深基坑土釘支護結構設計及失穩加固研究

趙曉曉

摘要：深基坑支護屬于基礎工程以及地下工程施工的重要內容，而且屬于一個綜合性的問題，其中土釘支護屬于重要的組成部分。土釘支護可以有效地提升土地的強度以及穩定性，而且能夠應對復雜巖土問題，因此得到了高度的重視。

關鍵詞：深基坑;土釘支護;支護原理;支護設計

土釘墻屬于基坑支護中比較常見的支護方法，主要的優勢就是安全性較高，施工比較方便，造價比較低，而且操作起來相對簡單。在這種情況下，本文分析了土釘支護的具體使用，希望可以相關的人員提供一定的參考。

1 土釘支護結構作用原理

在進行基坑支護的時候，由于土釘有著較多的優勢進而得到了廣泛的使用，這種形式能夠有效地控制土體變形問題，其中土釘會和土地共同承擔存在的各種荷載，由于土體抗拉強度較大，并且抗剪強度也較高，所以土體步入塑形之后，應力會產生轉移的情況。在這個過程中土釘會產生復合應力，進而使得土體中出現鋼筋屈服的情況。由于土釘存在較多的作用，因此復合土體在超載的作用下會顯示出塑性變形延遲的情況。在這個時期，土釘能夠將滑裂部分的應力進行傳遞，之后分散到大范圍的土體里面，如此能夠減小復合土體中的應力集中程度，最主要的就是會推遲滑裂區域的產生。為了能夠避免產生土體變形的情況，可以選擇使用噴射混凝土面板的形式，其中復合土體開裂問題和復合土體的摩阻力有著緊密的聯系。通過使用土釘支護形式能夠提升土體的強度，而且可以增強土體結構的強度潛力，改善邊坡形態，提升土地的穩定性，屬于主動制約機制的支擋結構體系。

2 土釘支護設計內容

如今基坑支護結構主要就是選擇極限狀態設計，其中會涉及到承載力極限設計以及正常使用極限狀態，承載力極限狀態就是支護由于超過了材料強度進而產生破壞的情況，或者是由于存在變形的情況進而難以繼續承載，進而出現失穩和滑移的情況。至于正常使用極限狀態就是造成附近建筑物和其他市政基礎設施破壞產生影響支護結構正常使用的位移，在設計基坑支護結構的時候，由于基坑地質條件存在一定的差異，因此相關的安全等級也有所不同。在設計使用年限的時候，相關的數值需要符合施工需求。通過調查可以看出，大部分的基坑支護設計事故產生的原因就是因為地質勘查資料不全面，并且分析的不夠仔細，因此在計算支護結構水平荷載的過程中，不僅需要分析常規的荷載，而且需要高度重視溫度和凍脹作用等影響因素。

在選定土層厚度的時候，需要選擇對于支護結構最不利的數據來進行計算，特別是相同剖面土層要是厚度不夠均勻，就需要選擇最不利的土層厚度。要是土質條件相對復雜，并且勘測資料沒有明確的定性結論，就需要開展綜合的分析，掌握土層的具體變化情況，在作業現場也需要設置勘察點，掌握變化的具體趨勢。其中要想使得土釘和附近的土層產生統一受力的整體，就需要確保土釘的數量在合理的范圍中，如今還是沒有確定的理論來確定具體的土釘數量，通過實踐能夠看出，土釘豎向間距和橫向間距都需要符合規定。其中土釘設計時期需要合理地計算土釘的各項參數，明確土釘的抗滑穩定性，而且需要控制錨桿的自由長度，需自由端需要伸入到比破壞面更深的穩定土層中，防止給錨桿的使用造成一定的影響。

在規定里面明確指出錨桿自由長度需要大于五厘米并且需要超過潛在的滑移面。在進行工程施工的時候，需要掌握各種土質等局部易塌孔的不利情況，鋼筋錨桿需要優先選擇套管護壁成孔工藝。錨桿錨固段需要處于堅固穩定的土層里面，不可以設置到淤泥質土或者是泥炭質土層里面。土釘墻支護主要就是在地下水位較低的地區進行使用，要是地下水的水位比較高或者是基坑存在上層滯水的情況，就需要選擇截水的方法，至于土層較差的情況，就需要在深度增加的同時正確使用各種輔助設施。

3 土釘墻支護技術的施工

要是土質良好或者是噴射的混凝土比較薄，能夠選擇直接綁扎鋼筋網，選擇一次噴射成活的措施，等到基坑邊坡修整完畢，就需要及時地噴射混凝土，不可以長期進行晾曬，在進行注漿的過程中需要選擇孔底注漿施工工藝，把注漿管插入到合理的范圍之后再進行注漿，不可以選擇孔口重力注漿的措施。因為水泥漿有著一定的干縮性，需要在土釘孔口選擇二次補漿的措施，確保可以減小土體之間存在的孔隙，提升土釘的承載能力。因為成孔的過程中地質條件不夠穩定，要是存在障礙物就難以繼續完成鉆孔工作，要是需要調整孔就需要及時地和設計單位進行聯系，調整長釘的長度，仔細地計算土釘的承載力，等到達標之后才可以開展之后的操作。在開展土釘支護施工的時候，需要設置完善的排水系統，避免地表水滲透進而給混凝土面層出現壓力，這樣也會影響到土體的自身強度，并且由于存在水，土釘和土體之間的黏結力也會顯著減小。

如今在土釘墻面層設置泄水孔的時候，需要把泄水孔的入土端附近填塞一定的濾料。避免出現長時間流動水沖刷的情況，如此附近的土體強度會減小，而且會產生變形的情況。土釘墻支護技術結構中面層噴射混凝土強度等級需要符合規定，面層的厚度也需在合理的范圍中，面層混凝土中會選擇設置鋼筋網，在面層厚度大于120毫米之后，就需要設置雙層鋼筋網，保障混凝土的密實性，上層和下層鋼筋網需要錯開一定的距離，鋼筋片網會選擇綁扎搭接的措施，在設置鋼筋網的時候需要控制土釘的標高，其中在連接土釘鋼筋和加強鋼筋的時候，可以石油焊接連接的措施，最主要的就是需要增強對于焊縫的控制，使其處于一個合理的范圍中。

4 土釘墻支護效果的評價

如今土釘墻主要就是在土質良好并且相對穩定的土層中進行使用，確保土釘的成孔和注漿工作能夠順利地完成，要是土層的地質比較差，能夠選擇擊入式土釘支護，不過比較容易造成坡體擾動的情況，甚至是產生變形的問題。土釘墻的開挖需要參考分段分層開挖，分層支護的措施，土釘開挖支護的最佳狀態就是等到各步開挖之后，土體應力釋放完畢及時地進行支護，等到變形穩定之后再繼續進行開挖。至于土釘的成孔需要優先選擇干法成孔的措施，控制對于泥漿護壁的使用，等到清孔完畢再插入土釘。在進行注漿的時候需要保障注漿的穩定性和連續性，其中要是地層的情況和施工操作不夠合理，就會使得土釘抗拔承載力不符合設計需求。其中坡面噴灑的混凝土需要及時地進行覆蓋養護，一些基坑支護區域在之后進行使用的時候比較容易產生裂縫的情況，主要就是因為養護措施不夠合理。對于監測點的布置需要布置到特定點位，如此可以減少監測的成本，而且可以提升經濟效益，確保基坑變形發展能夠處于一個合理的范圍中。最后就是在土方開挖的時候，需要在前期階段增加監測的次數，等到變形穩定之后再減小監測的次數。

5 結語

基坑開挖和基坑支護風險性較大，如今工程技術持續創新和進步，復合土釘墻支護技術得到了廣泛的使用，這樣的一種形式有著較多的優勢，其中包括施工速度比較快，造價比較低，并且機動性較強，能夠顯著提升土體的穩定，降低基坑的潛在風險，所以需要得到有關人員的高度重視。

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