工程實(shí)例講解：土釘支護(hù)在深基坑護(hù)壁工程中的運(yùn)用

　　某醫(yī)院放療樓工程地上兩層，地下室一層，基礎(chǔ)埋置深度為9.5m(主要是防止輻射)。本施工現(xiàn)場十分狹小，且基坑與部分建筑物較近，最近的部位不足1米。為了保證基坑的穩(wěn)定，需對基坑進(jìn)行支護(hù)。具體位置見基坑平面圖。

 

　　土釘支護(hù)用于基坑工程具有經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠特點(diǎn)。可用于基坑直立開挖或陡坡開挖。坑的深度不宜超18米，使用期限不宜超過18個(gè)月。土釘支護(hù)適用可塑硬塑或堅(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風(fēng)化巖層等。在松散砂土和夾有局部軟塑流塑粘性土的土層中采用土釘支護(hù)時(shí)應(yīng)在開挖前預(yù)先對開挖面上的土體進(jìn)行加固如采用注漿或微型樁托換。

 

 

　　(一)地層參數(shù)

 

　　1、1m厚雜填土。C=0Kpa，Φ=0，γ=18.6KN/m3

　　2、2.7m厚黃土狀粉質(zhì)粘土。C=28 Kpa，Φ=30，γ=19KN/m3

　　3、1.7m厚的黃土狀粘土夾粉質(zhì)粘土。C=55 Kpa，Φ=24，γ=19KN/m3

　　4、5.1m厚的黃土狀粉質(zhì)粘土。C= 42 Kpa，Φ=26，γ=19KN/m3

　　5、4m厚的黃土狀粉質(zhì)粘土夾粉土。C=58 Kpa，Φ=22，γ=19KN/m3

 

　　(二)、設(shè)計(jì)指標(biāo)

 

　　1、坡頂設(shè)計(jì)堆載為40KN/m2 主要考慮在坡上建筑物荷載，另一種坑邊離建筑物較遠(yuǎn)的坡頂堆載為20KNKN/m2，具體位置見支護(hù)平面布置圖。

　　2、設(shè)計(jì)考慮坡度87°~90°。

　　3、基坑深度9.5m.

　　4、土釘傾角為15o.

　　5、土釘水平間距1500，土釘垂直間距1500(從上至下共6排)。

　　6、孔徑100.

　　7、護(hù)壁施工與土方工程同時(shí)進(jìn)行。

　　8、側(cè)摩阻力取120*0.8=96KPa.

　　9、土釘局部穩(wěn)定性安全系數(shù)1.2.

　　10、內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)1.3.

　　11、邊坡穩(wěn)定保證期4個(gè)月。

 

　　(三)、計(jì)算過程

 

　　1、 計(jì)算模型建立如圖。

 

　　2、計(jì)算過程

 

　　計(jì)算采用理正超級土釘設(shè)計(jì)軟件計(jì)算，最后取值結(jié)果結(jié)合了本地區(qū)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)。

 

　　3、計(jì)算結(jié)果結(jié)合本地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)后的實(shí)際取值及節(jié)點(diǎn)圖

 

　　(1)、第一區(qū)(為離建筑物較近的部分)

 

　�、佟⑼玲敳捎�φ25及φ20鋼筋具體見圖示。

　　②、土釘從上到下分為六排，第一排距地面1m，其它每1.5m一排。第一、二排長度12米，第三排長度為 8.5米，第四排長度為7米，第五排長度為6.5米，第六排長為6米。圖中的土釘長度均不含外露部分，加工時(shí)在圖中尺寸的基礎(chǔ)上加長150(預(yù)應(yīng)力部分按結(jié)點(diǎn))。

　�、�、為防止開挖過程中對建筑影響過大，本區(qū)設(shè)計(jì)采用了超前微型鋼管樁，間距1米，具體要求見圖示。

　�、�、坑上即為已有建筑物，建筑物內(nèi)醫(yī)療不能中斷，此部分的坑壁上緣有任何的變形，都會(huì)造成房子的開裂，甚至?xí)�造成安全事故，為防止在基坑作業(yè)的近3個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，基坑上部不變形，此區(qū)域采用了預(yù)應(yīng)力土釘。

 

　　(2)、其它區(qū)

 

　�、�、土釘采用φ25及φ20鋼筋具體見圖示。

　　②、土釘從上到下分為六排，第一排距地面1m，其它每1.5m一排。第一、二排長度11米，第三排長度為8.5米，第四排長度為7米，第五、六排長度為6米。

 

　　(3)噴射面配筋

 

　　分布筋均為φ6.5@200×200mm.土釘水平豎向用2φ14加強(qiáng)鋼筋連接，加強(qiáng)筋穿過錨頭里邊，并與錨頭焊接，焊接長度為140.

 

　　(4)注漿、細(xì)石砼面板

 

　�、佟⒆�漿水灰比為0.5，壓力為0.3-0.5Mpa，水泥砂漿配比為1:1~1:2，32.5R水泥。強(qiáng)度不低于12Mpa，3天不低于6MPa.

　�、�、細(xì)石砼面板厚100，配比為水泥:砂:石子=1:2:2，水灰比為0.4~0.45.32.5R水泥。強(qiáng)度不低于C20，3天不低于10MPa.

 

 

　　(一)、工藝流程

 

　　1、非預(yù)應(yīng)力部分:修理邊坡→造孔→釘桿安設(shè)→注漿→掛網(wǎng)→錨頭固定→噴射細(xì)石砼

　　2、預(yù)應(yīng)力部分:修理邊坡→造孔→釘桿安設(shè)→注漿→掛網(wǎng)→噴射細(xì)石砼→預(yù)應(yīng)力張拉

 

　　(二)、開挖土方及修理邊坡

 

　　土方開挖必須緊密配合土釘支護(hù)施工。土方開挖采用挖掘機(jī)分段分層開挖，嚴(yán)格做到開挖一層，支護(hù)一層，上一層未支護(hù)完或達(dá)不到一定的強(qiáng)度，不得開挖下一層，每層開挖深度以1.5m-3m為宜(在坑壁上不堆載的情況下)，嚴(yán)禁超挖。

 

　　機(jī)械開挖后，及時(shí)配合人工修整壁面，要求達(dá)到平整，可稍帶坡度，坡度以1:0.1為宜，邊坡的軸線位置要準(zhǔn)確，嚴(yán)禁護(hù)壁后掏挖。必要時(shí)先噴射一層30㎜厚左右的砼，以保護(hù)開挖壁面。嚴(yán)格控制邊壁周圍積水。

 

　　(三)、鉆孔

 

　　1、鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)，定出孔位，作出標(biāo)記�？讖�100mm.

　　2、土釘水平方向孔距偏差不得大于50mm，豎直方向孔距偏差不得大于100mm.

　　3、鉆孔底部的偏斜尺寸不得大于桿的3%.

　　4、孔深不得小于設(shè)計(jì)長度，也不得大于設(shè)計(jì)的1%。

 

　　(四)、土釘制作與安放:

 

　　1、桿體鋼筋應(yīng)平直，除油、除銹。

　　2、如需焊接時(shí)，焊接長度10d.

　　3、土釘沿軸線方向，每2m采用Φ6.5鋼筋做對中支架，以保證桿體在孔中央。

　　4、安放桿體時(shí)，應(yīng)防止桿體的變形。注漿管隨桿體一同放入。注漿管距孔底宜為50~100mm.

　　5、桿體插入孔的深度不得小于桿體的95%。桿體放入后，不得隨意敲擊，不得懸掛重物。

　　6、普通土釘外端頭井字型焊接4Ф20鋼筋，每根鋼筋長650㎜，以增強(qiáng)抗拔力和固定鋼筋網(wǎng)。(預(yù)應(yīng)力部分按結(jié)點(diǎn))

 

　　(五)錨頭施工

 

　　1、普通錨頭

　　錨頭采用4Ф20鋼筋組成井字形，形式如圖，每根鋼筋長650㎜，與土釘部分焊接要牢固。

　　2、預(yù)應(yīng)力錨頭作法如下圖:

 

　　(六)、注漿

 

　　1、注漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，應(yīng)在初凝前用完。

　　2、注漿時(shí)當(dāng)能看到孔內(nèi)的漿體時(shí)，可邊注漿，邊緩慢地拔出注管，且注漿管始終不得露出漿體。注漿壓力不小于0.3-0.5Mpa.

　　3、注漿到孔口時(shí)，應(yīng)停注封孔。

　　4、當(dāng)漿體凝固后，不能充滿錨固體時(shí)，應(yīng)補(bǔ)注。

　　5、注漿完成后，應(yīng)器械清洗干凈，以便下次再用。

　　6、注漿時(shí)按規(guī)范做好記錄。

 

　　(七)、掛網(wǎng)

 

　　1、外網(wǎng)與桿連接要牢固，鋼筋網(wǎng)采用Φ6.5@200雙向鋼筋，接頭搭接>300㎜，用扎絲綁扎牢固，縱向鋼筋插入土中長度應(yīng)>300㎜.焊接時(shí)要有一定的搭焊長度，單面焊時(shí)為10d.

　　2、網(wǎng)掛好后，加入加強(qiáng)筋。

　　3、網(wǎng)在噴砼時(shí)不得有晃動(dòng)。

 

　　(八)噴射砼施工

 

　　噴射面板厚度為100mm，在工作面情況不好時(shí)可進(jìn)行初噴。采用干噴法，采用32.5R 普通硅酸鹽水泥，骨料為中砂和粒徑為5~10㎜的碎石，砼強(qiáng)度>C20，水泥:砂:石:水=1:2:2:0.5，摻速凝劑10%;噴射槍頭處的工作風(fēng)壓保持在0.3MPa;噴頭應(yīng)盡量與受噴面保持垂直，減少回彈及砼流淌現(xiàn)象。在面板上應(yīng)2000×2000間隔留置一個(gè)100×100的泄水洞，此點(diǎn)非常重要，但現(xiàn)場很多施工人員容易忽略此點(diǎn)，如果不留泄水洞，在有滲水時(shí)，水壓將非常大，可能會(huì)給基坑造成災(zāi)害性的結(jié)果。

 

　　(九)、預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉與鎖定

 

　　1、錨桿張拉前應(yīng)對張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定;臺坐的承壓面應(yīng)平整，并與錨桿的軸線方向垂直;

 

　　2、錨固體與臺座混凝土的強(qiáng)度均≥15Mpa時(shí)，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加，施加預(yù)應(yīng)力不大于錨固力的30%.具體按下面說明進(jìn)行:第一排錨桿自由段為1米，預(yù)應(yīng)力施加30KN.第二排自由段長度為2米，預(yù)應(yīng)力施加60KN.以上要求是針對本工程的物殊性而做為的，如設(shè)計(jì)中完全依賴預(yù)應(yīng)力，應(yīng)參照規(guī)范執(zhí)行。

 

　　3、錨桿張拉應(yīng)考慮對鄰近錨桿的影響，控制應(yīng)力不超過0.6fptk.

 

　　4、錨桿鎖定后，若發(fā)現(xiàn)有明顯的預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

 

 

　　1、施工現(xiàn)場設(shè)立工程技術(shù)組，全面負(fù)責(zé)整個(gè)工程中的有關(guān)技術(shù)及質(zhì)量安全，及時(shí)解決施工中出現(xiàn)的各類問題監(jiān)督各道工序質(zhì)量。

 

　　2、施工前應(yīng)詳細(xì)了解有關(guān)基坑周圍地下管網(wǎng)及障礙物情況，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施，保證施工質(zhì)量，且不對已有管道或電纜造成破壞。

 

　　3、嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，必須采用有出廠合格證或化驗(yàn)的鋼材、水泥，并對進(jìn)行有關(guān)的試驗(yàn)，杜絕使用不合格材料。

 

　　4、在施工期間和施工后要做好坡面排水，坑壁附近不得有積水。

 

 

　　土釘支護(hù)的施工監(jiān)測至少應(yīng)包括下列內(nèi)容

 

　　1、支護(hù)位移的量測。

 

　　2、地表開裂狀態(tài)位置裂寬的觀察。

 

　　3、附近建筑物和重要管線等設(shè)施的變形測量和裂縫觀察。

 

　　4、基坑滲漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。

 

　　5、在支護(hù)施工階段每天監(jiān)測不少于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)測次數(shù)，施工監(jiān)測過程應(yīng)持續(xù)至整個(gè)基坑回填結(jié)束支護(hù)退出工作為止。

 

　　6、對支護(hù)位移的量測至少應(yīng)有基坑邊壁頂部的水平位移與垂直沉降。測點(diǎn)位置應(yīng)選在變形最大或局部地質(zhì)條件最為不利的地段測點(diǎn)總數(shù)不宜小于3個(gè)，測點(diǎn)間距不宜大于30米。當(dāng)基坑附近有重要建筑物等設(shè)施時(shí)也應(yīng)在相應(yīng)位置設(shè)置測點(diǎn)，宜用精密水準(zhǔn)儀和精密經(jīng)緯儀必要時(shí)還可用測斜儀量測支護(hù)土體的水平位移，用收斂計(jì)監(jiān)測位移的穩(wěn)定過程等。

 

　　7、在可能情況下宜同時(shí)測定基坑邊壁不同深度位置處的水平位移，以及地表離基坑邊壁不同距離處的沉降，給出地表沉降曲線。

 

　　8、應(yīng)特別加強(qiáng)雨天和雨后的監(jiān)測以及對各種可能危及支護(hù)安全的水害來源。如場地周圍生產(chǎn)生活排水，上下水道、貯水池罐、化糞池滲漏水。

 

 

　　目前此工程已近交工，坑壁頂部邊緣實(shí)測位移和沉降在有建筑物的部分幾乎無變化，在其它部分即沒有預(yù)應(yīng)力的部分，沉降和位移都不大于5mm，達(dá)到預(yù)期效果。

 

　　[參考文獻(xiàn)]

 

　　[1]《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(CECS96:97)

　　[2] 江正榮，《建筑施工計(jì)算手冊》

　　[3] 《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)