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土钉墙支护技术在建筑深基坑工程中的应用

  文章简述了土钉墙支护技术工作机理及特点,并基于工程实践,分析了土钉墙支护技术在建筑深基坑工程中的施工工艺及施工点,以供参考。
关键词深基坑 土钉墙支护技术 施工
随着经济发展,人们生活水平的提高,建筑行业的高层、超高层逐渐增多,基坑深度也在增加,促成了深基坑工程施工技术的不断进步,土钉墙支护技术由于具有材料用量少,施工速度快,安全可靠,经济等优点在深基坑围护中得到广泛应用。
一、土钉墙支护技术概述
在现代高层建筑基坑工程中,土钉墙及其复合支护以及经济实用、安全可靠的特点优势正逐渐得到越来越广泛的运用。利用土钉墙作为深基坑支护的施工技术,以其独特的受力性能,良好的技术经济效果,被越来越多地使用于工程项目中,并取得了明显的技术经济效益。
土钉墙是一种原位加固土技术,就其作用机理而言,既不同于桩、墙围护结构体系,又有别于水泥土重力式挡墙,它对土坡稳定的主作用是注浆土钉 通过置换和护渗,改变土体性质,土钉与土体间相互作用,土钉自身承受拉、压、弯、剪及面层土压力,有效地提高土体的抗剪强度和整体“刚度”,土钉在“土钉 墙”复合体内犹如钢筋网架一样,具有骨架作用,并与土体形成一个完整的整体,如同挡土墙那样共同承担土压力和外荷作用,制约边坡变形,从而使开挖边坡稳 定。在复合体内,外来荷载主由土钉承担,并在复合体内起着应力传递和均匀扩散的作用,使所受外来荷载能均匀地传递扩散。土钉与喷射坡面的固化水泥浆相结 合,能有效地限制坡面土体侧向变形,加强边坡约束。因此,在这种支护形式中,计算分析必须注意满足复合体特定的内部和外部稳定性验算。对变形有严格求的 护坡工程,土钉墙应做变形预测分析,符合求后方可采用,土钉墙技术适用于在地下水位较低或坑外有降水基坑土体加固,不宜兼作截水结构,也不宜用于没有临 时自稳能力的软弱土层。
二、土钉墙施工工艺
(一)土钉墙支护施工工艺流程
挖土→整理坡面→初喷→打孔眼→插杆→灌注→挂网→复喷。
(二)施工准备
(1)技术准备组织技术人员熟识工程勘察报告、设计图纸、图纸会审纪;技术人员向工长和各工序负责人进一步进行技术交底,明确施工求和质量控制的重点和难点。
(2)人力和物力准备调配精良的管理、技术人员组建施工项目部;调查、比选钢材、水泥、地材等供应商,择优选定;做好施工设备的检修、零配件的采购工作,确保设备的完好率;做好机具、杆具的加工和修配工作;做好工程材料的订货、采购、运输、进场工作。
(3)施工现场准备合理地规划和布置施工现场;检查临时性的生产生活设施是否满足施工需施工设备辅助设备的进场、组装和试运转。
(三)施工方法
(1)测量放线根据基坑开挖图放出基坑开挖上口线,并在场区四周围作标记,以备开挖后测放边线。
(2)土方开挖开挖作业分层开挖,分层支护,边开挖边支护,即前一层土钉完成注浆1天以上方可进行下一层边坡面的开挖,把土方开挖和支护 施工密切配合,使开挖进程和土钉墙施工形成循环作业;土方的开挖应严格地遵循分段的原则,一般作业段长度应控制在10m以内,也应严格地遵循分层方法,严 禁超挖,达到控制土体的初始位移。
(2)修坡开挖之后,为尽量缩短边坡土体的裸露时间,在边坡修整完后应立即喷射基层混凝土。一般在7天后土钉墙固结可以达到足够强度,然后 进行下一层土体的开挖,而且边坡修整应采用人工,这样,一方面增加混凝土面层与土体的粘聚力,确保挂网及喷砼的质量,另一方面也保持了坡面平整。
(3)安设土钉安设土钉前,可以采用冲击钻等成孔,如击入的是钻孔注浆土钉,对于注浆钢管设置注浆口,并在注浆口的附近焊接角钢支架,以 减少地基土进入注浆管内及注浆土钉有足够的直径,同时保持一定的倾斜度;同时,钢管击入过程中不可避免地将地基土挤入注浆钢管内,为确保土钉的注浆质 量,在土钉注浆前应对钢管实施清孔。
(4)铺设钢筋网将钢筋拉直,钢筋网片按照设计求绑扎连接,其长度及相临搭接接头错开长度符合规范求,如果有不能满足规范求的,必须 用焊接,焊缝长度也符合规范求。绑扎钢筋网时留好搭接钢筋,钢筋网与下层钢筋网搭接,长度为25倍钢筋直径,钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设,钢 筋与坡面的间距宜大于20mm,钢筋网与土钉锚固装置连接牢固,喷射混凝土时钢筋才能不晃动。钢筋网检查合格后及时进行隐蔽验收。
(5)基坑施工监测在施工建设中,基坑的安全是施工的关键。为此,随时掌握开挖及支护施工整个过程中边坡的动态变化,对支护施工过程严 格实施基坑监测,并把获得的变化信息通过修改设计反馈到施工工作中去,以指导施工正常进行。在土钉墙施工前,应预先在坡面上设置恰当的观测点,监测主针 对坡顶水平位移和坡顶沉降。沿基坑边约每5~10m设一个测点,基坑开挖期间,每天测一次,正常情况下3一10天测一次。当观测土体位移的当日最大水平位 移量超过60mm时,应采取有效的施工措施,如可以加长土钉长度等以确保土钉墙的安全;基坑沉降观测也应在控制范围内,保证基坑附近的建筑物处于安全、稳 定的状态。
(四)施工质量管理技术措施
(1)严格按土钉墙工艺流程进行施工,严把工序质量关,工序岗位人员先自检合格后,施工人员、质检员进行抽检,层层负责,严把质量关。
(2)土钉主体用材和挂网用材,有厂家质保书。
(3)注浆和喷射用水泥,有厂家质保书,并提供成分化验单;喷射砼采用R425级早强型硅酸盐水泥。采用坚硬耐久的中、粗砂和坚硬耐久的卵石或碎石,子最大粒径不宜超过8mm;喷射砼、注浆用水,不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质,不使用污水及酸性水。
(4)喷射砼面层外观平整,应无侵入净空、空鼓、开裂、露筋。
(5)铺设钢筋网前,应先调直钢筋,网格尺寸应符合设计求,网格为正方形布置,钢筋网搭接可采用焊接或绑扎。
(6)施工中及时收集资料,认真填写各项原始记录,按设计求进行认真检查、核对。
(7)根据土钉墙工艺的求,严格控制注浆、喷射砼配合比。
(8)严格按土钉墙施工操作程序施工,前一道工序施工完毕后,必须经现场技术人员检查合格后,才能施工下一道工序,特别是隐蔽工程待验收签字之后才能施工。
(五)施工安全管理措施
(1)制定安全生产责任制,明确项目经理为项目安全生产第一责任人,对有关的管理、执行和检查人员都明确具体职责,做到分工明确,各负其责;
(2)制定基坑专项施工方案,分析确定危险部位和过程,并制定相应的应急措施,使这些危险部位和过程能得到有效控制;
(3)坚持“安全第一、预防为主”的方针,加强对职工的安全教育,并体现全面、全员、全过程的原则,确保只有经过安全教育的人员才能上岗。
结束语
土钉墙是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构,它是由放置于原位土体中的土钉群、被加固的原位土体、混凝土面层共同组成 的,土钉墙可充分利用土的自稳能力,借助土体的主动加固作用,从而显著提高基坑边坡的稳定性用,同时其具有施工速度快、造价低、对场地的求低、安全可靠 等特点,逐渐得到工程技术界的认同,具有广阔的发展前景。
参考文献
1商越飞.结合实际案例谈土钉支护技术的应用J.建材与装饰上旬.市场营销,2009(12).
2闫松,李建委,白云峰.土钉支护在某深基坑施工中的应用J.工程建设与设计,2009(12).
3马春民,刘旭光.试述深基坑工程中土钉墙支护的应用J.黑龙江科技信息,2009(33).