復合土釘墻支護在基坑中的應用研究

馬松亭

摘 要： 伴隨現代化建設水平的不斷提升，土木工程領域建設持續推進，建筑高度不斷增加，基坑開挖深度越來越大，施工難度也隨之增加。因我國地域遼闊，地質情況復雜，因場地、自然環境等因素的影響，基坑工程事故時常發生，從而產生嚴重的經濟損失。復合土釘墻支護技術的應用，可縮小基坑側壁位移量，從而制約由土體滑動而產生的破壞情況，保證基坑工程的安全性。本文在全面了解復合土釘墻作用機理的基礎上，結合某建筑基坑工程，對復合土釘墻施工方案、施工工藝進行了分析與探究，以期全面提升工程質量。

關鍵詞： 復合土釘墻;基坑支護;作用機理

在經濟社會迅速發展的今天，投資建設規模越來越大。我國建筑行業發展快速，特別是近年來，超高層建筑建設在各地開展廣泛。因上部建筑荷載水平的不斷提升，對基坑建設提出了更高的要求，選用復合土釘墻支護技術可有效提升基坑穩定性，且能夠對沉降量進行有效控制，具有良好經濟性。

一、復合土釘墻的作用機理

復合土釘墻是指有機結合土釘墻和一種或多種單項支護技術的一種復合支護體系，土釘、預應力錨桿、原位土體等是構成復合土釘墻的主要成分。土釘墻支護技術的主要構成要素為被加固土體、土釘與噴射混凝土面層等，其主要在基坑支護工程中使用。新型復合土釘墻技術能夠有機結合土釘墻與其他支護技術，通過多種組合方式，可構成性能更好的支護體系，從而對土釘墻支護的應用范圍進行有效擴展。相比其他支護技術，復合土釘墻支護更具優勢，其優點為機動靈活、成本低、施工周期短、安全性強，且具有廣泛的適用性。為此，在基坑施工中得到了廣泛的應用。

二、工程概況

某工業建筑工程基坑開挖深度為12～16.3m之間，52m為基坑南北向整體寬度，230m為縱向整體長度。基坑防護工程屬于臨時性安全措施，要滿足安全設計標準，使用周期在半年之內。因施工現場開挖深度在10m以上，按照51°角斜率分析，-13.5m為地下水位，可同步進行降水與開槽施工，因在第二步臺處設置降水井，降水效果良好。當開挖邊坡上部南側后，需預留物料通道或鋼筋加工場地，寬度為8m，且將2臺塔吊搭設到南側，基于經濟性原則，為降低工程造價，合理控制投資，經商議，決定選用預應力錨索土釘墻支護結構，該施工工藝的應更為合理、可行。

三、基坑支護方案

按照工程設計要求，本工程選用預應力錨索土釘墻支護結構，土釘水平間距為1.7m、豎向間距為1.5m，成孔直徑為0.1m，水平面和土釘間的夾角為15°，選用1860MPa鋼絞線作為預應力錨索材料，1.5m為其水平間距，且將槽鋼18B的鋼腰梁設置到錨索位置。

土釘成孔將鋼筋放入后，即可將強度在M15以上的硅酸鹽水泥灌入，此混合料的水灰比為0.45.選用縱、橫兩個方向的鋼筋網片進行施工，且將橫向加強筋設置到各層土釘位置。

根據施工要求，選用C20噴射混凝土用于土釘墻面層，厚度控制在80mm以上，寬度應控制在1.5m以上。在發揮預應力錨索作用前，一般基坑水平、垂直位移變化幅度較大，在充分發揮應力錨索作用后，則變化幅度將有所降低。待完成預應力錨索復合土釘墻支護作業后，可有效提升基坑穩定性，保證施工質量。

四、復合土釘墻施工工藝

1、土釘墻施工流程

（1）修坡。通常選用機械挖土法開挖基坑，根據工程實際情況，決定預留一個寬度進行人工修坡，寬度為25cm，在土方施工時，還需預留機械操作面，為8～10m寬。

（2）編扎鋼筋網。按照設計要求，在20mm以上控制鋼筋網片混凝土層厚度，且根據順序綁扎鋼筋網，一般隨開挖分層進行編網。要確保鋼筋網片具有良好整體性與穩定性，保證能夠均勻傳力，按400mm以上設置豎向鋼筋搭接長度，選用硬質材料將鋼筋網片和坡面之間墊起。

（3）土釘制作與安放。通過機械法成孔，在孔中心布設各個土釘位置，順著橫向進行鋼筋固定專用架的設置，合理控制支架高度。

（4）注漿。砂漿質量不僅會影響注漿后錨桿緊固情況，還會對土釘作用效果造成嚴重制約。為此，必須嚴格按照施工試驗進行注漿制作，且根據施工實際情況，選取科學、有效的措施對漿液流動性加以嚴控，保證土釘工作狀態良好。

（5）焊接土釘端部。選用焊接的方式將土釘端部連接到強筋網片上，從而保證均勻傳力。

（6）混凝土噴射。根據工程所需，本工程選用C20等級混凝土用于施工，且在0.4～0.5MPaz之間控制噴射空壓機的工作壓力，通常按照從下到上的順序不間斷地進行作業面噴射。

（7）施加預應力。隨著土體內部強度不斷增長，灌注水泥漿量將不斷增多，如標號超過80%，則可根據設計要求，不斷增加作業預緊力。

2、預應力錨索施工流程

（1）造孔與清孔。鉆進成孔時，可選用錨桿鉆機施工，按照“正、平、穩、固”的原則在鉆進施工前安裝好鉆機，鉆機過程中需做好清孔工作，一般選用沖洗液即可。如土層極易出現坍塌現象，必須加快速度成孔，特殊情況下為保護孔壁，需下放套管。

（2）錨索制作與安裝。先做錨索下料，通過砂輪切割機處理鋼絞線，不得選用電焊或氣割，避免因熱損害鋼絲，或導致鋼絲抗拉強度下降。在清孔后需及時安裝錨索，要求同時在孔內放入注漿管和錨索，同時合理控制注漿管頭部和孔底之間的距離，以100mm為準，相比設計長度，錨桿體向孔內放入的深度需控制在其95%以上，如存在排氣管，需在孔內放入錨索后，對排氣管的通暢性進行詳細檢查。當錨索放至孔底指定處即可進行下道工序施工，如為達到孔底指定處，則必須再次進行清孔、安裝，嚴禁安裝錨索后，對孔壁造成損害。

（3）錨索注漿。選用42.5普通硅酸鹽水泥作為桿體注漿水泥，在0.45～0.5之間合理控制水灰比，并根據實際情況，適量摻加早強劑。

（4）張拉鎖定。在分段分區混凝土樁頂聯系梁后張拉預應力錨索，并保證錨體強度符合設計要求。

（5）封錨。完成張拉作業后，由錨具量起需預留50～100mm鋼絞線，如有多余，則應通過切割機去除。但也不能預留鋼絞線過短，避免向孔內滑入。隨后通過防銹涂料進行涂刷，并通過C20混凝土澆筑、封閉錨頭。

五、結束語

綜上所述，自改革開放以來，我國經濟社會發展迅速，地面建筑越來越高，樓高基深，為確保地下施工與基坑周圍建筑物的安全，特別是在開挖受限的條件下，如何保證基坑安全顯得尤為重要。深基坑支護是確保基坑施工安全的主要措施，在大量基坑支護方式中，復合土釘墻支護因其施工便捷、造價低，且具有廣泛適應性得到了人們的普遍關注。本文結合具體案例，合理確定了施工方案，選用土釘墻+預應力錨索的方式進行基坑支護施工，從而有效提升工程質量，保證基坑穩定性。

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