談土釘墻技術在公路深基坑中的應用

沈 偉

(河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450000)

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談土釘墻技術在公路深基坑中的應用

沈 偉

(河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450000)

介紹了土釘墻技術的原理及適用范圍，論述了土釘墻技術在公路深基坑中的施工工藝流程，總結了土釘墻施工的注意事項，指出土釘墻施工周期短、成本低、工藝簡便等特點，應用前景廣闊。

公路，土釘墻，深基坑，支護

1 土釘墻技術概述

1.1 土釘墻技術特點以及工作原理

土釘墻支護技術是針對原位土進行有效加固的一種新型技術，其主要包括原位土、插入原位土中的土釘和噴射混凝土層[1]。該技術主要利用原位土體自然穩定的能力，并能有效提升邊坡土抗傾覆、抗變形以及抗滑移能力，這樣可以有效減小土體側向的變形程度，并可有效保證整體結構穩定性。與其他深基坑抗邊坡技術相比，這種技術具有施工周期相對較短、施工簡便以及施工成本低等特點。該技術工作原理大致包括以下4個方面：首先是土釘對復合型土體的骨架箍束作用；其次是土釘分別承擔相關載荷；接下來土釘承受應力過程可實現應力傳遞以及擴散；最后土釘對土層的約束作用。

1.2 土釘墻技術應用現狀和適用范圍

我國公路施工技術的快速發展，使得土釘墻技術在公路深基坑施工方面的應用相對廣泛。但現階段，與世界先進水平相比，我國土釘墻技術以及相關設備的開發能力仍具有一定的差距。當前很多發達國家已將土釘墻技術廣泛應用在公路施工過程中，如英國、美國和法國等。我國土釘墻技術研發起步相對較晚，隨著國家經濟的快速發展，人們對公路施工的質量要求相對嚴格，其需要依據良好的交通環境從而獲得較多經濟效益。目前我國土釘墻技術實際應用已初具規模，其主要應用在地下連續墻、鋼筋混凝土灌注樁和錨桿擋墻等方面。這種技術的適用范圍:建筑物高度小于15 m的基坑和邊坡施工。實際應用階段，其適用高度為6 m～11 m，而斜面坡度需控制在60°～90°區間內。

2 土釘墻技術在公路深基坑施工階段的具體應用

2.1 制定具體支護方案

土釘墻技術主要用于公路深基坑支護，首先技術人員需要依據施工現場的實際情況制定具體的施工方案。一般來說，土釘墻技術實際應用過程中，深基坑內部不能存在支撐物，所以傳統排樁中加設鋼管實施墻體支護的方法不能應用在深基坑支護作業。這是因為實際施工過程中，施工人員應保證邊溝損害程度相對較低，所以不可采用上述方法進行墻體支護。因此通過對整體施工過程、水平支撐以及打樁損害程度等方面的綜合考慮，并且兼顧支護完成后深基坑穩定性和安全性，土釘墻技術已成為深基坑支護較為合適的施工方法。

2.2 土釘墻技術具體工藝流程

土釘墻技術采用的土釘細部結構如圖1所示，其具體工藝流程主要分為以下6道工序：

1)土料開挖。土料開挖作業階段，由于很多深基坑工程差異性較大，施工人員采用分層施工方式。為了保障開挖作業操作穩定性，實際施工階段，施工人員應對開挖深度和高度實施自主選擇設計[2]。這是因為實際開挖過程分為若干個工作層面進行具體施工，而各個工作層面的挖掘深度各不相同。一般來說，第一層深度為3 m，第二層開挖深度小于第一層深度，其通常為2.4 m。

2)鉆孔。根據現場具體情況，施工人員選擇潛孔鉆成孔或跟管鉆進設備成孔等方式，實際作業前，施工人員根據相關設計選定合適的孔位，并做出相應標記，同時還要檢驗鉆桿角度位置，從而保證鉆桿水平方向誤差在±50 mm范圍內，而垂直方向誤差在±100 mm以內。作業過程中，施工人員應當控制鉆進速度，從而防止出現卡鉆問題。同時還要將土完全倒出后才能進行拔鉆桿，這樣可以減少孔內虛土，并且還可提升鉆進效率。

3)錨桿加工和下放。通常錨桿主要作為土釘桿體，其使用套管進行連接，并在沿桿體軸線方向間距1.5 m設置居中支架，這些支架需將一定尺寸的鋼筋彎成弧形，再與土釘進行連接。當完成鉆孔作業后，施工人員應及時安裝已制作好的錨桿，而實際下放作業前，技術人員應對錨桿組裝質量進行嚴格檢測，保證其相關參數符合設計要求，尤其需要檢查桿體是否出現扭曲變形的情況，如出現這種情況則需要及時進行更換。

4)注漿。通常施工人員使用注漿機進行壓注水泥漿，水泥漿的水灰比大致為1∶1，孔口注漿壓力為0.5 MPa～1.0 MPa。如施工區域的地下水相對較大時，通常使用水泥—水玻璃漿液，水泥漿和水玻璃體積比為1∶0.5，水玻璃為35Be′。通常上述參數需根據現場實際情況進行適度調整。一般來說，注漿作業階段，施工人員應將注漿管插入孔底100 mm～150 mm，而注漿泵壓力則應在0.5 MPa～0.8 MPa范圍內，這樣可使得漿液通過注漿管緩慢注入到孔底，當水泥漿液液面升至孔口時，采取穩壓注入3 min～5 min后停止注漿并進行封堵孔口，如出現漿液硬化但沒能注滿錨固體時,需要進行適當補漿。實際注漿過程中，施工人員需要對漿液進行循環攪拌，并且保證隨攪隨用，通常循環攪拌漿液時間需大于2 min，同時要求漿液在初凝前必須全部用完。

5)鋪設鋼筋網。通常土釘墻技術使用鋼筋網，其網格為20 cm×20 cm網片，再由人工進行安裝。實際安裝過程中，施工人員需要將鋼筋網片點焊在土釘桿體上，一般來說，網片應貼近坡面進行鋪設，而鋼筋網貼近巖面一側需保留2 cm～3 cm的保護層。

6)噴射混凝土。通常噴射混凝土作業主要使用混凝土濕噴機，其基本作用原理為濕噴工藝。而噴射混凝土的作業順序為：前

期準備→施噴面處理→攪拌→裝運→加速凝劑→材料和設備配置以及現場施噴等[3]。噴射混凝土作業要點為:土料開挖作業完成后，施工人員需要對巖面進行初噴混凝土，這樣可以有效避免巖體出現松弛情況。噴射作業前，施工人員還需設置控制噴鹼厚度標識，對危石以及巖面進行檢查，當受噴面出現涌水和淋水等情況時，還需做好相應的引排水工作。通常噴射機需安裝在較為安全的區域，如設置在不良地質地段，則需要專門人員對坡面變化情況進行實時監控。一般來說，混凝土噴射壓力應在0.10 MPa～0.12 MPa范圍內，并且首次噴射的混凝土達到初凝后，才可進行下一層的噴射，而首次噴射混凝土厚度需超過50 mm。實際作業階段，施工人員需嚴格依據設計參數以及施工規范，選用合適的噴射混凝土配比以及噴射方法，而新噴射混凝土終凝2 h后，施工人員應進行灑水養護。

3 土釘墻技術在深基坑施工中的注意事項

1)分區分層、邊挖邊護。通常深基坑開挖作業階段，施工人員不能一次開挖過深，同時也不能一次性開挖面積過大，其需要采用分區分層開挖方式，并且還需控制開挖深度保持在1.2 m～2.0 m范圍內。施工人員進行開挖作業的同時，其可同步進行土釘墻作業，這樣可以避免坑壁出現一定程度的變形，從而降低坑體發生坍塌概率。2)及時排水、禁止堆載。一般來說，地表水以及地下水都會使得土釘出現失效情況，進而導致邊坡穩定性降低，因此深基坑開挖作業前，施工人員需要做好地面排水設施，這樣可以有效避免地表水對邊坡的侵蝕，并能防止其流入基坑。當出現地下水位超出基底的情況時，施工人員需提前采用相應的降水措施，只有將地下水位降低至基底以下，才可進行相應的深基坑開挖作業，同時基坑內的滲水以及雨水均需及時進行引排。尤其需要注意的是深基坑周邊禁止堆載，機械車輛需與深基坑開口線保持5 m以上的距離，這樣可以有效防止堆載過多導致邊坡穩定被破壞的問題。3)保證相關數據監測。深基坑開挖作業前，技術人員需在深基坑周圍布設一定數量的觀測點，并根據設計規范以及相關標準測量原始數據。同時深基坑開挖以及土釘墻技術應用過程中，需要安排專門技術人員對基坑邊沿的沉降以及位移進行實時監控，如出現變形程度超過警戒值時，技術人員應及時進行預警，并將相關信息反饋給上級相關部門。

4 結語

土釘墻技術作為一種經濟性高、效果好的公路深基坑支護技術，其已在我國得到一定程度應用，這種技術需要施工人員做好各個作業環節的質量監督工作，這樣才能有效保障公路深基坑支護施工質量，從而促進土釘墻技術在我國范圍內的大范圍推廣。

[1] 溫艷芳,寧連旺.復合土釘墻深基坑支護技術經濟研究[J].混凝土與水泥制品,2013(9)：39-42.

[2] 李永濤,張志增,李仲奎,等.地下洞室不同開挖方案的對比分析[J].中原工學院學報,2014(6)：158-160.

[3] 李建軍.高速公路隧道濕噴高性能混凝土應用技術研究[J].公路交通科技(應用技術版),2016(1)：119.

On application of nailing wall technique in deep foundation pits in roads

Shen Wei

(HenanFirstHydraulicEngineeringBureau,Zhengzhou450000,China)

The paper introduces the principle for the nailing wall technique and its applied scopes, indicates its construction craft procedure in the deep foundation pits of roads, sums up the precautions in the nailing wall construction, and points out its features with short construction periods, lower cost, and simple crafts, so it has broader application future.

road, nailing wall, deep foundation pit, support

1009-6825(2016)13-0148-02

2016-02-23

沈 偉(1966- )，男，高級工程師

U416.1

A