摘要：基坑工程是建筑項(xiàng)目的組成部分之一，由于基坑屬于地下結(jié)構(gòu)且施工難度較大，施工單位必須要對(duì)其設(shè)計(jì)必要的基坑支護(hù)方案。傳統(tǒng)基坑支護(hù)僅簡(jiǎn)單的使用水泥砂漿鋪設(shè)，基坑表面材料凝固后起到了一定的加固效果，此種方法對(duì)基坑加固效果的持續(xù)時(shí)間較短。新時(shí)期建筑行業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，基坑工程中引用的支護(hù)技術(shù)也趨于多樣化。基坑土釘墻支護(hù)是近年來發(fā)展起來用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型擋土結(jié)構(gòu)。由于其具有經(jīng)濟(jì)、施工快捷等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)得以迅速推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：基坑工程；土釘墻；支護(hù)
一、 土釘墻支護(hù)的介紹
土釘墻技術(shù)在我國(guó)建筑行業(yè)運(yùn)用時(shí)間較短，最早運(yùn)用于建筑房屋結(jié)構(gòu)的加固處理。實(shí)踐證明，土釘墻不僅適用于房建工程，其在道路工程、基坑工程等施工處理中也能發(fā)揮良好的作用。該項(xiàng)技術(shù)的最大特點(diǎn)在于混凝土材料與鋼筋網(wǎng)聯(lián)用，顯著增強(qiáng)了基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低了基坑施工階段不同病害的發(fā)生率。目前，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)引用土釘墻技術(shù)的范圍更加廣泛，基坑工程支護(hù)處理的成效也獲得了預(yù)期的效果。
1、 土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)
（1）能合理地利用上體的自承能力，將上體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的不
可分割部分。
（2）結(jié)構(gòu)輕型，柔性大，有良好的抗震性和延性。
（3）施工便捷、安全，土釘?shù)闹谱髋c成孔簡(jiǎn)單易行，且靈活機(jī)動(dòng)，便于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的變形數(shù)據(jù)和特殊情況，及時(shí)變更設(shè)計(jì)。
（4）施工不需單獨(dú)占用場(chǎng)地，對(duì)于施工場(chǎng)地狹小，放坡困難，有相鄰建筑，大型護(hù)坡施工設(shè)備不能進(jìn)場(chǎng)時(shí)，該技術(shù)顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。
（5）穩(wěn)定可靠，支護(hù)后邊坡位移小，水平位移一般為基坑深度的0.1％-0.2％，最大不超過0.3％，超載能力強(qiáng)。
（6）總工期短，可以隨開挖隨支護(hù)，基本不占用施工工期。
（7）費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)，與其他支護(hù)類型相比，工程造價(jià)降低10％-40％左右。
2、土釘墻支護(hù)的應(yīng)用范圍與通用條件
（1）土釘墻支護(hù)的應(yīng)用范圍:
1）托換基礎(chǔ)。
2）基坑或豎井的支擋。
3）基坑工程搶險(xiǎn)。
4）斜坡面的穩(wěn)定。
5）與預(yù)應(yīng)力錨桿相結(jié)合做斜面的防護(hù)。
(2)適用條件
土釘墻支護(hù)一般適用于地下水位以上或進(jìn)行人工降水后的可塑、硬塑或堅(jiān)硬的粘性土，膠結(jié)或弱膠結(jié)（包括毛細(xì)水粘結(jié)）的粉土、砂土和角礫、填土；隨著土釘墻理論與施工技術(shù)的不斷成熟，在經(jīng)過大量工程實(shí)踐后，土釘墻支護(hù)在雜填土、松散砂土、軟塑或流塑土、軟土中也得以應(yīng)用，并可與混凝土灌注樁、鋼板樁或在地下水位以上的土層與止水帷幕等配合使用進(jìn)行支護(hù)，從而擴(kuò)大了土釘墻支護(hù)的使用范圍。采用土釘墻支護(hù)的基坑其深度不宜超過18m。
3、土釘墻支護(hù)的作用機(jī)理及工作性能
基坑支護(hù)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)，對(duì)基坑支護(hù)來說就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動(dòng)或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計(jì)要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大，影響正常使用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相對(duì)于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設(shè)計(jì)的計(jì)算理論，不但要能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題，還應(yīng)計(jì)算其變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內(nèi)。
土釘墻是一種原位土體加筋技術(shù)。將基坑邊坡通過由鋼筋制成的土釘進(jìn)行加固，邊坡表面鋪設(shè)一道鋼筋網(wǎng)再噴射一層砼面層和土方邊坡相結(jié)合的邊坡加固型支護(hù)施工方法。其構(gòu)造為設(shè)置在坡體中的加筋桿件（即土釘或錨桿）與其周圍土體牢固粘結(jié)形成的復(fù)合體，以及面層所構(gòu)成的類似重力擋土墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)。土釘墻墻面坡度不宜大于1：0.1，土釘必須和面層有效連接，應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)壓筋、承壓板或加強(qiáng)鋼筋等構(gòu)造措施，承壓板或井字形鋼筋應(yīng)與土釘螺栓連接或鋼筋焊接連接。土釘墻基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地，基坑深度不宜大于12米。當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施。土釘墻屬于重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。
（1）土釘墻支護(hù)的作用機(jī)理
土釘通過滑裂面將坑周上體加固，土釘與土共同工作，形成了能大大提高原狀土強(qiáng)度和剛度的復(fù)合土體，如同重力式擋土墻。在土體受力條件改變的情況下，土體必然發(fā)生相應(yīng)變形，通過土釘加固體與土的摩擦力，使土釘被動(dòng)受拉而給土體以約束加固使其穩(wěn)定，它由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成。
（2）工作性能
1）土釘墻支護(hù)變形較小，最大水平位移發(fā)生于墻體頂部，越往下越小。上釘墻支護(hù)體內(nèi)的水平位移隨離開墻面距離增大而減少。
2）土釘內(nèi)的拉力分布是不均勻的，一般呈現(xiàn)中間大、兩端小的規(guī)律，上體產(chǎn)生微小變位才能使上釘受力。
3）采用密集上釘加固的土釘墻支護(hù)性能類似重力式擋土墻，破壞時(shí)明顯帶有平移和轉(zhuǎn)動(dòng)的性質(zhì)。
4）在土釘墻支護(hù)整體破壞以前，噴射混凝土面層和土釘一般不會(huì)產(chǎn)生破壞現(xiàn)象。
5）墻面土壓力分布并不接近三角形，在坡角處土壓力減少，其合力為庫侖土壓力的70%，這種土壓力減少是土釘將土連接成一個(gè)整體而造成的。其土壓力值至少降低庫侖土壓力值的30%-40%。
4、土釘墻支護(hù)工藝
（1）工序編寫施工方案及施工準(zhǔn)備→開挖→清理邊坡→孔位布點(diǎn)→成孔→安設(shè)土釘鋼筋（鋼管）→注漿→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土面層→開挖下一步。根據(jù)不同土性特點(diǎn)和支構(gòu)造方法，上述個(gè)別順序可以變化。支護(hù)的內(nèi)排水以及坡頂和基底的排水系統(tǒng)應(yīng)按整個(gè)支護(hù)從上到下的施工過程穿插設(shè)置。
（2）施工工藝
1）準(zhǔn)備工作
①認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)范，熟悉設(shè)計(jì)圖紙，以書面形式讓甲方出據(jù)地下障礙物、管線位置圖，了解工程的質(zhì)量要求以及施工中的監(jiān)控內(nèi)容，編寫施工方案。
②施工前應(yīng)確定基坑開挖線、軸線定位點(diǎn)、水準(zhǔn)基點(diǎn)、變形觀測(cè)點(diǎn)等，并在設(shè)置后加以妥善保護(hù)。
③組織項(xiàng)目管理小組及專業(yè)施工隊(duì)伍，對(duì)施工人員進(jìn)行班前技術(shù)、安全交底，并完成上報(bào)審批程序。
④按照施工方案選擇施工機(jī)具與工藝，井檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，安排現(xiàn)場(chǎng)水、電、照明及施工工作面，材料進(jìn)場(chǎng)后做好原材料的檢驗(yàn)與混凝土、水泥漿的試配。
2）開挖
①土釘墻支護(hù)應(yīng)按施工方案規(guī)定的分層開挖深度按作業(yè)順序施工，在完成上層作業(yè)面的土釘與噴射混凝土以前，不得進(jìn)行下一層深度的開挖。
②當(dāng)用機(jī)械進(jìn)行土方作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁邊壁出現(xiàn)超挖或造成邊壁土體松動(dòng)，當(dāng)基坑邊線較長(zhǎng)，可分段開挖，開挖長(zhǎng)度10-20m。
③支護(hù)分層開挖深度和施工的作業(yè)順序應(yīng)保證修整后的裸露邊坡能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持自立并在限定的時(shí)間內(nèi)完成支護(hù)。應(yīng)盡量縮短邊壁土體的裸露時(shí)間，對(duì)于自穩(wěn)能力差的土體如高含水量的粘性土和無天然粘結(jié)力的砂土必須立即進(jìn)行支護(hù)。
④為防止基坑邊坡的裸露土體發(fā)生塌陷，對(duì)于易坍塌的土體因地制宜采用相應(yīng)措施。
⑤開挖過程中如遇到土質(zhì)與原設(shè)計(jì)有異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)。
3）清理邊坡�；娱_挖后，基坑的邊壁宜采用小型機(jī)具或鏟鍬進(jìn)行切削清坡，以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的坡度。
4）孔位布點(diǎn)。土釘成孔前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求定出孔位并作出標(biāo)記編號(hào)�？孜坏脑试S偏差不大于150mm。
5）成孔。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，一般采用人工洛陽鏟成孔，孔徑、孔深、孔距、傾角必須滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其誤差符合《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS 96∶97 的要求。如出現(xiàn)邊坡土體含水量較大，雜填土較厚，松散砂層等情況不宜進(jìn)行人工成孔時(shí)，可采用鋼管代替鋼筋，利用機(jī)械打入土層，鋼管上可每隔300mm 鉆直徑8-10mm 的出漿孔，梅花形布置，并以∠30 角鋼呈倒刺狀焊于孔邊，以防打管時(shí)散落土粒堵塞出漿孔，同時(shí)增加其抗拔力，鋼管前端宜作成錐形，以減少打入時(shí)的摩擦阻力。成孔過程中如遇障礙物需調(diào)整孔位時(shí)，不得影響支護(hù)安全，成孔后要進(jìn)行清孔檢查，對(duì)塌孔處應(yīng)及時(shí)處理。
6）置釘及注漿
①置釘。在直徑18～32mm 的Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)鋼筋上設(shè)置定位架，保證鋼筋處于孔中心部位，支架沿釘長(zhǎng)的間距為2～3m 左右，支架的構(gòu)造應(yīng)不妨礙注漿時(shí)漿液的自由流動(dòng)。
②注漿。成孔后應(yīng)及時(shí)將土釘鋼筋置入孔中，可采用重力、低壓（0.4-0.6MPa）或高壓（1-2MPa）方法按配比將水泥漿或砂漿注入孔內(nèi)。重力注漿以滿孔為止，但需1～2 次補(bǔ)漿；壓力注漿采用二次注漿法，并在鉆孔口設(shè)置止?jié){塞和排氣孔；注漿導(dǎo)管應(yīng)先插入孔底，以低壓注漿，同時(shí)將導(dǎo)管以勻速緩慢撤出，導(dǎo)管的出漿口應(yīng)始終處在孔中漿體的表面以下，保證孔中氣體能全部逸出。導(dǎo)管離孔口0.5～lm 時(shí)高壓注滿，并保持高壓3-5min；采用鋼管時(shí)應(yīng)使用高壓注漿，注滿后及時(shí)封堵，讓壓力緩慢擴(kuò)散；注漿時(shí)需加入早強(qiáng)劑和膨脹劑以提高注漿體早期強(qiáng)度和增大其與孔壁土體的摩擦力。
7）鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片
鋼筋網(wǎng)片可用直徑6-8mm 盤條鋼筋焊接或綁扎而成，網(wǎng)格尺寸150-300mm。在噴射混凝土之前，面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)牢固固定在邊壁上并符合規(guī)定要求的保護(hù)層厚度。鋼筋網(wǎng)片可用插人土中的鋼筋固定，在混凝土噴射下應(yīng)不出現(xiàn)振動(dòng)。
8）噴射混凝土面層
①噴射混凝土?xí)r噴射順序應(yīng)自下而上，噴頭與受噴面距離宜控制在0.8-1.5m 范圍內(nèi)，射流方向垂直指向噴射面，在鋼筋部位應(yīng)先噴鋼筋后方，然后再噴填鋼筋前方，防止在鋼筋背面出現(xiàn)空隙。也可在鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片之前初噴一次，鋪設(shè)網(wǎng)片之后再進(jìn)行復(fù)噴，一次噴射厚度不宜小于40mm，噴射混凝土前應(yīng)先向邊壁土層噴水潤(rùn)濕；噴射時(shí)應(yīng)加入速凝劑以提高混凝土的凝結(jié)速度，防止混凝土塌落。
②為保證噴射混凝土的厚度，可用插入土內(nèi)用以固定鋼筋網(wǎng)片的鋼筋作為標(biāo)志加以控制。當(dāng)面層厚度超過100mm 時(shí)應(yīng)分二次噴射，每次噴射厚度宜為50-70mm。繼續(xù)進(jìn)行下步噴射混凝土作業(yè)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)清除預(yù)留施工縫接合面上的浮漿層和松散碎屑，并噴水使之潮濕，為使施工縫搭接方便，每層下部300mm 可噴成45°的斜面形狀。
③噴射混凝土終凝后2h，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，采取連續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)5-7d。
④土釘墻支護(hù)最下一步的噴混凝土面層宜插入基坑底部以下，深度不小于0.2m，在基坑頂部也宜設(shè)置寬度為1-2m 的噴混凝土護(hù)頂。
9）排水系統(tǒng)
①土釘墻支護(hù)宜在排除地下水的條件下施工，應(yīng)采取的排水措施包括地表排水，支護(hù)內(nèi)部排水，以及基坑排水，以避免土體處于飽和狀態(tài)并減輕作用于面層上的靜水壓力。
②基坑頂部四周可做散水和排水溝，坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置排水溝和集水坑，并與邊壁保留0.5- 1m的距離，集水坑內(nèi)積水應(yīng)及時(shí)抽出。
3）如基坑側(cè)壁水壓較大時(shí)可在支護(hù)面層背部插入長(zhǎng)度為400-600mm，直徑不小于40mm的水平導(dǎo)水管，外端伸出支護(hù)面層，間距1.5～2m，以便將混凝土面層后積水排出。
5、質(zhì)量要求
（1）質(zhì)量管理
技術(shù)員負(fù)責(zé)進(jìn)行技術(shù)交底，按設(shè)計(jì)施工參數(shù)施工，整理技術(shù)資料及處理施工時(shí)發(fā)生的變更情況，及時(shí)與設(shè)什單位。建設(shè)單位聯(lián)系；質(zhì)量員監(jiān)督施工質(zhì)量，并作好質(zhì)量記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與技術(shù)人員聯(lián)系解決。
（2）質(zhì)量檢驗(yàn)
1）原材料檢驗(yàn)。土釘墻支護(hù)施工所用原材料（水泥，砂石，混凝土外加劑，鋼筋等）的質(zhì)量要求以及各種材料性能的測(cè)定，均應(yīng)以現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。
2）注漿強(qiáng)度及噴射混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)。用于注漿時(shí)的水泥漿或水泥砂漿強(qiáng)度用70mm×70mm×70mm 立方體試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測(cè)定，每批至少留取3 組（每組3 塊）試件，給出3d和28d 強(qiáng)度，注漿強(qiáng)度等級(jí)不低于12MPa，3d 不低于6MPa；噴射混凝土強(qiáng)度可用邊長(zhǎng)100mm立方體試塊進(jìn)行測(cè)定，制作試塊時(shí)應(yīng)將試模底面緊貼邊壁，從側(cè)向噴人混凝土，每批至少取3 組（每組3 塊）試件，強(qiáng)度等級(jí)不低于C20，3d 不低于10Mpa。
3）噴射混凝土厚度檢驗(yàn)。噴射混凝土厚度，可采用鑿孔法作為檢查依據(jù)，也可以用混凝土厚度標(biāo)志或其他方法檢查，有爭(zhēng)議時(shí)以鑿孔法為準(zhǔn)。檢查數(shù)量為每100m2取一組，每組不少于3 個(gè)點(diǎn)，其合格條件可定為：全部檢查處厚度平均值應(yīng)大于設(shè)計(jì)厚度，最小厚度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度的80％。
4）土釘抗拔力試驗(yàn)。每一典型上層中，至少留3 根非工程土釘進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，其孔徑注漿材料等參數(shù)及施工方法應(yīng)與工程土釘完全相同，在注漿體強(qiáng)度不低于6MPa 時(shí)檢驗(yàn)土釘?shù)目拱瘟κ欠駶M足設(shè)計(jì)要求，一般加荷至設(shè)計(jì)抗拔力的1.5 倍，觀察其抗拔力和變形，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)采取措施或給設(shè)計(jì)單位反饋修改設(shè)計(jì)加以改進(jìn)�？拱卧囼�(yàn)操作方法按《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS 96：97 執(zhí)行。
（3）施工監(jiān)測(cè)
土釘墻支護(hù)的施工監(jiān)測(cè)至少應(yīng)包括下列內(nèi)容：
1）支護(hù)位移的測(cè)量。
2）地表開裂狀態(tài)（位置、裂縫寬度）觀察。
3）附近建筑物和重要管線等設(shè)施的變形測(cè)量和裂縫觀察。
4）基坑滲漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。監(jiān)測(cè)過程中應(yīng)特別加強(qiáng)雨天和雨后的監(jiān)測(cè)，以及對(duì)各種可能危及支護(hù)安全的水源進(jìn)行仔細(xì)觀察。
在支護(hù)施工階段，每天監(jiān)測(cè)不少于1-2 次，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)。施工監(jiān)測(cè)過程應(yīng)持續(xù)至整個(gè)基坑回填結(jié)束，支護(hù)退出工作為止。
（4）施工質(zhì)量驗(yàn)收
支護(hù)工程竣工后，應(yīng)由工程建設(shè)單位。監(jiān)理和支護(hù)的施工單位共同按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工程質(zhì)量驗(yàn)收，認(rèn)定合格后予以簽字。工程驗(yàn)收時(shí)，支護(hù)單位應(yīng)提供以下竣工資料：
1）施工方案及施工圖。
2）各種原材料的出廠合格證及材料試驗(yàn)報(bào)告。
3）工程開挖記錄。
4）土釘墻支護(hù)工程質(zhì)量檢驗(yàn)記錄。
5）設(shè)計(jì)變更報(bào)告及重大問題處理文件，反饋設(shè)計(jì)圖。
6）土釘抗拔測(cè)試報(bào)告。
7）支護(hù)位移、沉降及周圍地表、地物等各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容的量測(cè)記錄與觀察報(bào)告。
二、結(jié)論
土釘墻支護(hù)由于能合理利用土體的自承能力，將土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)不可分割的組成部分，做到結(jié)構(gòu)輕、柔性大，有良好的抗震性能，設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便，施工工藝不復(fù)雜、速度快，造價(jià)比較低，而得到廣泛應(yīng)用。
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