復(fù)合土釘墻在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

張文麗

（山西一建集團(tuán)有限公司 山西太原 030012）

0 引言

土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。土釘墻的做法與礦山加固坑道用的噴錨網(wǎng)加固巖體的做法類似，故也稱為噴錨網(wǎng)加固邊坡或噴錨網(wǎng)擋墻，《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120—99）[1]正式定名為土釘墻。由天然土體通過土釘就地加固，并與噴射混凝土面板相結(jié)合，形成一個(gè)類似重力擋土墻結(jié)構(gòu)，以此來抵抗墻后的土壓力，從而保持基坑開挖面的穩(wěn)定，這種利用土體加固及土釘共同受力的土擋墻稱為復(fù)合土釘墻。復(fù)合土釘墻是針對(duì)單純土釘墻受力和支護(hù)應(yīng)用上的缺點(diǎn)，對(duì)土釘?shù)难a(bǔ)強(qiáng)和修正。近年來，高層建筑林立，已然成為城市化建設(shè)中一道亮麗的風(fēng)景線，深基坑是保證高層建筑穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，而復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在深基坑施工中應(yīng)用十分廣泛。基于此，加強(qiáng)對(duì)復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在建筑深基坑施工中應(yīng)用的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工的原理及技術(shù)特點(diǎn)

1.1 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)原理

所謂的土釘墻支護(hù)施工，主要是利用土釘支護(hù)在施工場(chǎng)地進(jìn)行土體加固施工，再利用噴射的混凝土與鋼筋網(wǎng)結(jié)合起來，形成一個(gè)有效的土釘體，和巖土體協(xié)同作用，保證了土體的整體強(qiáng)度，消除了巖土體自身強(qiáng)度弱的問題，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性；土釘本身具有一定的強(qiáng)度與剛度，通過密集的分布，與巖土體形成一個(gè)有機(jī)的復(fù)合體，不僅有效地提高了土體的整體剛度，還彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。通過相互作用、土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞的性狀，顯著提高了整體穩(wěn)定性，能夠?qū)r土體的整體變形起到良好的約束作用。同時(shí)，在巖土體與土釘摩擦力的作用下，也能對(duì)巖土體變形起到制約作用；在復(fù)合體中，巖土體與土釘一同承擔(dān)外界的荷載力，同時(shí)承擔(dān)復(fù)合體自身的重力。可以看出，土釘能夠在一定程度上分擔(dān)荷載力，巖土體塑形后，土釘承擔(dān)的應(yīng)力作用逐漸加強(qiáng)，避免了復(fù)合體出現(xiàn)裂縫、變形的問題，確保了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.2 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù)特點(diǎn)

復(fù)合土釘墻應(yīng)用于基坑開挖支護(hù)和挖方邊坡穩(wěn)定有以下特點(diǎn)：①形成土釘復(fù)合體，顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力。②施工設(shè)備簡(jiǎn)單，由于釘長(zhǎng)一般比錨桿的長(zhǎng)度小的多，不加預(yù)應(yīng)力，所以設(shè)備簡(jiǎn)單。③隨基坑開挖逐層分段開挖作業(yè)，不占或少占單獨(dú)作業(yè)時(shí)間，施工效率高，占用周期短。④施工不需單獨(dú)占用場(chǎng)地，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狹小，放坡困難，有相鄰建筑物時(shí)顯示其優(yōu)越性。⑤復(fù)合土釘墻成本費(fèi)較其他支護(hù)結(jié)構(gòu)顯著降低。⑥施工噪聲、振動(dòng)小，不影響環(huán)境。⑦復(fù)合土釘墻本身變形很小，對(duì)相鄰建筑物影響不大。另外，復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在建筑深基坑施工中的運(yùn)用，往往會(huì)使用較多的土釘，土釘密度較小，在施工期間，即使某一個(gè)土釘松動(dòng)失去作用，對(duì)整體的支護(hù)效果也不會(huì)造成較大的影響。也可以說，復(fù)合土釘墻支護(hù)施工過程中，使用的土釘數(shù)量與支護(hù)質(zhì)量成正比，土釘數(shù)量越多，支護(hù)結(jié)構(gòu)越加穩(wěn)固。復(fù)合土釘墻支護(hù)與樁支護(hù)、連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)相比，不用使用過多的建筑材料，大大節(jié)約了資源，給施工企業(yè)創(chuàng)造了更大的利潤(rùn)。

2 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工

2.1 土釘墻施工

（1）土釘成孔前，按設(shè)計(jì)要求定出孔位并作出標(biāo)記和編號(hào)。成孔過程中遇有障礙需調(diào)整孔位時(shí)不得損害支護(hù)原定的安全程度。

（2）成孔過程中做好成孔記錄，按土釘編號(hào)逐一記載取出的土體特征、成孔質(zhì)量、事故處理等。將取出的土體與初步設(shè)計(jì)時(shí)所認(rèn)定的加以對(duì)比，發(fā)現(xiàn)有較大偏差時(shí)需及時(shí)反饋修改錨桿的設(shè)計(jì)參數(shù)。

（3）土釘成孔采用人工洛陽鏟成孔或氣錘砸鋼管輔助。

（4）鉆孔后要進(jìn)行清孔檢查，對(duì)于孔中出現(xiàn)的局部滲水塌孔或掉落松土立即處理。成孔后及時(shí)安設(shè)土釘鋼筋并注漿。

（5）土釘鋼筋置入孔中前，應(yīng)先設(shè)置金屬定位架，保證鋼筋處于鉆孔的中心部位，支架沿釘長(zhǎng)的間距約為2～3m，支架的構(gòu)造不妨礙注漿時(shí)的漿液自由流動(dòng)。

（6）土釘鋼筋置入孔中后，采用低壓注漿填孔，注漿壓力為0.4～0.6Mpa。注漿時(shí)采用底部注漿方式，注漿導(dǎo)管底端先插入孔底，在注漿同時(shí)將導(dǎo)管以勻速緩慢撤出，保證孔中氣體能全部逸出。

（7）注漿用水泥漿用普通PO32.5攪拌而成，水灰比為0.5。在欠固結(jié)地層，增加土釘注漿量。

（8）鋼筋網(wǎng)片用φ6.5的盤條加工而成，網(wǎng)格允許誤差10mm，可用焊接或綁扎而成，綁扎搭接長(zhǎng)度不小于一個(gè)網(wǎng)格邊長(zhǎng)或200mm，搭接焊接長(zhǎng)度不小于網(wǎng)筋直徑的10倍。

（9）土釘鋼筋與網(wǎng)片用橫向、豎向鋼筋焊接，在土釘端部以“L”形與橫筋網(wǎng)片焊接在一起。

（10）在噴射混凝土前，面層內(nèi)的鋼筋片嵌固在邊壁上并符合規(guī)定的保護(hù)層厚度要求。鋼筋片可用插入土中的鋼筋固定，在混凝土噴射下應(yīng)不出現(xiàn)振動(dòng)。噴射混凝土強(qiáng)度為C20，粗骨料最大粒徑不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.5。噴射混凝土厚度為70～90mm。冬季施工時(shí)，在混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜和草簾被。

2.2 護(hù)坡樁施工

2.2.1 施工工藝

護(hù)坡樁施工采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔，流態(tài)混凝土灌注后插入鋼筋籠施工工藝。在土方挖至相應(yīng)段施工作業(yè)面后，進(jìn)行護(hù)坡樁施工。

2.2.2 工藝流程

放樁位線→鉆機(jī)就位→對(duì)準(zhǔn)樁位→調(diào)整垂直度→鉆孔至設(shè)計(jì)深度→中心壓灌混凝土同時(shí)提鉆→吊入鋼筋籠→鋼筋籠插入混凝土內(nèi)→振搗成樁→帽梁施工→樁間土護(hù)壁。

2.2.3 帽梁施工

護(hù)坡樁、帽梁混凝土均為C25，采用商品混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行灌注，并用振搗棒振搗，澆灌時(shí)要注意控制樁頂標(biāo)高。澆灌帽梁混凝土前應(yīng)仔細(xì)檢查帽梁的主筋直徑、數(shù)量、位置是否符合圖紙要求。澆筑時(shí)混凝土直接倒入模內(nèi)，然后用振搗器振實(shí)抹平。護(hù)坡樁鋼筋籠頂部主筋要求錨入帽梁內(nèi)部不小于300mm。

2.3 預(yù)應(yīng)力錨桿施工

2.3.1 工藝流程

放線→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→安置錨桿鋼筋→壓力注漿→養(yǎng)護(hù)→拉拔鎖定。

2.3.2 預(yù)應(yīng)力張拉

錨桿注漿3d后，進(jìn)行連梁施工，懸掛腰梁。當(dāng)錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%或大于15MPa、連梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%以上時(shí)，按設(shè)計(jì)要求對(duì)錨桿進(jìn)行張拉，施加預(yù)應(yīng)力，上緊錨頭。張拉荷載達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的90%~100%后，穩(wěn)定5-10min，退至設(shè)計(jì)鎖定荷載鎖定。錨桿張拉控制應(yīng)力不超過錨桿桿體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。

3 施工監(jiān)測(cè)

3.1 觀測(cè)點(diǎn)的布置

采用沿基坑周邊布置觀測(cè)點(diǎn)的方法。在基坑緊鄰建筑物的地方埋設(shè)1～2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，并在開挖前對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，作為基點(diǎn)以便與日后測(cè)量比較分析。在做上層土釘時(shí)將觀測(cè)點(diǎn)埋好，在下層開挖前要核對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

3.2 施工監(jiān)測(cè)

（1）觀測(cè)精度要求：滿足國(guó)家三級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量精度要求：水平誤差控制<1.00mm，垂直誤差控制<0.5mm。

（2）觀測(cè)時(shí)間要求：基坑開挖每一步都應(yīng)作基坑變形觀測(cè)。在基坑土方開挖階段，每天觀測(cè)兩次，必要時(shí)連續(xù)觀測(cè)，在完成基坑開挖、變形趨于穩(wěn)定的情況下可適當(dāng)減少監(jiān)測(cè)次數(shù)。對(duì)雨天以及各種可能危及支護(hù)安全的水害來源（如周圍生活排水、上下水道、管道滲水等）進(jìn)行仔細(xì)的觀察。

4 結(jié)語

復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)是深基坑工程施工中關(guān)鍵的技術(shù)，在我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程中，復(fù)合土釘墻施工技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。總之，復(fù)合土釘墻相關(guān)理論知識(shí)正在不斷的完善，同時(shí)也需要不斷提升相關(guān)理論的實(shí)踐性，這樣才能體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。在我國(guó)建筑行業(yè)不斷發(fā)展的今天，還需要加強(qiáng)對(duì)建筑施工工藝的研究，提升建筑工程經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。