深基坑施工中土釘支護施工技術的應用分析

汪志剛 馬利恩

《摘要》土釘支護施工技術相對于其他的擋土墻而言明顯具有優勢，在施工過程中，它所需場地小，為企業減少土地資源的使用，其次在深基坑施工中運用土釘支護施工技術可以加快整個施工的進程，為企業工程施工縮短工期，在一定程度上為企業提高了經濟效益，再者，土釘支護的承載能力及抗壓力較強，此特點可以確保深基坑施工的安全性穩定性?？偠灾?，土釘支護施工技術在深基坑施工中的廣泛應用，推動了整個工程企業的快速發展，鞏固了工程企業在社會中的經濟地位。本文就深基坑施工中土釘支護施工技術的應用進行了探討。

《關鍵詞》深基坑；土釘支護；施工技術；應用

中圖分類號：O434文獻標識碼： A

一、土釘支護的特點

在深基坑施工過程中，土釘支護技術使用的土釘數量較多，土釘越多，它們之間的密度就會變小，在此過程中，即使某個土釘損壞或者失去作用力，那也不會對整體的施工支護有什么影響。土釘的大量使用，確保了整個土釘支護工作的安全性。

就連續墻的支護及樁支護技術而言，它們在深基坑施工中雖然也能起到一定的支護作用，但是土釘支護與其相比，整個施工過程材料用量更少，為施工企業大大節省了施工成本，提高施工企業的整體利潤，另外，運用土釘支護技術，加快了施工進程，讓工程在規定的時間內成功落幕或者是提前完成施工，這樣一來不僅提高了整個施工的工作效率，還在一定程度上彰顯了施工企業的實力。土釘支護技術能運用于大部分的施工場地，在施工場地的土層適應能力極強，一般支護技術在軟土中，會由于土質的粘合度不好，而造成施工根基不穩的狀況，而土釘支護則不會出現這種情況，土釘支護技術即使在軟土層上依然可以繼續支護工作，倘若施工場地的土質為硬粘土或者沙土，那么它的優勢會發揮的更明顯。

二、深基坑施工中土釘支護施工技術的應用

1、土釘墻的設計要求

1.1首先進行詳細準確的地質勘察

(1)土釘墻設計前，應查明基坑周邊的地層結構和土的物理力學性質，勘察報告應提供土的重度、土的內摩擦角、內聚力C及土的變形模量Es;

(2)勘察報告中應明確基坑周邊建筑物、管線、道路與基坑的相互關系，并判斷基坑開挖對他們的影響程度;

(3)土釘墻設計前，應查明基坑周邊的地下水類型。埋藏條件及滲透性，分析地下水對基坑開挖、基坑隆起和支護結構的影響，判斷人工降低地下水的可能性并評價地下水對基坑周邊已有建筑物和地面沉降的影響。

1.2正確進行土釘墻的穩定性分析

土釘墻的整體穩定分析分為內部和外部整體穩定分析。土釘墻內部整體穩定分析是保證土釘墻本身的強度，這時的破壞面全部或部分穿過加固土體的內部。內部穩定分析常采用的是力矩極限平衡分析方法，通常假定滑動破壞面為圓弧線面。土釘墻穩定性分析計算如圖1所示。

圖1土釘墻穩定性分析計算簡圖

1.3適當加大頂部土釘的長度

為減少土釘墻變形，控制地面開裂，土釘墻頂部的土釘長度宜適當增加。根據土釘墻整體穩定分析的力矩極限平衡理論，由圓弧滑裂面可知，基坑頂部土釘長度應大于基坑深度，因為，在土釘端部土體易發生變形，產生不易被人發現的裂縫，一旦裂縫產生，地表水容易從裂縫滲入，這不僅增加土體的側壓力，還會降低土釘對土體的約束作用，減少土釘抗拔力，因此加大頂部土釘的長度(約為1.2～1.5倍基坑深)是十分必要的。

1.4不可忽略土釘墻的構造要求

(1)土釘墻中的土釘長度應由計算確定，一般情況下注漿式土釘的長度為0.5～1.5倍基坑深，打入式土釘的長度約為0.5～1.5倍基坑深;土釘宜均勻布置，間距為1～2m土釘的傾角一般為5°～20°。

(2)為提高土釘的抗拔力，土釘中的鋼筋應采用Ⅱ級變形鋼筋，直徑一般在14～20mm之間，鉆孔直徑常用100mm;土釘注漿材料常用1∶0.5的水泥砂漿。

(3)坡面面板應采用配筋噴射混凝土，混凝土厚度常為100mm，配筋配Φ6～8@200;為保證土釘與噴射混凝土面板的連接和錨固，應設置鋼墊板。

1.5土釘墻的變形控制

力矩極限平衡分析方法并不能提供任何變形信息，土釘墻的變形大小可采用有限元分析順法進行估算，但單純的有限元分析結果不十分可靠，目前一般結合施工監測，進行信息化施工控制。

2、開挖工作面及修整邊坡

基坑開挖應分段分層進行，分層開挖深度主要取決坡面的直立穩定能力。當要求變形很小時，可根據工地具體情況和經濟效益將分層開挖深度降至最低?？紤]到鉆孔施工設備，分段開挖至少要6m寬。最大長度取決于交叉施工間能保持坡面穩定的坡面面積，當要求變形最小時，開挖可按兩端長度分先后施工，長度一般為10m左右。使用的開挖施工設備必須能挖出光滑規則的斜坡面，最大限度減少被支護土層的擾動。任何松動部分在坡面支護前必須予以清除。對于不良上層，為了防止基坑邊坡的裸露土體發生坍塌可考慮采用以下措施:①對修整后的邊壁立即噴一層混凝土或砂漿，待凝結后再進行鉆孔作業;②在作業面上先構筑混凝土面層，而后進行鉆孔設置土釘;③在水平方向上間隔開挖并先將作業深度上的邊壁做成斜坡，以保持穩定，待鉆孔并設置土釘后再清坡。此外還可以在開挖前垂直擊人鋼花管，用壓力注漿方法加固邊坡處的土體。

3、噴射混凝土作業

根據工程規模、材料和設備性能，可以進行“濕式”或“干式”噴射混凝土。通常采用32.5級硅酸鹽水泥、干凈碎石或卵石，最大粒徑為10～15mm，水泥跟砂石重量比為1∶4～1∶4.5，并摻人適量外加劑加速固結。

噴射混凝土作業時應注意以下幾點:作業前要對機械設備，風、水管路和電線進行檢查及試運行，清理受噴面，埋好控制噴射混凝土厚度的標志;噴射時，噴頭與噴面應垂直，宜保持0.6～1.0m的距離。噴射作業者應控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈潤濕光澤，無干斑或滑移流淌現象;噴射混凝土終凝2h后，要灑水養護，根據氣溫條件，一般養護3～7d;鋼筋網宜在噴射一層混凝土后鋪設，鋼筋與坡面的間隙宜大于20mm;噴射混凝土應在每步開挖的底部預留300mm，以便于下步開始后安裝鋼筋網;鋼筋網宜與下層鋼筋網要搭接，長度為25倍鋼筋直徑;鋼筋網與土釘錨固裝置要連接牢固，噴射混凝土時鋼筋不得晃動;根據土釘類型，施工條件和受力過程的不同，表面可做一層、二層或多層。最后一道建筑裝飾工序是在最后一層大約50mm厚的噴射混凝土上調色。

4、排水

土釘墻支護必須考慮地下水的影響，施工期間應做好排水工作，避免過大靜水壓力作用面板和加固土體處于飽和狀態，影響其穩定。應提前沿坡頂設排水溝排除地表水，并在第一步開挖噴射混凝土期間用混凝土做排水溝覆面。對支檔土體有以下三種主要排水方式:①淺部排水。使用300～400mm長的管子可將坡后水迅速排除，管子直徑通常為100mm，其間距依地下水條件和凍脹破壞的可能性而定;②深部排水。用無縫管做水管，長度一般比土釘長，管徑50mm，上斜5°或10°。其間距決定土體和地下水條件一般坡面每大于3m2布置一個;③坡面排水。在噴射混凝土坡面前，貼著坡面按一定的水平間距布置豎向排水設施，其間距決定于地下水條件和凍脹力的作用，一般為1～5m。排水管在每步開挖的底部設有接口，貫穿于整個開挖面，在最底部由泄水孔排入集水系統。坡面排水可代替淺層排水。

5、土釘施工

5.1成孔

成孔工藝和方法與土層條件、機具裝備及施工單位的手段和經驗有關。當前國內大多數采用螺旋鉆、洛陽鏟等干法成孔設備，也可使用如YTN—87型土錨專用鉆機成孔。對邊坡加固土釘，由于往往要在腳手架上施工且鉆孔長度較短，要求使用重量輕，易操作及搬運的鉆機。為滿足土釘鉆孔的要求，可選用KHYD40KBA型巖石電鉆，配置75的麻花鉆桿，每節鉆桿長1.5m，鉆機整機重量40kg，搬運操作非常方便，鉆孔速度0.2～0.5m/min，工效較高，適合于土釘施工。

依據土層錨桿的經驗，孔壁“抹光”會降低漿土的粘貼作用，當采用回轉或沖擊回轉方法成孔時，建議不要采用膨潤土或其它懸浮泥漿做鉆進護壁。

顯然，在用打入法設置土釘時，不需要預先鉆孔。在條件適宜時，安裝速度是很快的。直接打入土釘的辦法對含塊石的土是不適宜的，在松散的弱膠結粒狀土中應用時要謹慎，以免引起土釘周圍土體局部結構破壞而降低土釘與土體間的粘結力。

5.2置筋

在置筋前，最好采用壓縮空氣將孔內殘留及擾動的廢土清除干凈。放置的鋼筋一般采用Ⅱ級螺紋鋼筋，為保證鋼筋在孔中的位置，在鋼筋上每隔2～3m焊置一個定位架。

5.3注漿

土釘注漿可采用注漿泵或砂漿泵灌注，漿液采用純水泥漿或水泥砂漿。純水泥漿可用32.5級普通硅酸鹽水泥用攪拌裝置按水灰比0.45左右攪拌，水泥砂漿采用1∶2至1∶3的配合比用砂漿機攪拌，再采用注漿泵進行常壓或高壓注漿。為保證土釘與周圍土體緊密結合，在孔口處設置止漿塞并旋緊，使其與孔壁緊密貼合。在止漿塞上將注漿管插人注漿口，深入至孔底0.2～0.5m處，注漿管連接注漿泵，邊注漿邊向孔口方向拔管，直至注滿為止，放松止漿塞，將注漿管與止漿塞拔出，用粘性土或水泥砂漿充填孔口。為防止水泥砂漿或水泥漿在硬化過程中產生干縮裂縫，提高其防腐性能，保證漿體與周圍土壁的緊密結合，可摻入一定的膨脹劑。具體摻入量由試驗確定，以滿足補償收縮為準。為提高水泥砂漿或水泥漿的早期強度，加速硬化，可摻入速凝劑或早強劑。

《結束語》

在目前的深基坑施工中，采用最廣泛的就是土釘墻支護技術，這是因為土釘墻只需要簡單的施工工藝即可，并且不會造成很大的污染，施工的速度也比較的快。

參考文獻

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