土釘墻圍護技術(shù)在基坑工程的應(yīng)用

土釘墻是將做為土釘?shù)匿摴艽蛉爰庸痰幕觽?cè)壁土體中，通過管內(nèi)注入水泥漿液，使其內(nèi)固段深固于滑移面之外的土體內(nèi)部，外固端同噴網(wǎng)面層聯(lián)為一體形成的支護結(jié)構(gòu)。由于其施工簡便、快速及時、隨挖隨支、挖完支完等特點，在軟土地區(qū)的一些深基坑圍護中應(yīng)用了土釘墻技術(shù)。

1.工程概況

某工程需要開挖約6m基坑，工程自然地坪標(biāo)高為8.9m，坑底標(biāo)高為2.94 m。該工程四周場地狹小，不能直接放坡開挖，需要進行基坑支護。經(jīng)驗算，水泥攪拌樁、松木樁不能滿足抵抗土體壓力的要求，若采用沉管灌注樁和攪拌樁相結(jié)合的方案，不但工期長，而且造價相對較高，綜合比較后決定采用土釘墻支護技術(shù)。

2.主要施工方法及技術(shù)措施

施工工藝流程：測量、放線定位→開挖工作面、修整邊坡→土釘?shù)氖┕ぁ壴摻罹W(wǎng)、連系筋→噴射混凝土。

2.1 測量、放線定位。

先用測量儀器準(zhǔn)確定出水池外壁軸線位置，預(yù)留工作面，用石灰標(biāo)出開挖線。

2.2 開挖工作面、修整邊坡。

土方應(yīng)按分層、分段、對稱、均衡的原則進行開挖，每層土方開挖高度應(yīng)小于1.5m，邊坡預(yù)留15～20cm，厚土層用人工開挖并修整坡面后進行土釘支護。

圖1 土釘豎向布置示意

2.3 錨桿（土釘）施工方法的確定

根據(jù)設(shè)計圖紙，土釘墻的錨桿所處的土層為填土層和粉質(zhì)粘土層，且多處于粉質(zhì)粘土層。錨桿所處土層低于地下水位，由此可選定錨桿的成孔工藝宜采用水作業(yè)鉆進法。水作業(yè)鉆進法：施工時在鉆桿外設(shè)有套管，鉆出的泥渣用水沖刷出孔。本方法的優(yōu)點：成孔過程中的鉆進、出渣、清孔等工序一次完成，可防止塌孔，不留殘土，適合用于各種軟硬土層，特別適合于有地下水或土的含水率大及有流砂的土層。缺點是施工現(xiàn)場積水較多，因此在施工過程中應(yīng)做好排水工作。

2.4 拉桿安設(shè)

本工程使用φ28鋼筋作為拉桿，拉桿應(yīng)由專人制作，要求順直。鉆完后應(yīng)盡快地安設(shè)拉桿，以防止鉆孔坍塌。拉桿使用前要除銹，鋼筋如涂有油脂，在其錨固段要仔細加以清除，以免影響與錨固體的粘結(jié)。拉桿焊接采用兩根幫條焊接，幫條長度不小于4d（d—拉桿鋼筋直徑），一般焊縫高不小于7～8mm，焊縫寬不小于16mm。孔口附近拉桿鋼筋事先涂一層防銹漆，并用兩層瀝青玻璃布包扎做好防銹層。為將拉桿安置于鉆孔的中心，防止非錨固段產(chǎn)生過大的撓度和插入孔時不攪動孔壁，并保證拉桿有足夠厚度的水泥漿保護層，通常在拉桿表面設(shè)置定位器。定位器的間距，在錨固段為2m左右，在非錨固段多為4～5m。插入拉桿時應(yīng)將灌漿管與拉桿綁在一起同時插入孔內(nèi)，放至距孔底保持50cm。通常要求清孔后，立即插入拉桿，插入時將拉桿有定位支架的一面向下方，在插入鋼筋拉桿后將套管拔出。如用鑿巖機鑿孔，則要在灌完漿后才插入鋼筋拉桿。為保證非錨固段錨桿可以自由伸長，可采取在錨固段與非錨固段之間設(shè)置堵漿器，或在錨桿的非錨固段處不灌注水泥漿，采用干砂、碎石或低強度等級混凝土；或在每根錨桿的自由端套一根空心塑料管；或在錨桿的全長上都灌注水泥漿，但在非錨固段的錨桿上涂上潤滑油脂等，以保證在該段自由變形，并保證錨桿的承載力不降低。以上各種做法可根據(jù)施工具體條件采用。在灌漿前將鉆管口封閉，接上壓漿管，即可進行注漿，澆注錨固體。

2.5 灌漿

（1）灌漿是土層錨桿施工中的一道關(guān)鍵工序，必須認(rèn)真進行，并做好記錄。

（2）灌漿材料用純水泥漿，水泥采用425號普通水泥，水灰比為0.4～0.45，以適合泵送要求。為防止?jié)B水、干縮為降低水灰比，在砂漿中摻加0.3%的木質(zhì)素磺酸鈣。水泥漿液的抗壓強度應(yīng)大于25MPa，塑性流動時間應(yīng)在22秒以內(nèi)，可用時間應(yīng)為30～60分鐘。為加快凝固，提高早期強度，可摻速凝劑，但使用時要拌均勻，整個澆注過程限在4分鐘內(nèi)結(jié)束。

（3）灌漿方法采用一次灌漿法，即用壓力泵將水泥漿經(jīng)膠管（或用1根d=30mm左右的鋼管作灌漿管）壓入拉桿管內(nèi)，再由拉桿管端注入錨孔，管端保持高于底150mm，灌注壓力一般為0.4MPa左右。隨著水泥漿的灌入，應(yīng)逐步將灌漿管向外拔出直至孔口，在拔管過程中應(yīng)保證管口始終埋在水泥漿內(nèi)。壓力不宜過大，以免吹散漿液。待漿液回流到孔口時，用水泥袋紙塞入孔內(nèi)，再用濕粘土封堵孔口，并嚴(yán)密搗實，再以0.4～0.6MPa的壓力進行補灌，穩(wěn)壓數(shù)分鐘即告完成。

2.6 綁扎鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)片規(guī)格一般為φ8@200，雙向布置，為加強面層與土釘協(xié)調(diào)受力，使鋼筋網(wǎng)牢固在邊壁上，增加φ14mm的連系筋，焊成井字形，將土釘與井字架焊牢，接頭部分要預(yù)留一定的搭接長度（圖2），錨桿端部、連系筋、三角筋應(yīng)互相焊牢（圖3）。

圖2 鋼筋網(wǎng)片平展示意

圖3 錨桿鎖定示意

2.7 噴射混凝土

在做好土釘（錨桿）和綁扎好鋼筋網(wǎng)后，為防止土體松弛和崩解，應(yīng)立即進行面層噴射混凝土的施工。噴射混凝土的射距在0.8～1.5m范圍內(nèi)，從底部逐漸向上部噴射，射流方向一般應(yīng)垂直噴射面。該工程采用C20混凝土，噴射混凝土的水泥含量不宜低于400kg/立方米，最大骨料尺寸不宜大于15mm。在施工搭接處應(yīng)清除雜質(zhì)，在噴射前用水潤濕，確保噴射混凝土搭接良好，保證噴射混凝土質(zhì)量，不發(fā)生滲水現(xiàn)象。

3.施工監(jiān)測

根據(jù)本基坑工程的情況和特點，監(jiān)測內(nèi)容主要有以下幾個方面：（1）支護體縱向位移監(jiān)測；（2）基坑周邊水平位移監(jiān)測；（3）基坑周邊沉降觀測；（4）基坑周邊臨近建筑物沉降變形觀測；（5）土釘抗拔試驗及土釘應(yīng)力分布測試。

3.1 基坑監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)

表1 基坑監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)

3.2 試驗土釘抗拔力測試

土釘抗拔力試驗應(yīng)在錨固體強度達到設(shè)計強度的80%以上，且不低于15MPa方可進行。對試驗土釘?shù)目拱瘟Π礃O限抗拔力測試，采用YCW100油壓穿心千斤頂進行張拉測試，試驗前應(yīng)對張拉設(shè)備標(biāo)定，并需特制穩(wěn)定的支座平臺。土釘極限設(shè)計拉力為150KN，最大試驗荷載不應(yīng)超過錨筋A(yù)fptk的0.8倍。每級加荷等級與觀測時間見下表2：

表2 加荷等級觀測時間表

3.3 土釘應(yīng)力分布測試

土釘?shù)膽?yīng)力分布可采用鋼筋應(yīng)力計測試，在試驗土釘中選取2根進行沿長度應(yīng)力分布測試，在土釘主筋上每間隔2m焊接1個鋼筋應(yīng)力計，用導(dǎo)線引出，在基坑開挖或試驗土釘張拉時同步觀測。

4.小結(jié)

基坑邊坡挖開后，應(yīng)及時進行支護，縮短基坑邊坡暴露時間。土釘按照設(shè)計要求制作，土釘成孔時，控制土釘水平、垂直間距誤差為10cm，土釘角度誤差為50。工程竣工后，經(jīng)過相關(guān)部門以及專業(yè)技術(shù)人員的審核，均已經(jīng)合格。同時工程的順利竣工，使土釘墻在大型水池基坑支護的應(yīng)用技術(shù)得到了進一步的推廣和更新。