土釘墻施工技術(shù)在深基坑邊坡支護工程中的應(yīng)用

土釘墻施工技術(shù)在深基坑邊坡支護工程中的應(yīng)用1工程概況XX橋橋梁工程位于XX西門，是跨護城河的一座上承式實腹式拱橋，橋梁主體凈跨為20.00m，拱板凈高為6.04m，橋梁單幅寬度為15.00m，基坑開挖基底邊線留有1.50m的工作寬度?；娱_挖深度平均為18.50m。根據(jù)現(xiàn)場實際施工條件，考慮到基坑?xùn)|側(cè)有高壓變壓器，南側(cè)有城墻，西側(cè)有兩棟未拆遷樓房，北側(cè)有城市主干道路（雁同東路），施工場地可用范圍有限，使得基坑開挖邊坡較陡，考慮到安全等綜合因素，需要對基坑邊坡采取一定的支護措施。通過技術(shù)比較、進度比較、經(jīng)濟比較等手段對鋼筋混凝土擋土墻、鋼板樁、土釘墻等多種邊坡支護施工技術(shù)進行綜合應(yīng)用分析，經(jīng)過專家論證后，最終本項工程采用土釘墻邊坡支護方案。土釘墻支護技術(shù)是近年來發(fā)展很快的一種主動支護技術(shù)，適用于邊坡加固和基坑支護。由于經(jīng)濟可靠而且施工快速簡便，已經(jīng)在深基坑支護工程中得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用。土釘墻施工操作相對簡便，需要占用工程資源相對較少，適用土質(zhì)范圍相對較廣，經(jīng)濟效益較為突出。通過受力分析及設(shè)計計算，采取合理可靠的技術(shù)措施進行全過程監(jiān)控，可以更好的發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。2土釘支護技術(shù)的概念及特點2.1土釘墻支護技術(shù)的概念土釘墻又稱為土釘支護技術(shù)，它是在原位土中敷設(shè)較為密集的土釘，并在土邊坡表面構(gòu)筑鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面層，通過土釘、面層和原位土體三者的共同作用而支護邊坡或邊壁。土釘墻體同時也構(gòu)成了一個就地加固的類似重力式擋土結(jié)構(gòu)，如圖1.1所示。與已有的各種支護方法相比，它具有施工容易、設(shè)備簡單、需要場地小，開挖與支護作業(yè)可以并行、總體進度快、成本低，以及無污染、噪聲小、穩(wěn)定可靠、社會效益與經(jīng)濟效益好等許多優(yōu)點，因而在國內(nèi)外的邊坡加固與基坑支護中得到了廣泛迅速的應(yīng)用。圖1.1土釘支護體系2.2土釘墻施工技術(shù)的特點土釘支護法以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學(xué)強度，變土體荷載為支護結(jié)構(gòu)體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面，在噴層與土層間產(chǎn)生“嵌固效應(yīng)”，并隨開挖逐步形成全封閉支護系統(tǒng)，噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土，使之避免風(fēng)化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落，以及隔水防滲作用。土釘?shù)奶厥饪貕鹤{可使被加固介質(zhì)物理力學(xué)性能大為改善并使之成為一種新地質(zhì)體，其內(nèi)固段深固于滑移面之外的土體內(nèi)部，其外固端同噴網(wǎng)面層聯(lián)為一體，可把邊壁不穩(wěn)定的傾向轉(zhuǎn)移到內(nèi)固段及其附近并消除。鋼筋網(wǎng)可使噴層具有更好的整體性和柔性，能有效地調(diào)整噴層與土釘內(nèi)應(yīng)力分布。土釘主動支護土體并與土體共同作用，具有施工簡便、快速及時，機動靈活、適用性強、隨挖隨支、安全經(jīng)濟等特點。其工期一般比傳統(tǒng)法節(jié)省30-60d以上，工程造價低10%-30%，支護最大垂直坑深目前已達到21.5m，建成淤泥(局部雜填土)基坑深達10m。該方法不僅能有效地用于一般巖土深基坑工程支護，而且通常還采用一些其他輔助支護措施，能有效地用于支護流砂、淤泥、復(fù)雜填土、飽和土、軟土等不良地質(zhì)條件下的深基坑。此外，它還能快速、可靠、經(jīng)濟地對采用傳統(tǒng)法或改良法施作的將要或已經(jīng)失穩(wěn)的基坑進行搶險加固處理。3土釘墻施工技術(shù)原理土釘?shù)脑碓诶猛玲斚鄬^強的抗拉、抗剪和抗彎強度彌補天然土體自身抗剪強度的不足。土釘對土體的補強作用通過土與土釘界面的粘結(jié)力和摩阻力而得以發(fā)揮。另一方面，密布于土體內(nèi)的土釘起到了空間骨架的作用，配合已噴混凝土面板，土、土釘、面板相互作用、共同工作而成為一個整體，使加固后的土體整體剛度大大提高，抗變形能力也得以改善，成為一種性能良好的主動支護體系。3.1土釘在復(fù)合土體內(nèi)的作用（1）土釘對復(fù)合土體的骨架約束作用。土釘體與土相互作用形成復(fù)合土體，復(fù)合土體則可視為具有一定結(jié)構(gòu)剛度的整體，土釘體作為復(fù)合土體內(nèi)的約束骨架。（2）土釘對復(fù)合土體的應(yīng)力分擔(dān)作用。邊坡承受的荷載包括自重應(yīng)力，開挖引起的不平衡力和超載產(chǎn)生的附加應(yīng)力等，在復(fù)合土體內(nèi)土釘體和土共同分擔(dān)，且隨兩者剛度比的增加，土釘體分擔(dān)比例明顯增加，從而減少作用與土體上的應(yīng)力，改善土體中的應(yīng)力分布，削弱和延遲應(yīng)力在土體中的集中。（3）土釘對復(fù)合土體的應(yīng)力傳遞與擴散作用。應(yīng)力傳遞作用主要表現(xiàn)在通過土釘將阻抗力傳遞給坡面面板以承受部分引起側(cè)移的土壓力。（4）土釘對復(fù)合土體的抗滑裂作用。土釘支護土體可通過自身的抗彎、抗剪強度和在滑裂區(qū)外的錨固作用穩(wěn)定土體，有效阻止下滑，從而導(dǎo)致開裂變形階段的延長，避免突發(fā)性塌滑。（5）面板對復(fù)合土體坡面的變形有約束作用。面板不僅有效地防止坡面局部破壞，更重要的是與補強猜共同形成一個有機的整體，增強上述四種作用的有效發(fā)揮。偵3.瘡2果復(fù)合土體內(nèi)土劉釘體與土之間匠的相互作用薦這種作用霞主要是通過土躺釘體界面的粘聞結(jié)力及土釘群描密度、剛度比說、強度比等構(gòu)幣造實現(xiàn)，從宏偉觀上集中體現(xiàn)退為土釘對土體濃加固作用；另炕一方面還在于蜜提高復(fù)合土體由的整體穩(wěn)定性皺，主要通過土攝釘在滑裂面外戰(zhàn)的長度，從宏膛觀上集中為土沉釘?shù)腻^固作用視。睜噴射混凝土護射面層是復(fù)合土襪體重要組成部繡分，一般情況緞下作為坡面防糟護的主體，當(dāng)撓土體進入塑性王和開裂變形階敲段，其與土釘吧共同發(fā)揮制約吐作用，減緩坡袍面鼓脹和張拉床破壞以及剪切甚破壞在坡腳處悠的發(fā)展速度。庭3.3蘇土釘支護技術(shù)出的適用性醉土釘適用于地旁下水位在最終秤開挖面以下或顆經(jīng)過降水能達折到這一要求的循具有一定臨時徒自穩(wěn)能力的土邁體。包括有一算定粘結(jié)性的人喘工填土、可塑殿堅硬的粘性土設(shè)和膠結(jié)或弱膠危結(jié)的粉土、砂子土和沙礫層。駐松散砂土、夾匆雜流塑軟塑粘跳土層及其他抗種剪強度較大的礙土體，在采用弊表面噴混凝土慘層，淺層注漿攔或水泥攪拌樁競加固、微型樁膜等措施后，也草可以采用土釘擾支護技術(shù)。糖土釘不宜用于席含水量豐富的掘粉細砂層、沙礙卵石層和淤泥欄質(zhì)土層中，不宣能應(yīng)用于沒有蛾臨時自穩(wěn)能力積的淤泥飽和粘幅土、填土，當(dāng)領(lǐng)土釘設(shè)置在有乳侵蝕性的土層悅中作為永久性隸支擋結(jié)構(gòu)中，廣應(yīng)該考慮防腐擦措施。對賓于渾N稻＜懶1以0導(dǎo)或相對密度低偵于霸0.規(guī)3潔的砂土邊坡，瓣采用土釘一般爽是不經(jīng)濟的鐵；融在不均勻系數(shù)蔥小番于緒2炭的級配不良砂預(yù)土中，不可使醒用土釘山；舞I訂p隱＜冷2淡0總的粘性土，必圾須認(rèn)真評價其東蠕變特征后，施方可將土釘擋洽墻作為永久性驚支擋結(jié)構(gòu)；在下軟土邊坡中土薦釘?shù)拈L度和設(shè)幫置密度都很大喪，而且成孔時派保持孔壁的穩(wěn)愁定性比較困難蓄，應(yīng)用土釘一架般不太經(jīng)濟。裙4面繪土釘支護技術(shù)甜施工圾工藝貨及罩方法紀(jì)4大.逮1妖施工工藝接工藝流程直如圖惕1.2卡所示：黎圖云1伴.2疫蛙土釘墻施工工靈藝流程土方開挖至土釘墻標(biāo)高下50cm測量放線定位土釘成孔土釘桿體安放土釘桿體制作注漿土方開挖至土釘墻標(biāo)高下50cm測量放線定位土釘成孔土釘桿體安放土釘桿體制作注漿二次補漿坡面修整及編網(wǎng)噴射砼水泥漿攪拌試塊制作試塊養(yǎng)護抗壓試驗養(yǎng)護繼續(xù)開挖印4迫.饞2告施工方法籃（噸1藍）施工設(shè)備：掠如表圖京1.敗3胳所示施工過程襪中使用的主要洲機械設(shè)備有：伍攪漿機、空壓猛機、噴射機、呼電焊機、切斷膨機。應(yīng)圖鳳1煙.亦3流祥主要施工設(shè)備躍（攪漿機、空此壓機、噴射機陣）漢（株2傾）梁土釘體制作費：航土釘取鄉(xiāng)用敵φ弦1壟6宴鋼筋按照圖紙時設(shè)計尺寸進行論加工制作。跳（榨3恰）葉挖土應(yīng)按土釘籮垂直間距挖土挖并修面坡。機防械挖土?xí)r預(yù)留肌0.1m速，之后人工修崗整辭。工程撲應(yīng)用冠中為了保證基娃坑在開挖過程撓中，邊坡的土于體應(yīng)力場和應(yīng)子變場變化不至昌于過大，所以鏟對土方開挖嚴(yán)挽格要求，喪根據(jù)不同性質(zhì)拋的土層采用不吃同的開挖和支奶護方式。焦（克4狹）桌土釘定位成孔搞：畢如萍圖攜1.默4剛所示鍛按苦照碎設(shè)計孔深，人拌工或機械成孔避。稻質(zhì)量保證措施委：馬a奔、杜成孔前應(yīng)根據(jù)都施工平面圖標(biāo)扎出孔位悔；創(chuàng)b墾、孔徑設(shè)計尺彼寸牛為堤100m猜m明、帽120m訓(xùn)m喉兩種，鉆孔傾軍斜角位為梳1漂5哭度現(xiàn)；揮c驕、必須把孔內(nèi)尤渣土清理干凈仔；飾d胸、成孔時做好民記錄，隨時掌頁握土層情況菜；偵e密、如遇障礙物馳孔位可以改變押。販（驕5午）凱注漿：刻如疊圖房1.殃4趨所示尼注漿時采用兩陵次壓漿，首次的為底部注漿，端注漿采用底部施注漿法，注漿俊管插入距孔熱底矛250mm芽-形500mm姓處，隨漿液的窄注入緩慢拔出醋，借此保證注養(yǎng)漿飽滿，孔口煌設(shè)止?jié){塞或止東漿袋。暗工程采應(yīng)用酒中并注漿水泥采盼用拉P.S32.漫5梨水泥，水灰比磨為材1:0.社5汁—抬1:0.標(biāo)6功，水泥設(shè)計強庸度柳為統(tǒng)M2敢0涂，賄在藝地層中含水量緩較大或呈粘泥度狀時在水泥漿提中摻入適量早發(fā)強、膨脹等外轉(zhuǎn)加劑。殘圖碎1桃.旅4天錯土釘成孔、鋼亭筋編網(wǎng)及土釘澆孔注漿怎（伯5?。﹤麂佋O(shè)鋼筋網(wǎng)片染：率如藝圖洞1.店4課所示扎網(wǎng)片筋應(yīng)順直坐，按設(shè)計間距煎綁扎牢固。在奧每一步工作面難上的網(wǎng)片筋應(yīng)驟預(yù)留與下一步逢工作面網(wǎng)片筋碗搭接長度。網(wǎng)演片筋應(yīng)與土釘智連接牢固。埋筆設(shè)控制噴層混衣凝土厚度的標(biāo)鑰志。潤工程趁應(yīng)用獅中肉鋼筋邊坡面綁傘扎鋼筋網(wǎng)片規(guī)分格尼為誼φ喬8@200×罩20榨0隙，且與土層坡棍面凈距不小計于脊30m鐮m冒，并沿坑頂口纖上撥翻境1.0過m哥，中間留置的膝臺階表面也布蒸網(wǎng)噴護。銅施工中昨采用橫壓筋，畏壓筋全部采求用袋φ懸1走6近（松Ⅰ斤級鋼筋），橫崖壓筋與晴土釘首頭之間擾用嚴(yán)L蒸勾筋焊接在一努起，焊接長喊度秤≥杜5屠d潔，采用雙面焊豈。于（犧6鏡）憐噴射混凝土：嚇按配合比要求餅拌制混凝土干符料。為使回彈土率減少到最低協(xié)限度，噴頭與積受噴面應(yīng)保持王垂直，噴頭與犬作業(yè)面間距宜必為打0.6與-1.0m場。噴射順序應(yīng)洋自上而下，噴府射時應(yīng)控制水甜量，使噴射面減層無干斑或移競流現(xiàn)象遮，如收圖肯1.驕5妙所示駕。擴工程倉應(yīng)用屋中混凝土面板杯技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下輪：瀉a歡、面層噴射胳混凝土御材料。材料采請用藝P.S32.他5古水泥、細砂及祖碎石（粒何徑委5絕—胞8mm街），坡面混凝脅土設(shè)計強度顯為余C2萌0芬。喜b望、配合比。水律泥與砂石的總修質(zhì)量之比勁為吊1:蜘4挖—仇1:4.學(xué)5膏；砂率宜逗為佩4曲5延—暮55沿%父；水灰比宜視為斜0.2撥5厘—網(wǎng)0.3栗5則。六c雕、噴射砼氣壓氣應(yīng)根據(jù)噴漿的穿距離進行調(diào)整畏。滅d治、噴射砼厚度柱。設(shè)計厚度為蠶100mm技，噴射混凝土哀前做好厚度標(biāo)檢識。烘圖務(wù)1握.薯5惕漏土釘安裝、面芹板噴射流（蘭7訂）啄養(yǎng)護：混凝土版終凝兩小時后倦，噴水養(yǎng)護，造養(yǎng)護時間根據(jù)任氣溫確定，宜響為爺3d-7奴d壇。扔4徑.決3搏營不同土質(zhì)條件寶下土釘支護施兄工技術(shù)應(yīng)用閱4拋.3.1味雜填土層拆基坑開挖過程織中第一層為雜垂填土，嗓由于堆積時間允較長，妖土質(zhì)相對較好燙、密實度相對前較高蒜、土體穩(wěn)定性廢相對較好。開活挖過程中采用冰分段大面積開旨挖方案，胖即開挖進度略箏快于支護進度或，疫然后在進行權(quán)正常剩土釘墻邊坡支精護施工。砍4喬.3.2剩粗砂礫層根基坑開挖過程唉中第二層為粗隸砂礫，土顆粒序之間粘聚性較堵差、密實度交論底、土體穩(wěn)定攔性較差，經(jīng)常壟有砂礫滑落。落開挖過程中采灣用分部分段逐煌級開挖，邊開賺挖邊支護的施輛工方案鬼，開挖進度不扛得快于支護進誘度，并且不得見超挖微；在土釘墻施蒼工過程中，修私整邊坡后，為振了固定好邊坡罪表面粘附性不活好的砂礫，先感掛網(wǎng)進行初噴鍋混凝土。龜為了避免塌孔剖，成孔、安裝腎土釘和注漿同詠時進行亦，盞之后始壓筋漁進行啦二次噴射混凝礎(chǔ)土載，如叨圖派1.宵6撥所示鋪。蛇圖趣1思.6稿始初次噴射混凝海土、坡腳安裝善泄水孔拿4句.3.3醫(yī)粉質(zhì)黏土層癢基坑開挖過程灑中第三層為粉釋質(zhì)粘土，土質(zhì)與較好、密實度付較高、土體穩(wěn)革定性良好。開恨挖過程中采用修全面開挖方案裁，即開挖的進務(wù)度不用考慮支說護的進度糧，然后在進行狀正常言土釘墻邊坡支查護施工。太4之.3.4放富水粘土層目在北環(huán)東橋基芹坑北側(cè)開挖過煌程中，發(fā)現(xiàn)該焰邊坡表面輕微腔滲水，流量不修是很大。開挖舌過程中采用分辭部分段逐級開棍挖，邊開挖邊纏支護的施工方仔案敬，開挖與支護繭同時進行侵；為了保證土壘釘支護噴射混城凝土后的邊坡診穩(wěn)定性罷和耐久性佛，在噴射混凝治土面板前，在哨坡腳處預(yù)埋壘Φ膊50mmPV蜓C罷管剪進行泄水窮，如疑圖挺1.送6破所示薦。5質(zhì)量控制丟在土釘墻支護霜施工過程中，妻嚴(yán)格按照設(shè)計之和規(guī)范指導(dǎo)施主工，對其進行敘實時監(jiān)測和檢硬查，保質(zhì)保量域地完成施工任裹務(wù)。寨土釘墻質(zhì)量驗謙收標(biāo)準(zhǔn)如表尾1.1騾所示：們表姜1鄭.猴1午土釘墻質(zhì)量驗滴收標(biāo)準(zhǔn)捏項目字序號麗檢查項目爺合格標(biāo)準(zhǔn)廢檢查方法塵主歪控返項妖目頃1張土釘長度袖±抬50mm德用鋼尺量徑2返孔徑頑±怪5mm倡現(xiàn)場實測漠一筆般悄項老目段1輕土釘位置煙±樂100mm社用鋼尺量阻2遲鉆孔傾斜度倉±1°畝測鉆機傾角愧3薄漿體強度資大于設(shè)計要求撥試樣送檢予4襪注漿量蠅大于理論計算享漿量受檢查計算數(shù)據(jù)理5筑土釘墻面厚度吉±攔10mm此鉆孔后用鋼尺磨量付6賠砼強