土釘墻是用于土體開(kāi)挖時(shí)保持基坑側(cè)壁或邊坡穩(wěn)定的一種擋土結(jié)構(gòu),主要由密布于原位土體中的細(xì)長(zhǎng)桿件-土釘、粘附于土體表面的鋼筋混凝土面層及土釘之間的被加固土體組成,是具有自穩(wěn)能力的原位擋土墻。這是土釘墻的基本形式。土釘墻與各種隔水帷幕、微型樁及預(yù)應(yīng)力錨桿(索)等構(gòu)件結(jié)合起來(lái),又可形成復(fù)合土釘墻。本節(jié)中“土釘墻”一詞一般指基本形式。

一、土釘墻基本形式

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圖 2.4-1 土釘墻基本形式剖面圖

1) 特點(diǎn):

a. 施工設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單,對(duì)基坑形狀適應(yīng)性強(qiáng),經(jīng)濟(jì)性較好;

b. 坑內(nèi)無(wú)支撐體系,可實(shí)現(xiàn)敞開(kāi)式開(kāi)挖;

c. 柔性大,有良好的抗震性和延性,破壞前有變形發(fā)展過(guò)程;

d. 密封性好,完全將土坡表面覆蓋,阻止或限制了地下水從邊坡表面滲出,防止了水土流失及雨水、地下水對(duì)坑壁的侵蝕;

e. 土釘墻靠群體作用保持坑壁穩(wěn)定,當(dāng)某條土釘失效時(shí),周邊土釘會(huì)分擔(dān)其荷載;

f. 施工所需場(chǎng)地小,移動(dòng)靈活,支護(hù)結(jié)構(gòu)基本不單獨(dú)占用場(chǎng)地內(nèi)的空間;

g. 由于孔徑小,與樁等施工工藝相比,穿透卵石、漂石及填石層的能力更強(qiáng);

h. 邊開(kāi)挖邊支護(hù)便于信息化施工,能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及開(kāi)挖暴露的地質(zhì)條件及時(shí)調(diào)整土釘參數(shù);

i. 需占用坑外地下空間;

j. 土釘施工與土方開(kāi)挖交叉進(jìn)行,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工組織要求較高。

2) 適用條件:

a. 開(kāi)挖深度小于 12m、周邊環(huán)境保護(hù)要求不高的基坑工程;

b. 地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、黏性土和弱膠結(jié)砂土的基坑支護(hù);

c. 不適用于以下土層:

(a) 含水豐富的粉細(xì)砂、中細(xì)砂及含水豐富且較為松散的中粗砂、礫砂及卵石層等;

(b) 黏聚力很小、過(guò)于干燥的砂層及相對(duì)密度較小的均勻度較好的砂層;

(c) 有深厚新近填土、淤泥質(zhì)土、淤泥等軟弱土層的地層及膨脹土地層;

(d) 周邊環(huán)境敏感,對(duì)基坑變形要求較為嚴(yán)格的工程,以及不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)超越紅線或鄰近地下建構(gòu)筑物,在可實(shí)施范圍內(nèi)土釘長(zhǎng)度無(wú)法滿足要求的工程。

二、復(fù)合土釘墻

復(fù)核土釘墻主要有土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿(索)、土釘墻+隔水帷幕和土釘墻+微型樁三種常用形式。由于復(fù)核土釘墻是土釘墻基本形式與其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組合,因此土釘墻基本形式的特點(diǎn)和適用條件同樣適用于復(fù)合土釘墻。

1) 土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿(索)

與土釘墻基本形式相比,土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨索形成的復(fù)合土釘墻對(duì)基坑穩(wěn)定性和變形控制更加有利。該圍護(hù)形式適用于對(duì)基坑變形要求相對(duì)較高的基坑。

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圖 2.4-2 土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿(索)

2) 土釘墻+隔水帷幕

土釘墻+隔水帷幕的圍護(hù)形式在基坑周邊設(shè)置封閉的隔水帷幕,可防止坑內(nèi)降水對(duì)坑外環(huán)境產(chǎn)生影響。同時(shí)隔水帷幕對(duì)坑壁土體具有預(yù)加固作用,有利于坑壁的穩(wěn)定和控制基坑變形。該圍護(hù)形式適用于地下水位豐富,周邊環(huán)境對(duì)降水敏感的工程,以及土質(zhì)較差,基坑開(kāi)挖較淺的工程。

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圖 2.4-3 土釘墻+隔水帷幕

3) 土釘墻+微型樁

采用微型樁超前支護(hù)可減小基坑變形。該圍護(hù)形式適用于填土、軟塑狀粘性土等較軟弱土層,需要豎向構(gòu)件增強(qiáng)整體性、復(fù)合體強(qiáng)度及開(kāi)挖面臨時(shí)自立性能的工程;

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圖 2.4-4 土釘墻+微型樁