對(duì)土釘墻的應(yīng)用及施工技術(shù)

　　土釘墻施工方便，效率高效，經(jīng)濟(jì)效益顯著，目前該技術(shù)已在建筑基坑中得到廣泛應(yīng)用。本文作者對(duì)土釘墻的應(yīng)用和施工進(jìn)行了分析。

　　《建筑機(jī)械化》(月刊)創(chuàng)刊于1980年，由中華人民共和國建設(shè)部主管，中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院主辦，是中國質(zhì)量協(xié)會(huì)工程機(jī)械分會(huì)、中國工程機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)用戶工作委員會(huì)會(huì)刊，國內(nèi)外公開發(fā)行，是介紹工程機(jī)械、建設(shè)機(jī)械、機(jī)械化施工及行業(yè)信息的綜合性科技期刊，是國內(nèi)同類刊物中創(chuàng)刊時(shí)間早、發(fā)行范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)、影響力大的權(quán)威性雜志。

　　一、土釘墻的應(yīng)用

　　由于城市建設(shè)用地的限制，建筑發(fā)展模式由平面型向地下或空間發(fā)展成為一大趨勢(shì)。 土釘墻是20世紀(jì)90年代研究開發(fā)成功的一項(xiàng)深基坑支護(hù)新技術(shù)，基坑的開挖深度也越來越深， 同時(shí)周邊環(huán)境越來越復(fù)雜，深基坑開挖的環(huán)境效益問題也日益突出，給深基坑支護(hù)技術(shù)提出了技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用和保護(hù)環(huán)境等更高的要求。土釘墻是由在土體內(nèi)放置一定長度和密度的土釘體構(gòu)成的，土釘與土的相互作用改變了土坡的變形與破壞形態(tài)，顯著提高了土坡的整體穩(wěn)定性，形成了能大大提高原狀土強(qiáng)度和剛度的復(fù)合土體，土釘?shù)淖饔檬腔谶@種主動(dòng)加固的機(jī)制。土釘墻在受荷載過程中推遲了土質(zhì)邊坡塑性變形發(fā)展的階段，而且明顯地呈現(xiàn)出漸進(jìn)變形與開裂破壞并存且逐步擴(kuò)展的現(xiàn)象，直至喪失承受更大荷載的能力， 仍不會(huì)發(fā)生整體性塌滑，且土釘墻在受荷載過程中不會(huì)發(fā)生素土邊坡那樣突發(fā)性的塌滑。

　　土釘墻由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射的混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成。由土釘和面層兩部分構(gòu)成，土釘主要包括打入式土釘和鉆孔注漿土釘兩種形式。土釘是用來加固或同時(shí)錨固現(xiàn)場原位土體的細(xì)長桿件，通常做法是先在土中鉆孔、置入變形鋼筋，然后沿孔全長注漿，注漿方式有低壓注漿與高壓噴射注漿等方式。打入式土釘一般采用鋼管材料打入土中形成。打入式土釘一般釘長較短，施工簡單快速，但不易用于密實(shí)膠結(jié)土中。當(dāng)打入鋼管為周圍帶孔的閉口鋼管時(shí)，可在打入后管內(nèi)注漿，增強(qiáng)土釘與土的粘結(jié)力，提高土釘?shù)目拱文芰Α?/p>

　　二、土釘墻的施工

　　普通土釘墻用做基坑開挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，其墻體從上到下分層構(gòu)筑，典型的施工步驟為： 根據(jù)施工圖和工程地質(zhì)勘探情況設(shè)計(jì)布置土釘墻。基坑開挖一定深度，在這一深度的作業(yè)面上設(shè)置一排土釘并灌漿，噴射混凝土面層，繼續(xù)向下開挖并重復(fù)上述步驟直至設(shè)計(jì)的基坑開挖深度。復(fù)合土釘墻是由普通土釘墻與一種或幾種單項(xiàng)輕型支護(hù)技術(shù)，如預(yù)應(yīng)力錨桿、豎向鋼管、微型樁等，或截水護(hù)壁技術(shù)，又如水泥土深層攪拌樁、旋噴樁等，有機(jī)組合成的支護(hù)截水體系，分為加強(qiáng)型土釘墻、截水型土釘墻和截水加強(qiáng)型土釘墻三大類，復(fù)合土釘墻施工程序是先做支護(hù)后做土釘，具有支護(hù)能力強(qiáng)，適用范圍廣，可作超前支護(hù)，并兼?zhèn)渲ёo(hù)、截水等功能，是一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、施工簡便、經(jīng)濟(jì)合理、綜合性能突出的深基坑支護(hù)技術(shù)。土釘墻的施工流程為：挖土、整理坡面、初噴、打孔眼、插桿、灌注、掛網(wǎng)、復(fù)噴等。

　　2.1 開挖整理坡面。首先是測量放線，根據(jù)基坑支護(hù)方案測量放出開挖線，用白石灰撒在現(xiàn)場，然后開挖工作面，修整邊坡。基坑邊坡應(yīng)分段分層開挖，采用反鏟挖土機(jī)，預(yù)留20cm~30cm 人工修坡，開挖深度在土釘孔位下50cm，邊開挖邊人工修坡。坡面要平整光滑， 坡角未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的則要進(jìn)行專門修整。土釘墻隨著工作面開挖分層施工，挖高度以土體可以自穩(wěn)而不破壞為宜，以便于土釘施工。第 l層挖深 2.5m，布置兩層土釘;第2層挖探2m，布置1層土釘;第3層挖至槽底，布置最后1層土釘。每層開挖的縱向長度考慮土體維持不變形的最長時(shí)間和施工流程的相互銜接，確定為15m。在開挖階段配備技術(shù)人員和測量人員。邊開挖邊修坡。防止欠挖和超挖。

　　2.2 土釘安設(shè)和注漿。邊坡修好之后，應(yīng)該對(duì)土釘進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)置，采用直徑為113cm的洛陽鏟進(jìn)行人工成孔。在這個(gè)過程中。專業(yè)技術(shù)人員要對(duì)成孔的傾斜角度以及深度作一個(gè)有效、科學(xué)的控制，以確保成孔過程中的偏斜率誤差小于 2%。然后.經(jīng)由監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收和審查，通過后方能進(jìn)行土釘?shù)牟荚O(shè)與安裝并進(jìn)行注漿。注漿時(shí)用BWB250/50的注漿泵進(jìn)行注漿。注漿管插值孔底0.5m 處，并壓入水灰比為0.5 的水泥漿，該水、泥漿的壓力約為0.15MPa。漿液初凝前再進(jìn)行 2~3 次的補(bǔ)漿。直至反出清水泥漿為止，注意控制好補(bǔ)漿的時(shí)間(一般為2 個(gè)小時(shí))。且注漿后應(yīng)該時(shí)地封住孔口，這樣是為了防止其他雜質(zhì)的進(jìn)入，導(dǎo)致水泥漿凝固的強(qiáng)度不夠強(qiáng)。同時(shí)，在注漿時(shí)還要注意進(jìn)行面板的設(shè)計(jì)，面板混凝土所采用的水泥為普通的425型硅酸鹽水泥，中砂為l0mm以內(nèi)的石子，強(qiáng)度為C20。布筋網(wǎng)的直徑為20cm，邊坡面板厚度為l0cm。

　　2.3 土釘墻面施工。上道工序完工后， 再綁扎閉合加強(qiáng)筋，將直徑φ6mm的鋼筋，按 30cm×30cm 的網(wǎng)距進(jìn)行焊接， 固定于坡面之上，同時(shí)，在危險(xiǎn)坡上的土釘之間用金屬件連接在一起，以進(jìn)一步加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度。鋼筋搭接長度不小于30d(d 為鋼筋直徑)。經(jīng)驗(yàn)收合格后，噴射l00mm厚的C20細(xì)石混凝土。噴射自下而上分層進(jìn)行。為確保土釘墻面快速成形。噴射混凝土中摻入速凝劑，使其初凝不大于5min，終凝不大于l0min，其噴射厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　三、常采用的超前加固技術(shù)

　　3.1 超前微型樁加固，包括鋼管樁和混凝土樹樁，鋼管樁采用直徑48~150mm的無縫鋼管或焊接鋼管，間距 0.5~1.0m，樁端宜深入基底 l~3m，鋼管樁通過鋼筋網(wǎng)和加強(qiáng)筋與之焊接連成整體。樹根樁即為小直徑鉆孔灌注樁，直徑100～250mm，間距0.5~1.0m，樁端深入基底 l~3m，利用加強(qiáng)筋和噴射混凝土連接成整體。

　　3.2 超前加固注漿，即沿開挖面豎向鉆孔注漿，利用水泥漿滲透固結(jié)土層，即使開挖工作面具有臨時(shí)自穩(wěn)能力，以便施工土釘墻。

　　3.3 超前土釘加固，即沿開挖面施工豎向土釘，其長度不宜小于該層開挖深度的兩倍， 間距宜取300～500ram，超前土釘?shù)纳喜繎?yīng)與已完成的支護(hù)連成一體。

　　3.4 其他超前加固措施，有打人角鋼、槽鋼、螺紋鋼筋、預(yù)制混凝土桿件、木樁、竹樁等，目的均是為了保證開挖坡面的臨時(shí)自穩(wěn)能力，以便于有足夠的時(shí)間做土釘墻。

　　3.5 土釘墻用于超深基坑(深度大于12m)、 高難度基坑(坑邊緊臨建筑物)和軟土基坑(淤泥質(zhì)土)，利用上述新技術(shù)進(jìn)行了有益的嘗試，取得了一定的工程經(jīng)驗(yàn)。

　　四、土釘墻施工質(zhì)量控制

　　4.1 原材料控制。采購的各種材料必須滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。必須選擇堅(jiān)硬、清潔、耐久的材料，禁止使用含有達(dá)到有害的廢物、鹽類、泥、有機(jī)物等的不合格材料，選擇的混合劑不能對(duì)水泥的凝固、水化作用產(chǎn)生有害的影響。

　　4.2 施工工藝控制。土釘孔眼的位置必須根據(jù)受噴面實(shí)際情況和設(shè)計(jì)進(jìn)行布置。作土釘用的鋼筋，使用前須除銹矯直，鋼筋插入深度不得小于設(shè)計(jì)要求的90%，安裝后不得有敲擊或碰撞。灌漿用的砂漿應(yīng)拌和均勻，隨用隨拌。孔眼在灌漿前先用風(fēng)吹凈。灌漿時(shí)從孔底開始，連續(xù)均勻的進(jìn)行。掛鋼筋網(wǎng)前必須將坡面清理平順以使鋼筋網(wǎng)緊靠坡面，鋼筋網(wǎng)與士釘?shù)穆?lián)接必須保證牢固可靠。噴射混凝土的配合比必須經(jīng)試驗(yàn)確定，且隨拌隨用。分層噴射混凝土的后層混凝土應(yīng)在前層混凝土終凝后進(jìn)行噴射，如超過終凝 l小時(shí)以上時(shí)，則受噴面必須先用水、風(fēng)清洗，噴頭應(yīng)與受噴面垂直，其間距以0.6~1.2m為宜。噴頭應(yīng)連續(xù)、緩慢橫向移動(dòng)噴射，厚度應(yīng)保證均勻。噴射混凝土施工終凝2h后及時(shí)進(jìn)行濕潤養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于 14 天。

　　五、土釘墻施工的注意的事項(xiàng)

　　5.1 普通土釘墻應(yīng)注意的事項(xiàng)包括施工前應(yīng)徹底熟悉、掌握工程地質(zhì)勘探情況，地下障礙物分布、埋深情況，地下洞穴、地下管線、滲水井的分布埋深情況。要掌握地下排水管線的材質(zhì)、距離、使用壽命、管徑、排量、充滿情況，是否滲漏，有無損壞等。還要掌握地下水分布情況，及時(shí)掌握豐水期施工地下水變化情況，并及時(shí)調(diào)整土釘分布數(shù)量。在基坑開挖時(shí)，要及時(shí)掌握地基土變化情況，出現(xiàn)砂類土要調(diào)整放坡。出現(xiàn)飽和土要查明原因，調(diào)整施工方案，制定相應(yīng)措施。土釘?shù)脑O(shè)計(jì)位置應(yīng)避開地下隱蔽物、管線、坑道、井穴，對(duì)于給、排水管線，運(yùn)輸通道一側(cè)的加固土釘墻，應(yīng)按復(fù)合土釘墻設(shè)計(jì)。土釘孔注漿應(yīng)派有責(zé)任心的人員實(shí)施，孔口用預(yù)制半月形混凝土塊封堵，以防漿液過多外流，及時(shí)檢查釘孔注漿飽滿度，對(duì)于漿液流失過多釘孔，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿，保證釘孔注漿符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。土釘墻施工要隨時(shí)注意天氣變化，噴射混凝土面層時(shí)盡量避開雨天。普通土釘墻要根據(jù)設(shè)計(jì)要求做好基礎(chǔ)設(shè)施和施工，普通土釘墻基礎(chǔ)是非常重要的構(gòu)件，它是普通土釘墻起穩(wěn)定作用的一個(gè)重要保證，特別是8m以上的普通土釘墻必須按設(shè)計(jì)要求，做好墻基礎(chǔ)。噴射混凝土面層施工，要根據(jù)原材料的含水率，及時(shí)調(diào)整用水量，當(dāng)土釘墻坡度較大，噴射混凝土落地較多時(shí)，應(yīng)及時(shí)回收利用或派專業(yè)抹灰工利用落地混凝土補(bǔ)抹土釘墻，做到因地制宜、就地取材、減少浪費(fèi)。

　　5.2 復(fù)合土釘墻應(yīng)注意的事項(xiàng)主要是要按設(shè)計(jì)要求挖一層地基土施工一層土釘，嚴(yán)禁超挖多層再集中分層補(bǔ)設(shè)土釘。必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基坑開挖，在輕型支護(hù)或截水護(hù)壁及土釘墻強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求之前，嚴(yán)禁超前開挖，以免造成土釘墻及支護(hù)體的損壞，造成安全事故，增加經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，延誤施工工期。還要采用截水護(hù)壁技術(shù)時(shí)，降水井易設(shè)在截水護(hù)壁層外側(cè)。當(dāng)?shù)叵滤惠^高，相鄰建筑物為淺基礎(chǔ)或需采用回灌技術(shù)保護(hù)相鄰建筑物時(shí)，降水井應(yīng)設(shè)在截水護(hù)壁層的內(nèi)側(cè)。

　　六、結(jié)語

　　總之，由于土釘墻能充分利用土體的自承能力的特點(diǎn)，與噴錨支護(hù)相比， 其造價(jià)低， 施工方便。土釘墻技術(shù)成為深基坑支護(hù)中很有競爭力的手段，并大大地提高了其安全性，節(jié)省了工程造價(jià)和施工工期，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。