鑄誠(chéng)大廈工程土釘支護(hù)技術(shù)

金 志 強(qiáng)

(同煤集團(tuán)宏遠(yuǎn)工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

鑄誠(chéng)大廈工程土釘支護(hù)技術(shù)

金 志 強(qiáng)

(同煤集團(tuán)宏遠(yuǎn)工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

在分析某項(xiàng)工程背景概況的基礎(chǔ)上，對(duì)土釘支護(hù)施工工藝進(jìn)行了論述與探討，并研究了施工與設(shè)計(jì)中存在的問題及其相應(yīng)的解決措施，對(duì)土釘支護(hù)技術(shù)的完善與發(fā)展有重要意義。

土釘支護(hù)，深基坑，注漿，位移

1 工程概況

本工程建筑面積10.5萬(wàn)m2，地下3層，地上25層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基坑開挖深度為15.5 m。本工程場(chǎng)地基本平坦，地表以下土層分布為：雜填土2.5 m，粉質(zhì)砂土3 m，中細(xì)砂層3.1 m，卵石、圓礫層4 m，粉質(zhì)粘土層2.8 m。根據(jù)勘察報(bào)告場(chǎng)區(qū)內(nèi)共有兩層地下水：即滯水層和潛水層。上層滯水埋深3.5 m來源廣泛且水量較大，下層潛水埋深25 m位于槽底之下不會(huì)給建筑物帶來影響。

2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探資料顯示的地質(zhì)情況，結(jié)合基底的設(shè)計(jì)標(biāo)高，基坑四周共設(shè)置12排土釘呈梅花形布置，用錨桿鉆機(jī)成孔，俯角6°～8°，如圖1所示。其中，M1為掛網(wǎng)擊入式土釘(不注漿)，長(zhǎng)度8 m，距地表0.6 m，M2為鋼筋管注漿土釘，長(zhǎng)度8 m，距地表1.3 m，M3～M12為鋼筋鉆孔注漿土釘，排距1.2 m，行距1.5 m。M2鋼管注漿土釘用∮48鋼管制作，一端制成尖狀，管壁呈梅花形開設(shè)10 mm～15 mm小孔。如遇流塑狀淤泥層及流砂層時(shí)，用普通風(fēng)鎬將鋼管土釘植入土層內(nèi)。土質(zhì)較硬時(shí)可直接擊入。用錨桿的注漿方法注漿，注漿壓力0.6 MPa～0.8 MPa。鋼筋土釘采用直徑為25 mm～28 mm 20MnSi螺紋鋼筋制作。基坑邊壁掛網(wǎng)噴漿支護(hù)，掛網(wǎng)鋼筋分布為∮8@200×200，行和排土釘用2根∮16 mm螺紋鋼筋焊接連接，混凝土強(qiáng)度C20，噴射厚度15 cm。

3 地下構(gòu)筑物和管線處理

該工程南部遇到原有房屋基礎(chǔ)，北部遇到人防工事。對(duì)于房屋基礎(chǔ)在鉆孔時(shí)避開，在其下方地基中將水平土釘加長(zhǎng)加密，增壓注漿，加大基礎(chǔ)剛度，防止不均勻沉降。在人防工事處，做穿墻土釘，保證有足夠的錨固力。對(duì)于上下水管道的位置，根據(jù)提供的地下管網(wǎng)布置圖人工作業(yè)小心查明，改變鉆孔方向越過。下水管道作業(yè)形成的上方裂隙區(qū)，采用分段注漿方法保證足夠的錨固力，同時(shí)防止沿裂隙串漿造成相鄰錨孔堵塞。分段注漿時(shí)，止?jié){塞放置在鉆孔中部，并增加速凝劑用量，必要時(shí)加入化學(xué)漿液縮短凝結(jié)時(shí)間以減少跑漿。

在所有管線電纜地段，都提高了邊坡支護(hù)參數(shù)，并增加了噴射混凝土面層剛度，防止產(chǎn)生過大位移造成管線斷裂。如發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn)應(yīng)及時(shí)封堵，防止過量滲漏減弱土體強(qiáng)度。

4 支護(hù)施工

1)按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求分層開挖，順序施工，上層作業(yè)面的土釘和噴射混凝土未完成之前，不得進(jìn)行下一層的開挖作業(yè)。為防止邊坡坍塌，基坑邊壁宜采用小型挖掘機(jī)或人工機(jī)具清坡，以保證坡角符合設(shè)計(jì)要求，并不得在邊坡范圍內(nèi)積水。2)對(duì)修整后的基坑邊壁立即噴上一層薄的砂漿或混凝土(一般為50 mm)，待凝結(jié)后再按設(shè)計(jì)要求成孔，孔徑150 mm。造孔過程中，每2 m～4 m為一段用高壓空氣分段吹孔，將孔中的殘土、泥漿等清理干凈。3)土釘鋼筋植入孔中前，先安裝對(duì)中定位支架，保證鋼筋的中心位置，支架沿釘長(zhǎng)間距宜控制在2 m左右，支架的構(gòu)造不應(yīng)妨礙漿液的自由流出，支架材料最好采用金屬材料。錨桿送入孔中，隨即進(jìn)行壓力注漿，注漿時(shí)采用重力、低壓的方法注漿，通常壓力控制在0.5 MPa，注滿后保持5 min。注漿用的水泥砂漿水灰比不宜超過0.5，并宜加入適宜的外加劑以促進(jìn)早凝和控制泌水。4)制作鋼筋網(wǎng)時(shí)，鋼筋網(wǎng)在每邊的搭接長(zhǎng)度不小于一個(gè)網(wǎng)格邊長(zhǎng)，用扎絲固定。焊接時(shí)則焊長(zhǎng)不小于網(wǎng)筋的10倍。面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)應(yīng)牢固固定在邊壁上，在混凝土噴射時(shí)應(yīng)不出現(xiàn)振動(dòng)。5)終噴混凝土，射距控制在1 m～1.5 m的范圍內(nèi)，采用由下而上的施工順序，在鋼筋部位應(yīng)先噴鋼筋的后面再噴前面，防止出現(xiàn)空隙。此外為保證噴射混凝土的厚度，在邊壁面上垂直打入較短鋼筋作標(biāo)志。噴射混凝土完成后采用連續(xù)噴水、覆蓋草簾澆水等養(yǎng)護(hù)措施，以保證達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度。

5 排水措施

在距基坑四周1.5 m處設(shè)置排水溝，基坑邊處應(yīng)高于排水溝呈斜坡狀，防止雨水倒流入基坑中。噴射混凝土?xí)r應(yīng)預(yù)先埋入導(dǎo)水管，以排出基坑四壁的地下水，同時(shí)在降水井的外圍做好回灌井，保證土體穩(wěn)定。在基坑底部也要設(shè)置排水明溝統(tǒng)一流向集中清排。基坑底部噴射混凝土面層應(yīng)插入槽底200 mm以上。

6 位移和地面沉降觀測(cè)

由于本工程深基坑開挖采用大降水方案，抽水過程中由于承壓水壓力的下降，就會(huì)產(chǎn)生地面沉降。根據(jù)本地區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)，經(jīng)計(jì)算承壓水水頭每降低1 m，地面沉降量為1.2 mm，因此只需控制住水位的降深并且及時(shí)回灌，就可以把握地面及坑壁的垂直沉降量。水平監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在基坑四壁共計(jì)20個(gè)點(diǎn)，用收斂計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)表明，邊坡的垂直沉降與水平位移，開挖后的前3個(gè)月最大，3個(gè)月后沉降和位移的速率明顯變緩，6個(gè)月后趨于穩(wěn)定。

7 施工與設(shè)計(jì)中的問題處理與討論

1)對(duì)于重要工程和不良土層中的工程施工應(yīng)盡可能的進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)測(cè)，并與理論分析結(jié)合起來，當(dāng)支護(hù)有地下水作用時(shí)，必須考慮水的側(cè)向壓力的存在。2)土釘支護(hù)技術(shù)不僅可用于深基坑邊坡加固，作為臨時(shí)支護(hù)使用外；還可以在公路、鐵路、隧道、礦山等的工程施工中作為一種性能可靠的永久擋土結(jié)構(gòu)。3)土釘支護(hù)在地下水的作用下，其面層承受的壓力和土釘內(nèi)力均會(huì)顯著增加，尤其是粘土的抗剪能力及其與土釘之間的界面粘結(jié)能力與含水量有非常大的關(guān)系，浸泡后的土釘抗拔能力急劇降低。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮支護(hù)在施工和使用階段中可能遇到的地下水位變化和土體含水量的變化，并且要設(shè)置內(nèi)部排水系統(tǒng)。針對(duì)在施工中出現(xiàn)的問題，及時(shí)提供有效數(shù)據(jù)和變化信息，對(duì)施工的順利進(jìn)行非常重要。4)土釘支護(hù)臨近被破壞前，土釘?shù)目箯澞芰Φ靡员憩F(xiàn)出來，它可以使整個(gè)破壞過程趨于更有延展性，因此施工中使用脆性大的鋼筋做土釘不是很有利。5)施工中發(fā)現(xiàn)土釘對(duì)中支架陷入淤泥孔壁中，在對(duì)中支架上焊上一塊鐵皮，使其不會(huì)陷入泥中，很好的保證了土釘處于孔的中央。6)鋼筋網(wǎng)與土釘頭應(yīng)及時(shí)焊接，否則由于鋼筋混凝土的自重有可能造成邊坡裂縫，甚至?xí)刑奈ｋU(xiǎn)。

8 結(jié)語(yǔ)

施工實(shí)踐證明，采用土釘網(wǎng)噴支護(hù)是經(jīng)濟(jì)合理的。從土釘?shù)墓ぷ鳈C(jī)理來看，土釘和噴層各自起著兩種截然不同的支承作用，土釘約束著坑壁的變形，維持著坑壁的穩(wěn)定，而噴層則以封閉土層、防止砂層脫水，以及射入砂層空隙而起膠結(jié)加固作用為目的。土釘和網(wǎng)噴真正組成共同承載結(jié)構(gòu)，對(duì)提高邊坡穩(wěn)定起決定性作用。土釘支護(hù)技術(shù)在我國(guó)已成為一種相當(dāng)成熟的深基坑支護(hù)技術(shù)，并得到迅速推廣和應(yīng)用，相信在今后的工程實(shí)踐中，經(jīng)過探索與發(fā)展，使該技術(shù)能夠不斷的完善和創(chuàng)新。

[1] 蔣國(guó)盛,李紅民.基坑工程[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2000.

[2] 劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.

[3] 高兵勇，謝 驍，鄔俊峰.談某大型深基坑地護(hù)設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2014，40(3)：85-87.

The soil nailing technology of Zhucheng building engineering

Jin Zhiqiang

(DatongCoalMineGroupHongyuanEngineeringConstructionLimitedLiabilityCompany,Datong037003,China)

Based on analyzing the background of a project general situation, this paper discussed the soil nailing construction process, and researched the existing problems and corresponding solutions in construction and design, had vital significance to the improvement and development of soil nailing technology.

soil nailing, deep foundation pit, grouting, displacement

2015-01-21

金志強(qiáng)(1972- )，男，工程師

1009-6825(2015)10-0069-02

TU463

A