土钉墙支护技术在深基坑中的应用分析

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷4月11期   作者:葛浩豪
[导读] 现如今我国建筑业发展十分的迅速,伴随着各种高大建筑物的建设,
        葛浩豪
        河南省有色工程勘察有限公司 河南郑东新区   450000
        摘要:现如今我国建筑业发展十分的迅速,伴随着各种高大建筑物的建设,深基坑的支护技术也变得更加的重要。深基坑都具有很大的安全风险,一旦出现风险,往往会发生人员伤亡及重大的社会影响。因此深基坑支护技术是一门重要而又不可或缺的工程学科。喷锚支护技术,是一种基坑支护常见的形式,本文结合实际案例简要说明喷锚基坑支护技术在深基坑中的应用。
关键词:深基坑、土钉墙、基坑支护
        引言:在这个日新月异的时代下,我国的建筑业得到了极大的发展,上海中心大厦、成都绿地中心等等,我们在向高空挑战的同时,地下空间的利用也得到了越来越多的重视。地下停车场、地下商业圈等一批新型地下“风景”的悄然兴起,预示着深基坑的支护技术也成为这些工程的重要组成部分。现如今我国的深基坑施工技术已形成了完整的设计、施工、检测等一整套理论及经验,深基坑施工技术也日趋成熟。
1、土钉支护技术的发展概况
土钉支护技术最早使用的是法国。1980年我国在山西柳湾煤矿的边坡工程中首次使用。1992年以后逐步用于城市建筑基坑开挖中的边坡支护。现在,土钉支护技术广泛应用于我国的北京、山东、河南、湖北、四川、湖南等地。
2、深基坑支护结构的类型
        现如今随着科技的发展和社会的进步,在基坑开挖时,根据地质条件、周边环境、工程造价等因素,深基坑的支护结构形式主要有:锚拉式支挡结构、支撑式支挡结构、支悬臂式支挡结构、双排桩、土钉墙等。土钉墙是由纵横向密布的土钉群、喷射混凝土面层及原位土体所组成的支护结构。土钉墙支护充分利用土层介质的自承力,形成稳定结构,承担较小的变形压力。其中土钉是设置在基坑侧壁土体内的承受拉力和剪力的杆件。土钉施工是通过打孔、插入钢筋、注浆形成的。
土钉墙支护是边开挖边支护,流水作业。主要适用于黏土、粉土等底层,若土钉墙施工范围内有地下水,则应采取降水措施并应预留泄水孔。
3、土钉墙支护技术稳定边坡的优点:
(1)可以显著提高边坡的整体稳定性,减少雨水对边坡的冲刷破坏;
(2)施工速度快噪音小,对周边环境影响少;
(3)工程造价较,其他支护形式低,经济效益好;
(4)施工时占用场地少,尤其对场地狭小、放坡困难的边坡更有优势。
4、复合式土钉墙类型
土钉还可以与之水帷幕、预应力锚杆、微型桩等组合成为复合式土钉支护结构。这种结构比单独的土钉墙支护结构适用范围更广。
5、工程实例中的应用
在郑州市中原区华侨城二号院小区建设项目的基坑支护工程中便采用土钉墙的支护形式。拟建小区基坑最大开挖8.95m,基坑开挖深度范围内主要由粉土、粉质黏土构成。基坑东侧与另外一个基坑相邻,且相邻基坑支护工作已完成,邻近基坑开挖深度为8.0-9.4m,支护主要采用土钉墙支护,局部采用预应力锚索及钢板桩进行加固。相邻基坑支护工程中所用的土钉、锚索已进入我方土方开挖范围内,本项目基坑开挖完成后与邻近基坑之间会遗留一道上部宽度4m-5m,下部宽度6m-7.5m横截面为梯形的土墙。设计要求尽可能的利用邻近基坑原有的支护结构形式,以减少对支护结构和土层的扰动。锚索应进行张拉,形成对拉锚索进一步加强土体的稳定性,确保基坑安全。部分设计图纸如下图:























 
该项目勘察报告反映未发现诸如塌陷、岩溶、滑坡、采空区、地面沉降、地裂缝等不良地质作用,也未发现影响地基稳定性的沟滨、古河道等对工程不利的埋藏物。场地内未发现不良地质作用,场地稳定土质较好,有良好的自立性,无地下水,但是基坑周边环境复杂,施工影响因素多,根据设计图纸要求,确定该工程控制重点及要点是在开挖过程中尽快进行基坑支护及保证土体稳定和邻近基坑的安全。
5.1主要具体措施如下:
(1)土方开挖严格按照设计要求,分层、分段开挖,每层开挖深度不超过1m;
(2)基坑出现裂缝时,应会同设计、监理等单位对裂缝进行评估,必要时采取注浆、增加土钉等措施;
(3)因邻近基坑锚索与土钉为交错布置,在锚索满足张拉条件后,立即进行张拉,减少土体处于无支护状态的时间,锚索张拉在当天张拉完毕;
(4)应及时快速的进行土钉及支护结构的施工。
(5)做好防水工作,在坡顶应有一定坡度确保无积水,坡脚设排水沟。
(6)在上层支护结构的强度没有达到设计要求时,严禁进行下一层的施工,并做好养护及基坑监测工作。
(7)严格控制混凝土,确保混凝土强度、初凝时间、喷射厚度符合要求
5.2土钉工艺流程
开挖工作面→修坡→测量放线→土钉成空→安装土钉→注浆→铺设、固定钢筋网→喷射混凝土面。
5.3土钉制作
土钉采用螺纹钢制作,为保证土钉位于孔中心部位,应该在钢筋上焊接定位支架,支架应不妨碍注浆时浆液的流动。
5.4注浆
土钉注浆是土钉墙施工过程中最关键的步骤,注浆的结果直接影响着土钉质量。注浆前应将孔内的杂土清除干净,并在孔口设置排气孔和止浆塞。注浆时应从孔底250~500mm处开始,至水泥浆从孔口流出后,再缓慢抽出注浆管,24h后从孔口处补注浆。
水泥浆或水泥砂浆应拌合均匀,随拌随用。要严格按照设计水灰比进行浆液的调配。
5.5喷射砼面层
在边坡上垂直打入短钢筋作为厚度控制的依据。混凝土原材料应进场检验合格后方可进行。喷射混凝土时采用干法喷射砼。喷射混凝土采用P.O42.5级水泥,细骨料采用中粗砂,且砂的含泥量应小于3%,粗骨料选用最大粒径不大于20mm的级配碎石;喷射混凝土面层强度为C20,配合比通过现场取样试验确定,水泥与砂石的重量比宜取1:4~1:4.5,一般采用水泥:砂:碎石重量比为1:2:2,面层厚度不小于80mm;喷射混凝土应自下而上喷射,喷头与受喷面距离宜控制在0.6-1.0m范围内,射流方向垂直指向喷射面,但在钢筋部位,应先喷钢筋后方,然后再喷填钢筋前方,防止在钢筋背面出现空隙,喷射混凝土前应确保钢筋的保护层。
当连续5天以上日平均气温低于5°C以下,且最低气温-5°C以下时应考虑在混凝土中掺加防冻剂,面层喷射完成后挂草袋进行养护。喷射混凝土面层强度可用边长100mm立方试块进行测定。
5.6养护
要求在喷过的混凝土终凝两小时后应喷水养护。
本工程得以顺利的实施,说明土钉墙支护结构及其组合形式实用性强,充分的体现了该支护结构可靠性和安全性,也离不开我国经济技术的飞速发展。
参考文献;
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2016
2、中原华侨城二号院勘察及相关设计文件
3、《建筑施工技术》钟汉华 人民邮电出版社有限公司



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