以钢管桩作为超前支护挡土结构,以水泥搅拌桩作为防渗帷幕,解决土体的自立性、隔水性以及喷射面层与土体粘结问题。本基坑支护工程,分别在-4.5 m和-10 m的位置设置2道预应力锚杆,控制基坑边坡的水平位移。钢管桩与预应力锚杆及混凝土腰梁形成组合结构,可起到肋的作用,加强边坡竖向刚度,同时可以控制在开挖过程中边坡土体的侧向变形,基坑边缘的土体单元始终处于三轴受力状态,土体应力被有效约束,决定了这种支护形式的基坑变形会比单纯的土钉墙小得多,保证了基坑的整体稳定。本工程复合土钉墙构造见图2。
3施工方法
3.1 复合土钉墙施工方法
3.1.1 深层搅拌桩施工方法
基坑采用连续的深层搅拌桩止水帷幕,桩径500 mm,桩间搭接150 mm,从原地面计起桩长7.50 m～9.00 m,进入不透水黏土层大于1.00 m,上段3.00 m空搅。现场采用单轴搅拌机施工方法为4喷4拌搅喷浆法。水泥浆液用32.5 MPa普硅水泥,掺入5%纯黏土粉制成,水灰比控制在0.45～0.5。
施工工艺流程:搅拌桩机就位→保持不停喷浆→搅拌头下沉、提升各2次→移机。
3.1.2 钢管桩施工方法
钢管桩桩端进入基坑底2 m,钢管桩采用ϕ140 mm钢管,水平间距1 500 mm,使用钻机成孔ϕ150 mm,洗管后即投钢管入孔,管内灌注M20水泥砂浆,底端管口开设2个漏浆缺口,灌浆时,使浆体流入管外侧,浆在管外与土起着加固作用,至管口冒出纯水泥砂浆即可停止灌浆。
施工工艺流程:钢管桩定位→钢管加工→钻机就位成孔→清孔下管→灌注浆(可填适量细石)→移机。
3.1.3 钢管土钉施工方法
采用ϕ48 mm钢管,长度12 m～15 m,水平间距1 000 mm,层间间距1 300 mm设置。钢管头切割焊成密闭尖头状,钢管上每隔500 mm留注浆孔,孔上用一小段ϕ10 mm小钢管顺入土方向倾斜焊于钢管,加工好的花管就像一根鱼脊骨。钢管倾角10°～15°,直接用气压动力锤打入土中。用32.5 MPa普硅水泥按水灰比0.4～0.5配制水泥浆,管口用止浆袋封口,用0.5 MPa左右压力灌浆,稳压3 min。使浆体在土体中充分渗透及扩散,既可增强钢钉抗拔,又可增强土体强度及抗渗能力。
施工工艺流程:开挖工作面→修边坡→锤击钢管土钉→灌注水泥浆。
3.1.4 钢筋土钉施工方法
按不同的区段采用ϕ25,ϕ28及ϕ32钢筋作锚杆,杆长12 m～16 m。采用锚杆钻机成孔,土层成孔直径必须不小于100 mm,角度应控制为10°～15°。在置筋前,采用压缩空气将孔内残留及扰动废土清除干净。钢筋搭接采用加帮条的双面焊接,并每隔1.5 m设置对中支架。注浆采用一次注浆法,用32.5 MPa普硅水泥按水灰比0.4～0.5配制水泥浆,掺入3%早强剂,灌浆压力0.5 MPa,使用止浆袋稳压3 min。
施工工艺流程:开挖工作面→修边坡→钻孔→绑扎钢筋网→安放土钉→灌注水泥砂浆。
3.1.5 喷射混凝土面层施工方法
土钉墙面为含钢筋网的喷射混凝土面层。钢筋网为ϕ6@200,另有一层加强筋网,加强筋为ϕ16,为斜向交叉布置,并与钢花管或钢筋锚杆头焊接。喷射混凝土为细石混凝土,强度等级C20,掺入3%～5%早强剂,混凝土面层厚120 mm。对于较松散土体,在开挖后必须尽快喷射一层混凝土,厚度在50 mm左右。采用干法喷射,水泥和砂石经强制式搅拌机拌和后,用压缩空气将干性混合料送入管道,再送到喷嘴里,在喷嘴里引入高压水,与干料合成混凝土。
3.2 预应力锚杆施工方法
预应力锚杆采用2×7ϕ5钢绞线制作,锚杆孔径为130。锚杆长17 m,水平间距1.5 m,水平倾角15°,预施加预应力分别是150 kN,200 kN。采用螺旋钻杆控水钻进,尽量不扰动原土层状态,钻到深度后马上拆卸钻杆,人工送索。钢索每间隔约1.3 m～1.8 m安装一个支托架,端部加集束套,自由段用塑料管包裹,锚固末端用单孔锚具锁住。锚杆孔内采用32.5 MPa普硅水泥,按水灰比0.4～0.5配制的水泥浆灌浆,为一次注浆法,通过一根注浆管自孔底起开始注浆,待浆液流出孔口时,止浆袋封堵,继续以不小于1.0 MPa的压力注浆,并稳压3 min以上。在锚索及腰梁完成7 d后,采用穿心式油压千斤顶对锚索(杆),分级拉拔至设计要求的应力值,锁定值为设计张拉力的1.05倍～1.08倍。
施工工艺流程:开挖工作面→修边坡→绑扎钢筋网→喷射细石混凝土→钻锚杆孔→清理锚孔、安锚杆→灌注浆→安装腰梁模板→喷射及浇筑细石混凝土→张拉→锁定。
4质量检验与监测
4.1 土钉抗拔力试验
土钉抗拔力为土钉设计中的主要参数,也是衡量土钉施工质量和土钉与土钉土体相互作用的重要指标,本工程试验的土钉长16 m,为ϕ32螺纹钢筋,共试验3根,平均抗拔力为276.5 kN,且土钉在拉动破坏前,其位移仅为16.3 mm,说明土钉与土体具有良好的协同作用。
4.2 土钉与预应力锚杆受力状态监测
土钉受力状态监测是采用沿土钉长度方向每隔一定距离粘结应变片的方法,测取土钉钢筋受力的大小,以评估土钉墙稳定性并指导施工,选其中7根土钉进行监测,土钉沿长度方向受力是不均匀的,大致为中间部分大,两端小,最大点土钉拉力为178 kN。
预应力锚杆受力监测方法是在锚头处设置受力感应器。选其中5根锚索进行监测,监测结果是锚索锁定后,压应力较为稳定,随着基坑挖深稍有增大,幅度小于初始值的1%。
4.3 基坑变形监测
本工程在基坑边缘布置21个基坑变形监测点(见图3)。
使用精密全站仪观测平面变形,使用精密水准仪观测沉降变形,基坑边缘的观测点,最大水平位移为47 mm,沉降为35.10 mm,均在规程所要求的控制值(50 mm,40 mm)范围以内。
5应用体会
本工程基坑深达15.6 m,为缩短工期、节约成本,经过对土层的严格计算,采用了复合土钉墙替代大部分人工挖孔桩的做法,突破了《广州地区建筑基坑支护技术规定》规范规定土钉墙与预应力锚杆基坑支护不宜超过12 m的规定。经过监测,基坑开挖至设计标高,坡顶最大位移为47 mm,周围民居和道路无开裂、下沉迹象,支护系统处于良好的工作状态。特别是基坑暴露期间,经受了广州地区夏秋季台风暴雨的考验。基坑安全稳定,与全部使用人工挖孔桩支护的方案相比,节省工程造价230多万元,缩短工期20 d,取得了较大的经济效益,为同类工程的施工提供了一个很好的例子,复合土钉墙支护技术的确是一种值得推广应用的先进技术。
摘要：结合具体工程实例,探讨了复合土钉墙支护的技术原理,详细地介绍了复合土钉墙及预应力锚杆的施工方法,并进行了复合土钉墙支护的质量检验与基坑变形监测,得出了复合土钉墙支护技术经济效益显著、值得推广的结论。
关键词：复合土钉墙,深基坑,预应力锚杆,质量检验
参考文献
[1]罗飞,蔡琨,付琛.复合土钉墙支护在某基坑中的应用[J].山西建筑,2007,33(10):150-151.
土钉墙支护技术 篇6
蚌埠市某住宅楼工程位于淮河边，占地面积约3, 695m2，基坑开挖深度为8m左右;施工区场地狭小，东、南两侧临近道路，西、北两侧紧邻建筑物，不具备大开挖放坡条件，基坑支护尤为重要，安全等级为一级。根据工程勘察报告，拟建场地地基土构成层序自上而下为： (1) 层耕填土，层厚0.50～1.30m，层底标高为8.58～9.35m; (2) 层粘土，层厚2.1～3.5m; (3) 层淤泥质粉质粘土，层厚4.80～5.50m，层底标高为0.84～1.42m; (4) 层粉质粘土夹细砂，层厚4.50～11.40m，层底标高为-7.72～-5.52m。基坑开挖土层受大气降水和地表水渗入补给，与淮河水力联系密切，其水量水位受季节性影响也较大。经研究现场地质情况，并征得设计单位的同意，决定采用分段放坡、CFG桩结合锚杆联合支护施工。
2 工艺原理
2.1 CFG桩
是一种刚性置换桩，直径为300～800mm，桩长可达30m以上，CFG桩的成桩施工方法主要有三种:振动沉管成桩、长螺旋钻孔成桩、长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩。本例采用长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩，在施工过程中振动及噪音较小，不挤土，对周围建筑物影响很小，且施工机械轻便，速度快。
2.2 土钉墙
是一种原位土体加筋技术，由天然土体通过钻孔、插筋、注浆并在表面挂网喷浆，形成一个类似重力挡墙，以此来抵抗墙后的土压力，弥补土体自身强度的不足，从而提高了土体的整体刚度、保持开挖面的稳定。
将CFG桩与土钉墙相结合，既保证基坑边坡的直立性，又防止桩间土被地下水或地表水浸蚀局部坍塌，为结构施工提供一个安全稳固的作业环境。
3 施工工艺流程
浅层土开挖、场地平整→浅层土钉墙施工→桩位放样→钻机就位→关闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌→开动混凝土输送泵灌料、同时启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高→桩检测、验收→帽梁施工→基坑分层开挖→挂钢筋网片→用气锤打入土钉(锚管)→灌浆→焊接钢筋网片→喷射细石混凝土。
4 操作方法
4.1 浅层土开挖及土钉墙施工
表层土为耕植土及粘土，土质较好，可放坡开挖，经综合考虑，开挖深度定为3m，放坡坡度1:1.5，挖出土方即时外运，然后进行场地平整。
4.1.1 土钉设计
采用三排土钉，第一排距基坑顶1.0m，土钉长度为8.0m;第二排距第一排垂直间距为0.8m，土钉长度为4m;第三排距第二排垂直间距为0.8m，土钉长度为3m。土钉采用HRB335φ18钢筋，水平间距为2m，入射角度为45度(水平夹角)。
4.1.2 喷射砼面层设计
采用8cm厚C20砼, 砼面板骨料最大粒径≤1cm，内配HPB235Ф6.5双向钢筋网片，间距为15cm。施工中在各排土钉间的坡面上适当位置预留水平排水孔，排水管采用Φ50mm的PVC管。
4.1.3 土钉施工
土钉施工采用干钻机，不得注水成孔，孔径为100mm。钉杆每隔1.5m焊接一对中支架，对中支架由钢筋或钢板制成。土方施工与土钉墙施工密切配合，采用分班组连续作业，做到充分利用空间和时间。土方开挖分步完成，每步开挖至土钉位置深度下约0.3～0.4m位置后立即进行土钉施工，不得超挖，以控制土体变形，保证边坡的稳定，土钉施工完毕后，方可进行下一步土方的开挖。
土钉注浆采用P.O42.5水泥净浆，水灰比为0.45，注浆压力控制在0.4～0.6MPa。水泥浆须拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆在初凝之前用完。
4.1.4 面板施工
喷射砼粗骨料最大粒径≤12mm，水灰比≤0.45，适当掺入早强剂，为保证厚度均匀，在边壁每隔1m打入短钢筋作为厚度标志。喷射时射流垂直于壁面，射距0.7m，由底向上喷射。砼终凝后2h应喷水养护，养护时间3～7d。
4.2 CFG桩施工
本工程桩径400mm，桩中心间距500mm，桩长14m，桩身强度为C20，按双排桩设计，前后排间距1m，桩后沿竖向设置四道锚管。
4.2.1 桩孔成孔
首先放样，进行钻机就位，钻机采用KLB-75型步履式长螺旋钻机。为防止“窜孔”，须“跳打”施工。在钻进进程中，根据地层变化和动力头工作电流值显示，对钻压、转速和钻进速度进行合理调整，正常钻进的电流值一般为额定电流值的80%左右，超过此值时，应高度警惕，严格控制进尺速度，延长空钻时间。
钻进过程中，应采用间歇式钻进方法，即：钻进—空钻—钻进，以利于被切割岩土及时排出地面。钻至设计深度后，空转30～60s，待电流稳定后方可停钻，并向后台发出泵砼信号，作好砼灌注准备。
成孔后测量孔深，扣除空头桩长度，桩身有效长度为14m。
4.2.2 混合料搅拌
按设计配合比配制混合料，混合料配比为水泥：粉煤灰：砂：碎石：水：复合外加剂=320:90:680:1000:210:8。水泥采用P.O42.5普通水泥，粉煤灰为I级灰，粗骨料为5～26.5mm连续粒径碎石，并掺加复合外加剂，混合料坍落度宜为200±20mm。
4.2.3 灌注、提升
当钻机钻至桩持力层时，开动混凝土输送泵灌料，当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆，边灌料、边提升，直至施工设计桩顶标高，提升速度宜控制在2～3m/min，严禁先拔管后灌料，掌握好灌料与提钻的时间差，尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。在流塑性土中要控制提钻速度，保证成桩质量。遇到钻头、钻杆堵塞时，泵机操作工必须及时反泵、停泵;钻孔操作员必须将钻杆拔出地面清通后，重对原位钻进至设计深度，然后再重新泵送混合料。
4.2.4 安装桩帽连接钢筋
在混合料灌注至桩顶后，插入桩帽连接钢筋，预埋深度按48d考虑。
4.2.5 凿除桩头及成桩保护
保护土层清除后可进行桩头处理，一般成桩3～5d后即可进行挖除桩间土及截桩头工作。凿除后的桩头应端面平直，挖桩间土的方法应根据具体情况自行选择，确保不扰动层底天然土层。
4.2.6 成桩检测、验收
CFG桩完工14d后进行低应变检测，并随即抽取3根桩钻取砼芯样，合格后进行帽梁施工。
4.2.7 帽梁施工
待桩身强度达到设计值80%时，绑扎帽梁钢筋，浇注帽梁砼。
4.3 桩间土土钉墙施工
采用四排锚管，第一排距基坑顶0.8m，竖向间距为1.1m;土钉入射角度为15度。采用Φ48钢管，长度6m，壁厚不得小于3.0mm，在钢管入土前端1/3段每隔600mm设一出浆口，焊接薄钢片覆盖以防止被土堵孔。
施工程序同浅层土钉墙施工，不再赘述。
5 结语
根据现场施工实际测定，对于14m深的桩，单桩成桩所需时间1h，正常情况下每天可完成20根。本例基坑支护、开挖历经40d施工完成，施工正值雨季，项目部对坑壁及帽梁加强了安全监测，坑外设置截水沟，坑内设置排水沟和集水井，直至完工，未发现坑壁有明显险情，基坑经受了雨季考验，是一个成功的范例。
摘要：CFG桩具有良好的适应性, 广泛应用于各施工领域深基坑及边坡支护处理, 结合土钉墙联合支护, 可以取得很好的效果。本文着重介绍其施工工艺要点, 以期在类似工程施工时提供一个可借鉴的经验。
关键词：深基坑,CFG桩,土钉墙,联合支护
参考文献
[1]余霖.CFG注浆桩施工技术[J].国防交通工程与技术, 2008 (12) :57-59.
[2]JGJ120-99, 建筑基坑支护技术规程[S].中国建筑工业出版社, 1999.
土钉墙支护技术 篇7
土钉支护是一种原位土加筋和强化的技术。土钉体与周围的土体紧密结合,并依靠接触界面上的摩擦力,与周围的土体形成复合土体,达到支护的目的。
1 土钉墙概述
1.1 土钉墙的特点与应用范围
土钉墙是高强度土钉、网喷混凝土面层及原状土三者共同受力,增强了土体破坏延性,很好地改变了边坡突然塌方的性质,有利于安全施工;在工艺上,采用了边开挖边支护的方法,工作面不受限制,缩短了工期;在投资方面,因土钉利用了土体的自承载能力,使基坑周围土体转化为支护结构的一部分,经济效益可观。土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排水措施后的素填土、普通黏性土、粘性的砂土和粉土等较均匀土体边坡。土钉墙支护的应用范围主要有:1)土体开挖时的临时支护。用于高层建筑等深基坑开挖,地下结构施工开挖,土坡开挖等。2)永久挡土结构。这类工程一般与施工开挖时的临时支护相结合,如隧道洞门端部挡墙和洞口两侧挡墙,公路路堑永久边坡、桥台挡墙等。3)现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固。如各类挡土墙的维修和加固,以及各类支护发生失稳或变形过大时的抢险加固等。4)边坡加固。用于加固可能失稳的边坡。
1.2 土钉墙的构造
土钉墙结构由土钉和混凝土面板两部分构成,土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。钻孔注浆土钉为最常用的土钉,一般采用ϕ16～ϕ25的HRB335螺纹钢,置于ϕ80 mm～ϕ130 mm钻孔中,采用强度等级不低于M10的净水泥浆或水泥砂浆注入孔中形成。水泥浆水灰比一般为0.5左右,水泥砂浆配合比一般为1∶1～1∶2,水灰比为0.35～0.50。注浆土钉设定位支架以使钢筋居中,孔口宜设置止浆塞及排气管。打入式土钉一般采用钢管材料打入土中形成。打入式土钉一般钉长较短,施工简单快速,但不易用于密实胶结土中。当打入钢管为周围带孔的闭口钢管时,即为通常所说的钢花管。可在打入后管内注浆,增强土钉与土的粘结力,提高土钉的抗拔能力。注浆方式有低压注浆与高压注浆等方式。土钉长度一般为开挖深度的0.5倍～1.2倍,间距为1 m～2 m,与水平夹角一般为5°～20°。适用的土钉墙墙面坡度不宜大于1∶0.1。面层为土钉墙的重要组成部分。一般由ϕ6～ϕ12、间距100 mm～300 mm的钢筋网或钢丝网,强度等级不低于C20的喷射混凝土组成,面层厚度一般为80 mm～120 mm。为保证土钉与墙面的有效连接,可采用加强钢筋与土钉和分布钢筋连接,也可采用承压垫板方法连接,使之形成一整体共同受力。
2 工程实例
2.1 工程概况
本工程项目位于广东东莞市,拟建一地下球场,地下球场底板面标高为-7.50 m,周边底板厚650 mm,垫层100 mm,故基坑底标高为-8.25 m。因场地地面标高为-0.50 m,故基坑开挖深度为7.75 m,电梯井处局部开挖深度为9.45 m。开挖面积为2 225 m2。本基坑按一般临时支护结构设计,支护工程完成后正常使用时间为12个月。基坑安全等级三级,侧壁重要性系数为0.9。
2.2 工程地质
经钻孔揭露,场地内地层自上而下为:人工填土层(Qml),厚度0.7 m～4.5 m;第四系冲积层(Qal),包括黏土(②-1),厚度0 m～3 m,淤泥质土(②-2),厚度0 m～1 m;第四系坡积层(Qdl),含砂粉质黏土(③),层厚1.2 m～3.3 m;第四系残积层(Qel),粉质黏土(④),厚度1.7 m～5.9 m;第三系基岩(E),强风化泥质粉砂岩(⑤-1),厚度9.1 m～18.4 m。
2.3 设计概况
2.3.1 支护方案选择
场地周边开阔,2倍基坑深度范围内无建(构)筑物,土质条件良好,具放坡条件,可采取放坡开挖的形式;放坡后可采取直接挂钢筋网喷射C20混凝土80厚。(13)轴外侧因已施工管桩,为保护工程桩,该段采用放坡+土钉墙支护形式(见图1)。
2.3.2 土钉墙主要施工技术
1)土钉墙施工工艺流程。边坡开挖→边坡修整→定位放线→成孔→插锚筋→注浆→初喷→挂网→锚头焊接→喷射混凝土→养护。2)施工操作方法及其他措施。a.边坡开挖:开挖前首先在基坑四周边线用石灰粉放出基坑内外线,作为放坡距离。采用反铲挖土机挖土方,预留20 cm～30 cm人工修坡,开挖宽度保证在10 m以上,以确保土钉成孔机械钻机的工作面。基坑分六次开挖,开挖深度依次为1.7 m,1.7 m,1.7 m,1.7 m,1.7 m,0.5 m,第六次开挖须待桩基全部施工完毕并检验合格后才能进行,土方开挖严格按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工,在完成上层作业面的土钉及喷混凝土以前,不得进行下一层土方的开挖,严禁边壁超挖或松动边壁土体。b.边坡修整:基坑边壁利用铲锹人工切削修坡,保证边壁平整并符合设计规定的坡度。为确保喷射混凝土面层的平整,此工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡,可在支护面层背部插入长度为500 mm,直径不小于40 mm的PVC排水管包滤网,其外端伸出支护面层,间距为2 m×2 m,以便将喷混凝土面层后的积水排走。c.定位放线:按设计图纸由测量人员放出每一个土钉的位置,并沿平整的坑壁面作标记,测量误差不超过5 cm。d.成孔:采用机械螺旋钻机成孔,局部可采用人工洛阳铲成孔。钻孔后进行清孔检查,对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即进行压浆处理,清孔后及时安设土钉钢筋并注浆。e.土钉主筋制作及安放:主筋按设计长度加10 cm下料,外端设10 cm的弯钩,主筋每隔2 m焊对中支架,防止主筋偏离土钉中心;安放主筋时,将注浆管与主筋捆绑在一起,注浆管离孔底0.5 m左右。f.造浆及注浆:采用搅拌机造浆,应严格控制水灰比为W/C≤0.5;注浆采用注浆泵,注浆时,将导管缓慢均匀拔出,但出浆口应始终处于孔中浆体表面之下,保证孔中气体能全部排出。g.挂网安装及焊接:钢筋网片用插入土中的钢筋固定,与坡面间隙3 cm～4 cm,不应小于3 cm,搭接时上下左右一根对一根搭接绑扎,搭接长度应大于30 cm,并不少于两点点焊。横、纵向加强筋均采用ϕ14螺纹钢筋,加强筋与土钉端部的弯钩焊接成一个整体。h.喷射混凝土:喷射混凝土顺序可根据地层情况采取“先喷后锚”,喷射作业时,空压机风量不宜小于6 m3/min,气压0.2 MPa～0.5 MPa,喷头水压不应小于0.15 MPa,喷射距离控制在0.6 m～1.0 m,通过外加速凝剂控制混凝土初凝和终凝时间在5 min～10 min,喷射厚度不小于100 mm。i.养护:混凝土面终凝后12 h内,应有专人负责养护,养护期不应小于7 d。j.施工排水:为方便施工、保证基坑安全,应采用临时排水措施排除地表水和基坑作业面积水。排水措施包括地表排水及基坑排水,以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。k.施工监测及应急措施:为确保施工安全和基坑开挖的顺利进行,从围护工程开始施工至基础完工,应进行全过程的施工监测,以便及时掌握施工全过程围护结构、周围土体的受力与变形情况,及时掌握基坑开挖对周围环境,尤其对北面建筑物、围墙的影响程度,以便在监测信息指导下,及时采取有效措施、调整施工方案,避免基坑开挖的重大事故发生,减少事故带来的经济损失和社会影响。l.应急措施:由于基坑施工受各种客观因素的影响,可能会发生各种险情,为能及时排除险情确保安全,应采取如下应急措施:成立以项目经理为组长的监控小组,在土方开挖和护坡施工阶段进行监控,监控内容包括:土体水平位移,护坡结构变形,周边土体,围墙及管线的变化。当围护体位移超过预警值时,使用砂袋压载,防止支护结构位移的发展。当支护结构的位移增大时,必要时可使用挖土机迅速回填土方反压,以阻止位移的进一步发展,并在位移较大处设置超前支护,待稳定后方可继续开挖。
3 结语
从上面的工程实践我们可以得出关于土钉墙支护技术的结论:该技术具有施工速度快、相对造价低、对场地的要求低等特点,是一种经济、安全的支护手段,具有广阔的发展前景。
参考文献
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土钉墙支护技术 篇8
1 边坡支护方案的设计要求与选择
1.1 设计要求
1.1.1 保证边坡及周边建筑物的安全。
1.1.2 保证在正常施工允许荷载条件下, 基槽周边行走的车辆、行人及物料的安全。
1.1.3 保证地下结构的正常施工。
1.1.4 保证技术可靠、经济合理、施工可行。
1.1.5基坑周边地面荷载按20KN/m2考虑。
支护方案选择:根据基坑深度、现场实际场地及地质条件, 采用土钉墙支护。
1.2 土钉墙设计
1.2.1 边坡:根据现场情况放坡约3m。
1.2.2 土钉分布:横向间距均为1.5m, 第一排土钉距坡顶1.5m。
1.2.3 土钉孔:孔径100mm, 倾角10°~15°。
1.2.4 土钉杆:采用直径16mm及22mm的II级螺纹钢筋为土钉杆。
1.2.5 注浆:孔内注入水灰比为1∶0.45~0.5的纯水泥浆。
1.2.6 土钉位置:设计为4排, 设置在地面以下1.5m、3.0m、4.5m、6m处。
1.2.7 端头设置:土钉外端用1准18将各锚头横向焊接在一起, 并压住面层钢筋网片。
1.2.8 面层:边坡面层喷射80±20mm厚的混凝土, 内设φ6.5@200×200mm钢筋网, 保护层40~50mm, 混凝土强度不低于C20。
1.2.9 土钉墙及钢筋网片示意图
2 钉墙边坡施工
2.1 施工准备及部署
(1) 落实解决场区四通一平, 绘制施工场地平面图。 (2) 协同甲方妥善处理支护结构范围内地下管线和构筑物。 (3) 落实所需各种设备材料, 根据需要组织部分材料进场。提前进行钢筋加工。 (4) 组织施工人员熟悉地质报告、施工方案及有关规范规程。 (5) 根据施工图纸、总进度计划、劳动力规模划分土钉墙的作业流水段, 与土方挖运专业队协调、配合。 (6) 为确保工程的施工进度, 布置土钉施工各工种昼夜施工。 (7) 组织施工人员认真熟悉方案及有关规范、规程, 结合本工程支护的特点, 制定详细的施工计划和技术措施, 做好施工前技术交底和安全交底。 (8) 做好施工中所需各种材料的计划和供应工作。
2.2 施工安排
2.2.1 坡面施工
基坑开挖过程中与土方施工队适时协调密切配合, 按设计坡比开挖, 交替进行至设计土钉墙护坡标高, 及时修坡, 保证坡面平整。
2.2.2 土钉施工
坡面经检查合格后, 放线定孔位, 用洛阳铲成孔 (准100mm) ;检查孔深、孔径、锚筋长度合格后, 及时插如锚筋和注浆管至距孔底1000~500mm处;注入水泥浆不饱满应二次或多次补浆。水泥浆水灰比为0.45~0.50, 注浆压力不得小于0.3Mpa。
(1) 钻孔前应根据施工设计图标出孔位, 孔位误差不大于50mm, 如遇特殊情况, 应由现场负责人审定; (2) 土钉孔直径长度不应小于设计尺寸; (3) 土钉孔内渣土应清理干净; (4) 拉杆体沿长度方向每隔2.5~3.0m焊一个准6.5托架, 分布呈三角形, 使土钉居于孔中心。
2.2.3 混凝土层面施工
(1) 在锚头部做喷射混凝土厚度80±10mm的标记; (2) 将6.5@200×200mm钢筋网片, 用插入土中的钢筋固定。用加强筋压紧并与锚头焊接, 钢筋网片均应与上部搭接, 并给下步留茬, 搭接长度不小于30cm以处理施工缝, 经验收合格后, 喷射80±10mm厚C20碎石混凝土。
2.2.4 技术质量要求
(1) 基坑坡面稳定不好的部位, 应减少每步开挖浓度, 或先喷射一层细石混凝土等措施后, 再进行喷锚施工。 (2) 土钉定位间距允许偏差50mm。 (3) 成孔深度大于设计深度100mm, 成孔直径允许偏差20mm。 (4) 成孔坍塌, 必须清孔, 合格后及设置锚筋、注 (压) 浆, 注 (压) 浆应达到饱满, 否则要做第二次或多次补浆。 (5) 喷射碎石混凝土的枪头距坡面宜为0.6~1.2m, 自下而上垂直坡面喷射。 (6) 严格按施工程序逐层施工, 严禁在面层护期间抢挖下步土方面层养护24小时之后方可进行下步土方开挖。
3 土钉墙基坑开挖支护特点
3.3.1形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。
3.3.2施工设备简单, 由于钉长一般比锚杆的长度小的多, 不加预应力所以设备简单。
3.3.3随基坑开挖逐层分段开挖作业, 不占或少占单独作业时间, 施工效率高, 占用周期短。
3.3.4施工不需单独占用场地, 对现场狭小, 放坡困难, 有相邻建筑物时显示其优越性。
3.3.5土钉墙成本费较其他支护结构显著降低。
3.3.6施工噪音、振动小, 不影响环境。
3.3.7土钉墙本身变形很小, 对相邻建筑物影响不大。
4 边坡变形观测
为保证边坡稳定和工程顺利进行, 需对边坡进行变形监测。主要对边坡进行水平位移观测。
4.1 观测点的布置
在边坡散水上沿基坑边坡布点, 每边布置观测点3~4个, 间距为1/2、1/4、1/8倍的边坡长度。监测仪器设备采用J2型经纬仪。
4.2 监测方法
观测方法采用视准线法, 选用J2型经纬仪进行观测, 观测时使每段观测点与两端工作基点布成一条准直线, 将仪器设于一端工作基点上, 后视另一工作基点, 确定各观测点相对于准直线的垂直偏移量。工作基点应视现场情况布置在变形区以外的稳定地点, 以保证测值的准确可靠。观测时, 各观测点必须至少测一测回, 以保证位移观测精度。
4.3 监测周期
在开挖过程中, 每天观测一次;如发现位移超过规范允许值或有突变时, 应在上、下午各观测1次;混凝土垫层浇注完后视边坡上体变形情况适当延长观测周期。
4.4 观测结果分析
对监测的成果, 应及时进行定量分析, 并根据变形趋势做出预报观测。在施工监测中, 如果发现变形异常, 应及时提交变形警报资料, 为采取相应保护措施提供依据。
5 结论
土钉墙施工成功解决了基坑边坡的强度及稳定性问题, 保证了施工的安全。土钉墙施工周期短, 与挖土同时进行, 很少占用独立工期。土钉墙能充分利用土体的自承能力的特点, 与喷锚支护相比, 其造价低, 施工方便。因此在条件允许的情况下, 采用土钉墙支护, 可以大大节省投资。
摘要：利用土钉墙作为深基坑支护的施工技术, 被越来越多地使用于工程项目中, 并取得了明显的技术经济效益。因其自身施工的特点, 一些具体应用及注意事项应加以预防和控制。
关键词：土钉墙支护技术,基坑工程,应用
参考文献
[1]曾宪明.复合土钉支护设计与施工[M].中国建筑工业出版社.2009-10.
浅谈突变对土钉墙支护的影响 篇9
关键词土钉支护体系；突变
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)042-0114-02
1基坑工程的特点
基坑工程是一项综合性很强的系统工程，且大部分都是临时结构。地下工程施工完后就不再需要。其具有以下几个特点：
1）安全储备小，具有较大的风险。因为是临时结构体系，与永久结构体系相比，其安全储备要求较小，所以具有较大的风险。施工过程中应加以监测，并有应急措施。
2）单件性强，区域性强。由于工程地质、水文条件和工程地点的不同，导致基坑工程的差异性很大，同时受周围场地环境影响大。其设计要因地制宜。
3）综合性强。基坑工程的设计与施工需要多方面专业人员的配合协同进行。
4）较强的时效性。由于土体是蠕变体，特别是软黏土，具有较强蠕变性。基坑开挖同时会导致周围地下水位和应力场的变化。随着土压力和土体环境的改变，围护结构的受力变化将影响其稳定性。
2土钉支护的概述
土钉支护由于其施工机具轻便灵巧，适用多种地层、工艺简单，占地小，时间短、造价低等优势，受到广泛重视，并得以迅速推广与应用。
“土钉”就是用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。通常采取土中钻孔置入钢筋，沿孔全长注浆的方法做成土钉。依靠与土体之间的界面粘结力或摩擦力在土体发生变形的条件下被动受力并主要承受拉力作用。土钉也可用钢管角钢等作为钉体，采用直接击入的方法置入土中。
3土钉支护的优缺点
与其他挡土技术或类型相比，土钉支护其有独特的优点。
1）材料用量少、工程量少、施工速度快。土钉支护土方开挖量、砼用量、用钢量比桩和连续墙节省很多。部分施工工期可缩短一半。
2）施工设备轻便，操作简单。
3）适应性较强。适合于一定粘性的砂土、粉土、硬塑与干硬黏土，局部有软塑性粘土层，采取一定措施后也可采用。
4）结构轻巧，柔性大，延性较好。土钉支护自重小，无需专门基础结构，并有良好的抗震能力。破坏时有明显变形发展过程，不会彻底倒塌。
5）施工场地小。土钉支护系统在受地面场地限制时，甚至可以做成向里倾斜。
6）安全可靠。土钉支护采用边挖边支护的作业方式，根据场地开挖出现的土质情况和现场监测的土体变形数据，可随时修改土钉间距及长度，采取及时加固，避免事故发生。
7）经济。据国外经验，土钉支护比一般锚杆支护节约总造价10~30%，工时缩短50~30%。国内数据表明，土钉支护比灌注桩等支护节约造价1/3~2/3。
土钉支护也有其缺点和局限性。
1）需有允许设置土钉支护的地下空间。倘若为永久性土钉，需长期占用这些地下空间，当基坑附近有地下管线或建筑物基础时，施工时有产生相互干扰的可能。
2）在松散砂土、软塑、流塑粘土及丰富地下水的情况下不能单独使用，必须与其他支护方式组合。
4突变理论在土钉支护中的提出
在物质世界中普遍存在无连续和突变现象，如地震、滑坡等对工程建设的稳定性造成巨大影响。类似的突变对土钉支护结构同样产生破坏性影响。
以保护基坑安全施工为目的，针对土钉支护，将突变理论数学模型[3]引入该支护体系中，以土弹塑性力学和突变理论为分析工具，揭示基坑开挖过程中位移和稳定性之间的关系，以期为土钉支护体系的设计与施工提供必要的理论依据。
5突变理论在土钉支护中的引入
突变理论在边坡工程中的应用大部分局限于岩石突变分析，在土的应用上较少，具体到土钉支护方面的就更为稀少。
土钉支护体系的土体稳定破坏分为两个方面：体外破坏和体内破坏。
1）体外破坏。支护发生刚体失稳（图1）。其破坏方式与重力式挡土墙在主动土压力作用下失稳类同，可参照《建筑地基基础设计规范》GBJ7-1989相关规定计算。
2）体内破坏。体内破坏是土钉支护体系破坏的一般形式。分为土体破坏和土钉与土体之间粘结摩擦力破坏。
土体破坏表现为土体破坏面全部或部分穿过加固土体内部（图2）。如德国的Stocker和Gasler法只取可能发生的破坏面由两部分组成（图2）（图3），土体上部分破坏发生在支护背面，受背后破坏土体楔块的主动土压力作用，下部穿过部分土钉并与趾部相连。
土钉与土体之间依靠界面间的粘结摩擦力共同作用。双方在变形条件下由于材料特性不同而产生的粘结摩擦力的失效标志着土钉支护体系作用丧失，体系失去其原有的稳定性，土钉与土体之间粘结摩擦力的失效，土钉被拔出。
除此之外，土钉与面层的破坏也是支护体系发生破坏的原因之一。
6土钉支护突变浅析
土的抗剪强度很低，抗拉强度可忽略，基坑开挖时土体存在着在一定边坡范围内保持土体直立的临界高度。当超过这一临界深度或发生地面超载等其他因素将导致土体发生突发性整体破坏。土钉与土体的共同作用，使原状土形成了强度和刚度大大提高的复合土体，改变了土坡的变形与破坏形态，通过土钉在复合土体的箍束骨架作用、分担作用和应力传递与扩散作用显著提高了土体整体稳定性。
通过对土钉支护体系变形及受力特点的分析，支护体系中土体变形张量的分析，土钉、土体的应变与受力分析，计算土钉支护体系稳定与否的临界条件，以此来确定体系中土体发生突变的临界位移。在此基础上，利用极限平衡的方法提出土钉支护体系的安全系数，为判定土钉支护体系的安全提供了一定依据。
7工程实例分析：广州广场深基坑支护
广州广场，占地面积2700m2，地上12层，地下一层。基坑周围环境复杂，相邻建筑物最近处不足1m。根据场地地质资料，基坑采用垂直开挖，土钉支护。依据基坑支护设计、面层土压力及土层在土钉范围内的分布，分析土钉工作范围内的土性及土钉，借助支护设计软件计算边坡潜在滑裂面位置及每一道土钉临界位移值和粘结摩擦临界位移量。分析结果表明土钉支护体系的体内破坏属于土体失稳破坏。以此可见，运用突变理论对土钉支护体系进行分析，并以结果来指导工程设计是可行的。
参考文献
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土钉墙支护技术 篇10
土钉技术在我国应用始于20世纪80年代初,由于它具有材料用量少、施工速度快、安全可靠、经济等优点,目前该项技术在多高层建筑的深基坑开挖中得到越来越广泛的应用,获得了显著的社会效益和经济效益,《建筑基坑支护技术规程》将土钉支护技术正式定名为土钉墙。
在土钉墙支护体系中土钉与土体共同作用,充分利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力约束土体的侧向变形,形成一种自稳性结构,既增强了土的主动受力能力,又增强了土体破坏的延性,从而使边坡维持稳定。
2 项目概况
某高层住宅楼,基坑开挖后基底面积为2 080m 2,长65m,宽32m,基坑深度为6.2m,属于深基坑。因此项目在建筑群内施工,东侧32m坑壁紧邻一临时建筑,基坑开挖时东侧放坡受到限制,施工时正值雨季,边坡的不稳定因素较多,下雨、边坡超载等均会对土壁的稳定状况产生影响,为保证基坑东侧土方开挖后不会对临时建筑产生影响,经过多方案研究讨论,决定采用土钉墙支护基坑东侧坑壁,确保坑壁土方的稳定和施工安全。
3 方案策划
3.1 构造设计方案
1)喷射混凝土厚度采用100mm,喷射混凝土标号为C 20细石混凝土。
2)土钉采用22螺纹钢筋,长4.5m,末端做0.2m直弯钩,土钉孔直径100mm,深度比土钉长0.2m,并用1∶3～1∶4的水泥砂浆固结,土钉间距采用1.5m×1.5m,倾角14°方形布置。
3)钢筋网为双向6@200和横向20加强筋,排距1.5m。
3.2 施工材料的选用要求
1)水泥:优先选用普通硅酸盐水泥P.O 32.5,也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥,性能符合现行水泥标准,应有出厂合格证,并有复检报告。
2)砂:应采用坚硬耐久的中粗砂,含泥量小于5%,细度模数宜大于2.5,含水率宜控制在5%～7%。
3)骨料:应采用坚硬耐久的豆石或碎石,粒径不宜大于15mm,不能使用含有活性二氧化硅的石料。
4)外加剂:根据现场实际情况选用符合质量要求的早强剂,其掺量为3%～5%。
5)水:不得使用污水及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO 42-计算超过水量1%的水。
6)钢筋:选用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋,直径18mm～32mm,盘条钢筋6mm～8mm,应有出厂合格证、原材料试验报告。
3.3 施工机具的选用要求
1)成孔机具设备。根据现场土质特点和环境条件选择成孔设备,如:冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机、洛阳铲等,在易塌孔的土体钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔设备。
2)灌浆机具设备。灌浆机具设备有注浆泵和灰浆搅拌机等,注浆泵选用孔口压力大于0.1MPa的泥浆泵,其规格、输浆量应满足施工要求。
3)混凝土喷射机具。混凝土喷射机应密封良好,输送连续均匀,输送水平距离不小于60m,垂直距离不小于10m;空压机应满足喷射机所需的工作风压和耗风量要求,可选用风量9m 3/min以上、压力大于0.5MPa的空压机。
4 施工工艺
4.1 土钉墙边坡支护的施工工艺
土钉墙边坡支护的施工流程为:
挖土→整修坡面→初喷→土钉定位成孔→插筋→孔内注浆→挂网→复喷→养护。
4.2 开挖、整修坡面
施工时因基坑土质较好,采用边坡开挖后一次喷射混凝土,人工修整边坡时,墙面坡度不宜大于1∶0.1,此项工艺直接关系到面层喷射混凝土的质量和材料耗用量,因此要严格按要求控制。
4.3 初喷
为使挖好的坡面不产生垮塌,土方开挖后立即预喷混凝土来保护土体,预喷厚度为30mm～50mm。其混凝土材料的配合比为水泥∶石子=1.5∶1.5,水灰比为0.5～0.6。
4.4 土钉定位成孔
按土钉间距1.5m×1.5m放定位线,土钉孔施工采用洛阳铲人工成孔,孔径为100mm,孔向下倾斜14°。成孔过程中严格控制孔深、孔径、孔位以及成孔倾角,严格执行规程要求。
4.5 插筋与灌浆
土钉的长度为开挖深度的0.5倍～1.2倍,施工中取4.5m,间距为1.5m,成孔后按设计要求插入22mm加筋杆,加筋杆每1.5m焊接6钢筋制作的对中支架,起导正作用,防止出现偏心,以提高抗拔力。在插筋的同时,用加筋杆将注浆管带进离孔底0.3m的地方,注浆管路应保持畅通,然后进行灌注,注浆材料的配合比为水泥∶砂子=1∶3,浆液应搅拌均匀、过筛,随拌随用,灌浆压力为0.6MPa。
需要注意的是,注浆开始或中途停止超过30min时,须用稀泥浆润滑注浆泵及其管路,注浆孔内一定要灌满,不能形成空洞和孔隙,注浆完成后在孔口处设置止浆塞。
4.6 挂网
上道工序完工后绑扎钢筋网,钢筋直径选用为6mm,间距200mm绑扎固定于坡面之上,钢筋网片搭接长度应大于300mm,边坡横向间距1.5m设置通长加强筋,钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固,保证喷射混凝土时钢筋不晃动。
4.7 复喷
挂网后整个坡面复喷混凝土,喷射混凝土应分段分片依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,面板混凝土强度等级为C 20,喷射厚度为100mm,喷射时喷头与受喷面应垂直,宜保持在0.6m～1.0m的距离,面板应在基槽上口处向外翻边1m。筛分后的砂石料以及水泥、速凝剂等由人工加入搅拌机料仓搅拌均匀后自动落入和搅拌机相配套的喷射机内,在高压空气的作用下经输料管送至喷头处,与供水装置送来的水混合后喷向受喷面,一次喷射混凝土至设计厚度。喷射手应控制好水灰比,保持混凝土表面平整、湿润光泽,无干斑或流淌现象。
4.8 养护
为加强支护效果,在喷射混凝土时加入3%～5%的早强剂,喷射混凝土终凝2h后应喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3d～7d。
4.9 基坑排水系统
土钉墙支护宜在排除地下水的条件下施工,在坡顶和坡脚必须设置排水措施,以免地面积水流入基坑,坑内积水流向坡脚,以确保土钉墙的安全。
5 实施效果
基坑支护结构的安全是保证工程建设顺利进行的前提条件,是支护工程要达到的最终目标。此次230.4m 2土钉墙施工14h,在不影响工期的同时充分发挥了土体的空间支护作用,使边坡位移和变形及时得到约束、限制。在施工过程中对临时建筑位移进行监测,最大偏移量2mm,远小于规范允许值要求,达到了预期的效果。实践证明,该方案在本工程的实施过程中,成功地解决了深基坑支护问题,确保了施工质量和安全。
摘要：结合工程实际,详细介绍了深基坑坑壁采用土钉墙支护的施工方案,具体阐述了土钉墙支护体系施工工艺,结合实施效果指出采用土钉墙工艺,既保证了施工安全,也保证了工程进度不受影响,具有较好的效果。