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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期: 熱度:
摘要:土釘墻是一種利用經加固后的原位土體來維護基坑邊坡土體穩定的支護方法,由于其施工靈活、成本較低、效率較高等優點,在深基坑支護工程中廣泛使用。文章主要對土釘墻支護的施工工藝進行闡述,并聯系具體工程實例綜合性的分析相關施工內容。
關鍵詞:深基坑;土釘墻;支護
土釘墻是土釘加固技術的總稱,常被應用于基坑工程。為了保證基坑土釘墻支護工程的施工質量及順利進行,首先要了解釘墻支護的應用現狀和土釘墻工程的構造要求及設計步聚,以便設計出正確的土釘墻。
1土釘墻支護應用現狀
土釘墻支護作為一種基坑支護方法,由于其具有施工速度快、施工設備輕便、材料用量少、工程造價低的優點,應用發展很快,目前在基坑側壁安全等級為二級,三級的基坑工程中應用甚廣。由于土釘墻支護為一種依靠土體強度、釘體、面層共同作用而保持邊坡穩定的基坑支護方法,對天然土層強度有一定的要求,較適宜于黃土、地下水位以上粉土、粘性土等自立性較強的土層,對無天然粘聚力的松散狀雜填土或地下水較高的場地不宜單獨使用。對雜填土基坑開挖深度較小時采用打入林土釘,深度較大時一般采取預注漿處理,注漿處理后其粘聚力可從無提高到10kPa以上,能大大提高其自立能力;對地下水位埋深較淺,主要受大氣降水或地下管道中滲漏出的生活用水補給的場地,一般采用注漿法組成防滲帷幕減少淺層地下水漏入基坑中,在基坑底布置排水溝,將坑水導入集水井,用水泵排至坑外。在坑壁設泄水孔,使土體中含水及早泄出,減少坑壁水壓力等措施來保證土釘的順利施工和基坑的安全。
2土釘墻的構造要求
土釘墻適用于地下水位以上或經人工降水后的人工填土、黏性土和微黏結砂土的深基坑開挖支護;一般用于開挖深度不超過13m的基坑,在土質特別堅硬的黏土層中不宜超過15m。
土釘墻土釘墻是由土釘、鋼絲網噴射混凝土和加固后的原位土體三部分組成的,天然土體通過土釘的就地加固并與噴射混凝土面板相結合,形成一個類似的土質擋土墻,以此來抵抗墻后傳來的水平壓力,以保持基坑開挖面的穩定性,為了保證土釘墻支護的工程質量,在其構造上必須嚴格遵循相關設計規范要求,經過筆者總結,現將要求歸納如下幾點。
(1)土釘墻的坡度宜為1﹕0.3~1﹕0.7之間,鉆孔直徑宜為70~120mm。
(2)土釘必須和面層有效連接在一起,常設以承壓板和加強筋。
(3)土釘鋼筋宜用Ⅱ級以上的螺紋鋼筋,直徑宜為16~32mm,常用25mm,土釘的長度宜為開挖深度的0.5~1.2倍,土釘間距為1~2m,土釘與水平面夾角為10°~20°。
(4)噴射混凝土沒計強度等級不宜低低于C20,噴射混凝土面厚度宜為80~200mm,常用100mm;并在混凝土表面噴上水泥砂漿,以防止雨水滲入坡內。
(5)噴射混凝土面層中應配以鋼筋網,鋼筋網宜采用Ⅰ級鋼筋,鋼筋直徑宜為6~10mm,鋼筋間距宜為100~300mm,雙向布置。
(6)坡底擋土墻采用370m厚磚墻,墻高為1.5m,并埋入底部的土內500內mm。
(7)在坡頂的混凝土硬化層內也滿扎直徑為6.5mm的鋼筋,間距為150mm,同樣為雙向布置,混凝土厚度為100為mm,其目的是防止雨水從坡頂滲入坡內。
3土釘墻設計步驟
在了解土釘墻構造要求之后,接下來要對土釘墻進行設計,設計之前,有一個步驟很關鍵,那就是對基坑的現場勘察,主要對基坑四周地質狀況、鄰近建筑物基本信息,以及地下水詳情進行了解,以作為設計土釘墻的重要參考資料。
一般土釘墻設計包括以下幾個步驟:第一,確定土釘墻的結構尺寸及分段拖工長度與高度;第二,設計土釘的長度、間距及布置、孔徑、鋼筋直徑等;第三,設計面層和洼漿參數;第四,進行內部和外部穩定性分析計算;第五,進行構造設計及質量控制要求。
在具體設計中特別是相關設計參數的計算,應該保證其參數的準確性,并嚴格實施各個步驟,以保證工程的質量。
3土釘墻的施工
土釘墻施工一般按如下流程進行操作。施工準備→測量放線→土方開挖→修理邊坡→初噴→成孔→注漿→掛網→復噴。下面就主要施工步驟進行詳細分析。
3.1施工準備
施工前的準備工作是施工順利進行和工程質量的重要保證。要掌握可靠的地質資料,了解土的性質、地下水位情況、地下有無管線及基坑深度、坡度等因素;以確定土釘的直徑、長度、間距等技術參數,進而制定切實可行的支護方案,并對基坑四周的地表進行修正,并設置擋水墻和進行硬化,并使其具有向外的坡度,防止地表水流人基坑。在水平方向合理的劃分施工段,在豎向合理的劃分施工層。
3.2測量放線
根據基礎施工的要求,確定基坑邊坡的下邊線位置,并根據坡度大小、放出邊坡的上邊線。每層土方開挖完畢,并修整完邊坡后,根據施工準備階段制訂的施工方案放出土釘的位置線,然后進行其它工作。
3.3土方開挖
基坑開挖應按設計要求分段開挖,分層開挖高度由設計要求土釘的豎向距離確定,超挖不低于土釘向下0.5m;分層開挖長度也宜分段進行,分段長度按土體可能維持不塌的自穩時間和施工流程相互銜接情況而定,一般可取10~20m。
3.4修理邊坡
在挖土過程中及時進行側壁的修補,保證坡度滿足施工要求,同時此項工藝直接關系到面層噴射混凝土的質量和材料耗用量,因此要嚴格按要求施工。
3.5初噴
一般情況下,為了防止土體松弛和崩解,必須盡快做第一層噴射混凝土。根據地層的性質,可以在安設土釘之前做,也可以在放置土釘之后做;對于臨對性支護來說,面層可以做一層,厚度50~150mm;面對永久性支護則多用兩層或三層,厚度為100~300mm。噴射混凝土強度等級不應低于C15,混凝土中水泥含量不宜低于400kg/m3。噴射混凝土最大骨料尺寸不宜大于15mm,通常為10mm。
3.6成孔
鉆孔方法與土層錨桿基本相同,可用螺栓鉆、沖擊鉆、地質鉆機和工程鉆機,當土質較好,孔深度不大亦可用洛陽鏟成孔。采用人工機械一起作用的方法,鉆孔下傾角度為15°~25°,采用風鉆的方法進行,成孔的尺寸允許偏差為孔深±50mm;孔徑±5mm;孔距±100mm。
3.7注漿
土釘注漿材料宜選用水泥漿或水泥砂漿。水泥砂漿的水灰比宜為0.5,水泥砂漿配合比宜為1:1~1:2(重量比),水灰比宜為0.38~0.45。水泥漿、水泥砂漿應拌合均勻,隨拌隨用,一次拌合的水泥漿、水泥砂漿應在初凝前用完。注漿作業前應將孔內殘留或松動的雜土清除干凈;注漿開始或中途停止超過30min時,應用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及其管路;注漿時,注漿管應插至距孔底250~500mm處,孔口部位宜設置止漿塞及排氣管。土釘鋼筋插入孔內應設定位支架,間距2.5m,以保證土釘位于孔的中央。
3.8掛網
上道工序完工后,按設計要求,將一定直徑的鋼筋。按一定網距焊接,固定于坡面之上;同時,在危險坡上的土釘之間用金屬件(如槽鋼等)連接在一起,以進一步加強支護強度。
3.9復噴
掛網后,整個坡面復噴混凝土,其噴射厚度要求達到設計要求。
以上分析是一個比較完善的土釘墻施工流程,但在具體工程施工時可以根據工程實際,調整相關施工步驟的順序,以優化土釘墻施工質量。
4實例分析
4.1工程概況
該建筑工程,地下2層,地上16層,高45m,為框架一剪力墻結構,筏板基礎,建筑面積33000m2,其基坑東西長45.8m,南北寬17.5m,基礎埋深約l0m。本工程西側、北側場地較為寬敞,擬建工程分別距城市道路及既有建筑約為36m和42m,而東側、南側場地極為狹窄,僅距圍墻3~5m,但圍墻外既有建筑均較遠,不必考慮基坑開挖對相鄰建筑的影響。
該區地貌地勢較平坦,西部略低,據地質報告,邊坡范圍場地土層自上而下依次為:①雜填土,褐色或黃褐色,松散,平均厚約4.2m,主要由建筑垃圾及生活垃圾組成;②粉土,可塑,厚6.3m;③粉砂,淺黃,可塑~軟塑狀,濕度飽和,厚4.5m。地下水屬潛水類型,水位較深,位于基底以下3m左右,因此基坑開挖不考慮地下水的影響。
4.2土釘支護設計
土釘采用梅花形布置自上而下共設7道,孔徑1l0mm,第一道釘自坡項標高以下1.6m開始布置,水平間距為1.6m;第二道土釘峰向間距和水平間距為1.4m及1.3m;其余土釘堅向間距和水平間距均為1.3m。土釘與水平面傾角設為8°,第1、2、3、4道土釘鋼筋采用Φ18,第5、6、7道土釘鋼筋采用Φ22,土釘墻剖面具體尺寸詳見圖1。

圖1土釘墻剖面圖
4.3土釘墻支護施工
本工程采用挖掘機開挖,開挖時,挖掘機應離預定邊坡線0.4m以上開挖,以保證土方開挖少擾動邊坡壁的原狀土,按4.2m、3.3m、2.5m三個階段進行開挖,開挖后,用人工及時修整。
邊坡修整后,立即噴射第一層砼,厚度為40mm;放坡面要及時做水泥砂漿護坡。
土釘成孔后要及時將土釘(連同注漿管)送入孔中,沿土釘長度每隔2.0m設置一對中支架。
注漿時先高速低壓從孔底注漿,當水泥漿從孔口溢出后,再低速高壓從孔口注漿。
為保證面層能與土釘連接可靠,按土釘布置間距增設Φ16的加強筋,并將加強筋與土釘焊接l0d以上。
4.4基坑排水
基坑四周支護范圍內的地表須加整修,構筑排水溝和硬化地表,防止地表降水向地下滲透。禁止地表水灌入基坑。在坑底設置排水溝和集水坑。排水溝距離邊壁1m。坑中積水及
時抽出。
4.5施工監測
本工程對邊坡支護的施工全過程進行了位移日觀測,目的是及時掌握十釘墻位移速率的變化和位移累積總量,以便采取措施對其穩定性進行控制。由于嚴格按設計要求分層進行開挖支護,未出現異常現象,整個土釘施工開始至邊坡開挖到底,坡頂位移在l0mm以內。
5結語
通過對基坑土釘墻支護施工基本步驟的介紹及實例分析,可以說對基坑土釘墻支護施工有了個整體性的了解,但在具體工程施工中還應根據實際情況采取不同的措施,比如施工的步驟、施工材料的選擇等內容,根據施工規模、地質條件、周邊環境的不同會有所不同,所以要詳細的分析工程的各個參數,以保證施工的質量。
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文章標題:基坑土釘墻支護施工工藝探究
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