土钉墙支护技术在基坑工程中的应用

土钉墙支护技术在基坑工程中的应用

摘要:文章简要介绍了土钉墙支护技术特点、适用范围及构造,并结合工作经验,论述了土钉墙支护的施工要点,以供参考。

关键词:深基坑土钉墙支护施工

土钉墙施工技术产生于20世纪7O年代,9O年代后逐渐应用于高层建筑的深基坑开挖的支护工程中。在现代高层建筑基坑工程中,土钉墙及其复合支护以其施工简便、施工周期短、对场地要求较小、经济等特点,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。

1 土钉墙支护技术的特点及适用范围

1.1特点

土钉墙支护法能显著提高和最大限度地利用。基坑边壁土体同有力学强度,变土体荷载为支护结构体系的一部分。喷射混凝土在高压气流的作用下高速喷向土层表面,在喷层与土层问产生“嵌固效应”,并随开挖逐步形成全封闭支护系统;土钉的特殊控压注浆可使被加固介质物理力学性能大为改善并使之成为一种新地质体,其内同段深周于滑移面之外的土体内部,其外固端同喷网面层联为一体,把边壁不稳定的倾向转移到内固段及其附近并消除钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性,能有效地调整喷层与土钉内应力分布。

1.2适用范围

土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排措施后的素填土、普通性粘土、粘性的砂土和粉土等较为均匀土体边坡。当场地同时存在土层和不同风化程度岩体时,应用土钉支护特别有利。土钉墙支护范围非常广泛,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③现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固等;④边坡稳定。用于加固可能失稳的提坡。

2 土钉墙的构造

土钉墙结构由土钉、面层和排水系统3部分组成,土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。

(1)钻孔注浆土钉是最常用的土钉,一般采用φ6mm～φ32mm的钢筋,置于070mm一120mm钻孔中,采用强度等级不低于M10的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1:1～1:2。

(2)打入式土钉一般采用钢管材料打入土中形成,通常钉长较短,施工简单快

速,但不易于密实胶结土中。当打入钢管为周围带孔的闭口钢管时,可在打入后管内注浆,增强土钉与土的粘结力,提高土钉的抗拔力。注浆方式有低压注浆和高压喷射注浆。

土钉长度一般为开挖深度的0.5倍～1.2倍,间距为1m～2m,与水平夹角为5°～20°。用的土钉墙墙面坡度不宜大于1:0.1。面层应在每一阶段开挖后立即设置,以限制原位土体的减少并阻止原土的力学性质,特别是抗剪强度的降低。永久性的土钉工程中已大量应用预制和现浇混凝土板、钢面板作为面层,以满足美观和耐久性的要求。目前常采用的面层为φ6mm～φ10mm,间距150mm～300mm的钢筋网,强度等级不低于C20的喷射混凝土组成,面层厚度为80mm～150mm。

3 土钉墙施工的一般原则和要求

土钉墙支护作为一种挡土结构应满足规定的强度、变形、稳定性和耐久性等要求。当土钉墙支护用于城市建筑物密集地区的深基坑开挖时,控制与限制支护的变形就显得尤其重要。施工过程中必须自始至终与现场的监控相结合,通过测量变形等数据,在施工过程中不断发掘现场地质情况,及时指导下一步的旆工。

此外,还要充分考虑地表径流和地下水的影响。如施工时渗水严重,就不能喷射面层混凝土,这样容易引起塌坡和塌孔。当地下水的流量较大,施工时应采取专门的措施来降低地下水位。竣工后的支护在地下水位的作用下,其面层压力和土钉内力均会有明显增加,特别是粘土的抗剪能力及粘土中的土钉抗拔粘结能力与含水量有很大关系。

4 土钉墙支护施工方法

4.1土钉墙施工程序

4.1.1施工流程

挖土→整理坡面→初喷→打孔眼→插杆→灌注→挂网→复喷。

4.1.2开挖整理坡面

土钉支护是分层进行的,因此挖土深度不能超过设计深度,同时要保证坡角达到设计要求的78°～8O°,坡面平整光滑,坡角未达到设计要求的则要进行专门修整。

4.1.3初喷

为使挖好的坡面不产生垮塌,凡挖好的坡

面需立即进行混凝土喷射,以使表层固结。其混

凝土材料的配合比为水泥:石子为1:1,水灰比为0.5:0.6。

4.1.4钻孔

采用人工机械一起作用的方法,钻孔下倾角度为l5°～25°,采用风钻的方法进行,人工挖工用的是洛阳铲,两人一组。

4.1.5插杆与灌浆

成孔后按设计要求插入直径中22mm加筋杆,加筋杆每1.5m焊接直径llOmm 的扶正环,起导正作用。在插筋的同时,用加筋杆将注浆管带进离孔底0.3m的地方,然后进行灌注,注浆材料的配合比为水泥:砂子为1:2。水灰比0.4～0.5。孔内一定要灌满,不能形成空洞和孔隙。

4.1.6挂网

上道工序完工后,按设计要求,将直径φ6mm的钢筋,按30cm×30cm的网距焊接,固定于坡面之上;同时,在危险坡上的土钉之间用金属件(如槽钢等)连接在一起,以进一步加强支护强度。

4.1.7复喷

挂网后,整个坡面复喷混凝土,其喷射厚度达到设计要求。

4.2施工质量管理技术措施

(1)严格按土钉墙工艺流程进行施工,严把工序质量关,工序岗位人员先自检合格后,施工人员、质检员进行抽检,层层负责,严把质量关。

(2)土钉主体用材和挂网用材,要有厂家质保书。

(3)注浆和喷射用水泥,要有厂家质保书,并提供成分化验单;喷射砼采用R425级早强型硅酸盐水泥。采用坚硬耐久的中、粗砂和坚硬耐久的卵石或碎石,子最大粒径不宜超过8mm;喷射砼、注浆用水,不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质,不使用污水及酸性水。

(4)喷射砼面层外观要平整,应无侵入净空、空鼓、开裂、露筋。

(5)铺设钢筋网前,应先调直钢筋,网格尺寸应符合设计要求,网格为正方形布置,钢筋网搭接可采用焊接或绑扎。

(6)施工中要及时收集资料,认真填写各项原始记录,按设计要求进行认真检查、核对。