幾種復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用

崔 浩

(西安思源學(xué)院城建學(xué)院，陜西 西安 710038)

幾種復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用

崔 浩

(西安思源學(xué)院城建學(xué)院，陜西 西安 710038)

根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理，將復(fù)合土釘墻分為四種類(lèi)型，并針對(duì)四種復(fù)合土釘墻的優(yōu)缺點(diǎn)以及施工方法進(jìn)行了詳細(xì)的論述，指出復(fù)合土釘墻具有安全、低廉、工期短、使用范圍廣等特點(diǎn)。

支護(hù)結(jié)構(gòu)，復(fù)合土釘墻，施工工法，深基坑

0 引言

隨著國(guó)家城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展，越來(lái)越多的高層建筑基坑開(kāi)挖深度超過(guò)5 m，深度超過(guò)5 m的基坑屬于深基坑，深基坑的支護(hù)也越來(lái)越受到人們的重視。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)深基坑的支護(hù)方式多分為四種：板樁支護(hù)、水泥土擋墻支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、單一土釘墻支護(hù)。其中單一土釘墻支護(hù)相對(duì)傳統(tǒng)，本文提出改進(jìn)技術(shù)——復(fù)合土釘墻支護(hù)，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)

1.1 復(fù)合土釘墻

復(fù)合土釘墻在單一土釘墻基礎(chǔ)上，將土釘墻與水泥土攪拌樁、微型樁、預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合起來(lái)，根據(jù)具體施工環(huán)境，形成復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了一般土釘墻多使用在較淺基坑，大大擴(kuò)展了土釘墻技術(shù)在深基坑的應(yīng)用。同時(shí)復(fù)合土釘墻具有安全、低廉、短工期、使用范圍廣等特點(diǎn)。另外施工作業(yè)空間不大，可用于各種工程環(huán)境。

1.2 復(fù)合土釘墻的分類(lèi)

支護(hù)結(jié)構(gòu)按其工作機(jī)理和圍護(hù)墻的形式分為下列類(lèi)型[1]：1)土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體；2)土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體；3)土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體；4)土釘墻+防滲帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體。

2 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)

2.1 土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體

1)支護(hù)原理。由于地下水以及地表雨水常引起基坑周?chē)ㄖ荩瓠h(huán)境破壞，常常采用隔水的防滲帷幕。防滲帷幕兼具防水和擋土，防滲帷幕可采用注漿和高壓注漿形成[2]。其中水泥土攪拌樁相對(duì)高壓旋噴樁止水性好，成本低。通常帶防滲帷幕的土釘墻穩(wěn)定性差，特別在基坑周?chē)兄匾ㄖ飼r(shí)，需施加預(yù)應(yīng)力錨桿增加穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力錨桿材料可采用鋼絞線、鋼筋和鋼管。錨桿尾部必須緊貼噴射混凝土面層，可設(shè)置承壓板和噴射混凝土連梁。錨定板或連梁通過(guò)計(jì)算確定，保證足夠的強(qiáng)度和剛度，將錨固力有效地傳遞到面層或土層中[3]。

2)優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。該復(fù)合土釘墻技術(shù)工法簡(jiǎn)單，使用范圍廣。通常根據(jù)基坑深度、工程地質(zhì)環(huán)境，計(jì)算選擇設(shè)計(jì)參數(shù)[4]。

在基坑變形有嚴(yán)格要求以及成孔困難的土體不宜使用,特別在動(dòng)水力作用下還會(huì)引起流土。

3)施工工法及注意事項(xiàng)。防滲帷幕施工方法[5]：樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開(kāi)高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3 m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

施工過(guò)程中需控制鉆桿提升速度、水泥用量、注漿壓力。

預(yù)應(yīng)力錨桿施工方法[6]：施工準(zhǔn)備→鉆孔→錨筋制作→錨孔注漿→混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋安裝→混凝土澆筑→錨孔張拉鎖定和驗(yàn)收封錨。

當(dāng)遇到較大裂隙時(shí)可加入速凝劑。同時(shí)當(dāng)注漿壓力穩(wěn)定時(shí)，即停止注漿以便漿液飽滿(mǎn)。在高溫季節(jié)注漿用水溫度不宜過(guò)高，避免注漿管路暴露于高溫處，造成漿液加速凝固。在冬期，應(yīng)對(duì)注漿用水進(jìn)行加溫，同時(shí)可加入適量防凍劑。注漿結(jié)束應(yīng)及時(shí)清洗注漿泵及注漿管路，并應(yīng)將管內(nèi)殘留水全部放掉以防管道凍結(jié)。

2.2 土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體

1)支護(hù)原理。在土釘+預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合支護(hù)中,由于注漿體的擠壓和滲透,使得基坑邊坡土體相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)發(fā)生了改變。通常要求混凝土面層和錨桿自由段的土體應(yīng)有足夠的抗壓強(qiáng)度,使錨桿得到設(shè)計(jì)拉力[7]。

2)優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。當(dāng)?shù)貙訔l件為粘性土不透水層和基坑周?chē)试S降水時(shí)，通常不設(shè)置防滲帷幕[8]。

該支護(hù)可以有效地控制基坑變形,提高基坑邊坡的穩(wěn)定性。尤其在基坑較深、地質(zhì)和周?chē)h(huán)境復(fù)雜,有嚴(yán)格變形要求時(shí),更能見(jiàn)其優(yōu)越性。在松軟土層中[9],若錨桿拉力達(dá)不到設(shè)計(jì)值，就使得預(yù)應(yīng)力錨桿的能力沒(méi)能發(fā)揮出來(lái)。

3)施工工法及注意事項(xiàng)。預(yù)應(yīng)力錨桿施工方法[10]：施工準(zhǔn)備→鉆孔→錨筋制作→錨孔注漿→混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋安裝→混凝土澆筑→錨孔張拉鎖定和驗(yàn)收封錨。

該支護(hù)中，預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)符合下列要求：a.宜采用鋼絞線錨桿；b.防止基坑底部變形，錨桿宜設(shè)在墻體上部；為抵抗墻后土壓力時(shí)，錨桿應(yīng)布置在主動(dòng)土壓力較大處，通常墻背土層較軟弱的部位；c.錨桿拉力的反作用力不超過(guò)噴射混凝土面層抗壓強(qiáng)度；d.設(shè)自由段和錨固段，其中自由段長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)土體可能滑動(dòng)面；e.錨桿與土釘墻的噴射混凝土面層之間應(yīng)設(shè)置腰梁連接。

2.3 土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體

1)支護(hù)原理。鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力錨桿通過(guò)腰梁形成二元擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)[11]，使得該圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體抵抗基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形。鉆孔灌注樁起支擋作用、同時(shí)預(yù)應(yīng)力錨桿可以將圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的土壓力傳遞給錨桿錨固段穩(wěn)定地層。使得錨固體與土體之間的摩擦、錨桿與灌漿體的握裹力以及錨桿抗拉強(qiáng)度三者共同作用，使錨固體系穩(wěn)定。

2)優(yōu)缺點(diǎn)以及適用范圍。該支護(hù)形式多用于結(jié)構(gòu)松散、易塌孔以及容易發(fā)生流砂地層中。對(duì)基坑沒(méi)有防滲要求或地下水位較低[12],微型樁對(duì)提高土體自立性、防止邊坡滑移以及基坑突涌有益。

3)施工工法及注意事項(xiàng)。施工準(zhǔn)備→基坑邊線放樣→微型樁施工→附屬工程施工→預(yù)應(yīng)力錨桿施工→養(yǎng)護(hù)。

施工中微型樁應(yīng)符合下列要求[13]：a.針對(duì)土層特點(diǎn)和基坑周?chē)h(huán)境可選用微型鋼管樁、型鋼或灌注樁等；b.可采用預(yù)應(yīng)力錨桿；c.微型樁的參數(shù)應(yīng)根據(jù)墻面的強(qiáng)度要求確定；d.微型樁插入基坑底部的長(zhǎng)度宜大于5倍樁徑，同時(shí)不應(yīng)低于1 m；e.微型樁應(yīng)緊貼噴射混凝土面層。

2.4 土釘墻+止水帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+掛網(wǎng)噴射混凝土面層+土體

1)支護(hù)原理。該支護(hù)通過(guò)鉆孔灌注樁進(jìn)行擋土，加固土體防止變形，止水帷幕起止水和加固支護(hù)面的雙重作用。預(yù)應(yīng)力錨桿將支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的土壓力傳遞給自由端穩(wěn)定土層。對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力，使得灌漿體與土體之間的摩擦力、錨桿與灌漿體的握裹力以及錨桿自身抗拉強(qiáng)度共同作用，維持錨固體系穩(wěn)定[14]。

2)優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。適用于深基坑、嚴(yán)格變形要求、工程地質(zhì)和環(huán)境條件復(fù)雜等工程。該支護(hù)可以在多種復(fù)雜條件下施工，滿(mǎn)足整體性，滿(mǎn)足施工安全性。該支護(hù)方案價(jià)格高，施工作業(yè)錯(cuò)綜復(fù)雜。

3)施工工法及注意事項(xiàng)。施工準(zhǔn)備→基坑邊線放樣→微型樁施工→止水帷幕施工→附屬工程施工→預(yù)應(yīng)力錨桿施工→養(yǎng)護(hù)。

微型樁類(lèi)似水泥土攪拌樁,但微型樁通常間隔布置,間隔處易滲水。通常防滲帷幕形式有[15]：水泥土攪拌樁、高壓注漿、地下連續(xù)墻、微型樁等。復(fù)合土釘墻中的微型樁的間距應(yīng)滿(mǎn)足土釘墻施工時(shí)樁間土的穩(wěn)定性要求。

3 結(jié)語(yǔ)

土釘墻支護(hù)技術(shù)多采用傳統(tǒng)支護(hù)方法(噴錨支護(hù)，土釘支護(hù)，插筋補(bǔ)強(qiáng)等)，在深基坑應(yīng)用中多不能更好的滿(mǎn)足基坑穩(wěn)定性要求。深基坑支護(hù)屬于工程難題，本文粗略總結(jié)了四種復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用，而真實(shí)的反映支護(hù)效果，需要通過(guò)監(jiān)測(cè)基坑水平以及豎向位移量變形判定。

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Application of several composite soil-nailing wall support technologies in deep foundation

Cui Hao

(CollegeofCityConstruction,Xi’anSiyuanCollege,Xi’an710038,China)

The paper divides soil-nailing wall into four kinds according to support structure working mechanism, discusses their own merits and defects and construction methods, and finally points out that: composite soil-nailing wall has various features, such as safe, low cost, short construction duration and wide application scope and so on.

support structure, composite soil-nailing wall, construction method, deep foundation

1009-6825(2015)30-0074-03

2015-08-12

崔 浩(1986- )，男

TU463

A