復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在高層建筑深基坑施工中的應(yīng)用

琚 曉 平

(山西省第二建筑工程公司，山西 太原 030013)

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復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在高層建筑深基坑施工中的應(yīng)用

琚 曉 平

(山西省第二建筑工程公司，山西 太原 030013)

簡(jiǎn)述了復(fù)合土釘墻支護(hù)施工的技術(shù)原理及特點(diǎn)，分析了深基坑復(fù)合土釘墻支護(hù)施工工序及注意事項(xiàng)，探討了深基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)與質(zhì)量檢測(cè)的主要內(nèi)容，為復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

復(fù)合土釘墻，深基坑，支護(hù)施工，質(zhì)量檢測(cè)

土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。土釘墻的做法與礦山加固坑道用的噴錨網(wǎng)加固巖體的做法類似，故也稱為噴錨網(wǎng)加固邊坡或噴錨網(wǎng)擋墻，JGJ 120—99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程正式定名為土釘墻。由天然土體通過土釘就地加固，并與噴射混凝土面板相結(jié)合，形成一個(gè)類似重力擋土墻結(jié)構(gòu)，以此來抵抗墻后的土壓力，從而保持基坑開挖面的穩(wěn)定，這種利用土體加固及土釘共同受力的土擋墻稱為復(fù)合土釘墻。復(fù)合土釘墻是針對(duì)單純土釘墻受力和支護(hù)應(yīng)用上的缺點(diǎn)，對(duì)土釘?shù)难a(bǔ)強(qiáng)和修正。近年來，高層建筑林立，已然成為城市化建設(shè)中一道亮麗的風(fēng)景線，深基坑是保證高層建筑穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，而復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在深基坑施工中應(yīng)用十分廣泛。基于此，加強(qiáng)對(duì)復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在建筑深基坑施工中應(yīng)用的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工的原理及技術(shù)特點(diǎn)

1.1 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)原理

所謂的土釘墻支護(hù)施工，主要是利用土釘支護(hù)在施工場(chǎng)地進(jìn)行土體加固施工，再利用噴射的混凝土與鋼筋網(wǎng)結(jié)合起來，形成一個(gè)有效的土釘體，和巖土體協(xié)同作用，保證了土體的整體強(qiáng)度，消除了巖土體自身強(qiáng)度弱的問題，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性；土釘本身具有一定的強(qiáng)度與剛度，通過密集的分布，與巖土體形成一個(gè)有機(jī)的復(fù)合體，不僅有效地提高了土體的整體剛度，還彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。通過相互作用、土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞的性狀，顯著提高了整體穩(wěn)定性，能夠?qū)r土體的整體變形起到良好的約束作用。同時(shí)，在巖土體與土釘摩擦力的作用下，也能對(duì)巖土體變形起到制約作用；在復(fù)合體中，巖土體與土釘一同承擔(dān)外界的荷載力，同時(shí)承擔(dān)復(fù)合體自身的重力。可以看出，土釘能夠在一定程度上分擔(dān)荷載力，巖土體塑形后，土釘承擔(dān)的應(yīng)力作用逐漸加強(qiáng)，避免了復(fù)合體出現(xiàn)裂縫、變形的問題，確保了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.2 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù)特點(diǎn)

復(fù)合土釘墻應(yīng)用于基坑開挖支護(hù)和挖方邊坡穩(wěn)定有以下特點(diǎn):1)形成土釘復(fù)合體，顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力。2)施工設(shè)備簡(jiǎn)單，由于釘長(zhǎng)一般比錨桿的長(zhǎng)度小的多，不加預(yù)應(yīng)力，所以設(shè)備簡(jiǎn)單。3)隨基坑開挖逐層分段開挖作業(yè)，不占或少占單獨(dú)作業(yè)時(shí)間，施工效率高，占用周期短。4)施工不需單獨(dú)占用場(chǎng)地，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狹小，放坡困難，有相鄰建筑物時(shí)顯示其優(yōu)越性。5)復(fù)合土釘墻成本費(fèi)較其他支護(hù)結(jié)構(gòu)顯著降低。6)施工噪聲、振動(dòng)小，不影響環(huán)境。7)復(fù)合土釘墻本身變形很小，對(duì)相鄰建筑物影響不大。另外，復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在建筑深基坑施工中的運(yùn)用，往往會(huì)使用較多的土釘，土釘密度較小，在施工期間，即使某一個(gè)土釘松動(dòng)失去作用，對(duì)整體的支護(hù)效果也不會(huì)造成較大的影響。也可以說，復(fù)合土釘墻支護(hù)施工過程中，使用的土釘數(shù)量與支護(hù)質(zhì)量成正比，土釘數(shù)量越多，支護(hù)結(jié)構(gòu)越加穩(wěn)固。復(fù)合土釘墻支護(hù)與樁支護(hù)、連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)相比，不用使用過多的建筑材料，大大節(jié)約了資源，給施工企業(yè)創(chuàng)造了更大的利潤(rùn)。

2 建筑深基坑復(fù)合土釘墻支護(hù)施工工序

近年來，深基坑工程越來越多，對(duì)復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用也更加熟練，逐漸形成一套完善的復(fù)合土釘墻支護(hù)施工工藝。在深基坑復(fù)合土釘墻支護(hù)施工過程中，基坑的周邊都設(shè)置了關(guān)于墻體坡頂沉降觀察點(diǎn)、水位觀察孔、土體測(cè)斜孔等等，同時(shí)將土體壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在土體中，保證對(duì)基坑周邊的圍護(hù)結(jié)構(gòu)情況實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。復(fù)合土釘墻墻面存在較小的坡度，同時(shí)保證復(fù)合土釘墻面層和土釘連接緊密，將加強(qiáng)鋼板、承壓板或壓筋等構(gòu)造措施設(shè)置在復(fù)合土釘墻體系中，通過焊接的方式與土釘相連。在復(fù)合土釘墻基坑的側(cè)壁安全等級(jí)一般為2級(jí)～3級(jí)，如果地下水位比基坑滌棉高，必須及時(shí)的采取攔截、降水位等措施。

2.1 深基坑復(fù)合土釘墻支護(hù)施工

第一，在施工前必須做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，包括制定施工方案。具體來說，前期準(zhǔn)備不僅需要進(jìn)行測(cè)量放線，還需要對(duì)進(jìn)場(chǎng)的材料、機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，同時(shí)調(diào)試好相關(guān)的機(jī)械，另外對(duì)土釘進(jìn)行技術(shù)加工，布控相關(guān)的監(jiān)控點(diǎn)。并且復(fù)合土釘墻的墻面坡度不宜大于1∶0.2。第二，在基坑中，為了保證開挖的穩(wěn)定性，一般通過井點(diǎn)降水，在基坑周邊2 m距離處設(shè)置排水溝。在基坑施工過程中，為了保證地下水位始終在開挖面以下，保證開挖施工處在無水環(huán)境下，排水施工至關(guān)重要，關(guān)系到復(fù)合土釘墻受力的穩(wěn)定性。第三，當(dāng)噴射的混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)就可以進(jìn)行定位放線工作，同時(shí)在鉆孔位置前架設(shè)鉆孔設(shè)備開始作業(yè)。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)的深度時(shí)，利用高壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行清孔處理，并對(duì)孔的深度進(jìn)行測(cè)量。在具體的施工過程中，如果遇到局部松散土質(zhì)，導(dǎo)致不成孔或者是鉆孔遇到堅(jiān)硬的障礙物時(shí)，需要采用錨管土釘，達(dá)到與混凝土土釘同等的效果。第四，采用專門的監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)成孔進(jìn)行檢查，檢查滿足相關(guān)要求后就可以進(jìn)行土釘?shù)陌卜拧Ｍ玲旈L(zhǎng)度宜為開挖深度的0.5倍～1.2倍，土釘?shù)拈g距宜為0.6 m～1.2 m，土釘與水平夾角為10°～20°。土釘宜選用Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)螺紋鋼筋，直徑16～32，鉆孔直徑70～120。在具體安放的過程中，每隔2 m左右進(jìn)行定位，保證土釘居中安放。關(guān)于土釘?shù)耐饴毒嚯x，一般在150 mm～200 mm之間，并設(shè)承壓板和加強(qiáng)筋，這樣的目的主要是為了能夠方便鋼筋網(wǎng)的連接。第五，安放完成土釘后需要及時(shí)進(jìn)行注漿，其強(qiáng)度不宜低于M10，采用注漿機(jī)完成整個(gè)注漿過程。為了保證土釘與噴射的混凝土形成一個(gè)有機(jī)的整體，一般在孔口設(shè)置止?jié){塞，將注漿管插入孔中，與孔底的距離保持在500 mm左右，避免出現(xiàn)堵塞導(dǎo)管的現(xiàn)象。在第一次注漿完成后，停1 h左右實(shí)行第二次注漿。一般來說，水泥砂漿為主要的注漿材料，為了保證土體整體的質(zhì)量，可以在水泥砂漿中加入適量的膨脹劑。為了控制基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)含水量，必須在土釘施工后設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔。

2.2 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工注意事項(xiàng)

第一，根據(jù)總結(jié)的周邊深基坑施工的經(jīng)驗(yàn)，復(fù)合土釘墻一般適用于有一定膠結(jié)和密實(shí)程度、自立性能較好的地層，在土質(zhì)較差的雜填土層及以砂性土層為主的不穩(wěn)定土層中不宜使用。

第二，在復(fù)合土釘墻支護(hù)施工過程中，必須保證現(xiàn)場(chǎng)具有維護(hù)設(shè)施以及安全標(biāo)志，同時(shí)安排專門的工作人員對(duì)基坑周邊的情況進(jìn)行檢測(cè)。如果施工中發(fā)現(xiàn)坍塌或裂縫情況，需要及時(shí)的采取措施進(jìn)行處理。特別是在挖土期間，應(yīng)該隨時(shí)關(guān)注擋土結(jié)構(gòu)的有效性及完整性，避免開挖過程對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成破壞，保證施工的質(zhì)量與安全。

3 深基坑結(jié)構(gòu)與支護(hù)監(jiān)測(cè)的具體要求

3.1 深基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容

深基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容較多，主供水管是其檢測(cè)的重點(diǎn)，由于土質(zhì)與地質(zhì)條件對(duì)主供水管具有一定影響，在基坑開挖過程中，對(duì)支護(hù)部位進(jìn)行檢測(cè)，將不同情況以及外部條件考慮進(jìn)去進(jìn)行綜合性分析，具體問題具體分析，找到最佳的解決辦法。基坑支護(hù)施工一般不能使用一套方案，同時(shí)也需要實(shí)現(xiàn)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。對(duì)于支護(hù)線以及復(fù)合土釘墻溝槽，需要檢測(cè)處理作業(yè)區(qū)是否存在不穩(wěn)定土層、石頭等危險(xiǎn)因素，在確定了土壁方向后再進(jìn)行具體的施工。另外，還需要對(duì)土釘間距、類型、長(zhǎng)度、排列等進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證其符合施工設(shè)計(jì)的要求。由于復(fù)合土釘墻支護(hù)施工工期較緊，在具體施工中需要采用交叉施工方式，基于靜壓樁應(yīng)力釋放等因素影響，一般在靜壓樁施工進(jìn)行到1/2時(shí)，采用兩邊推進(jìn)的方式，在靜壓樁區(qū)域深攪樁。同時(shí)根據(jù)施工總進(jìn)度的需求，合理的安排支護(hù)施工進(jìn)度，然后對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段強(qiáng)度監(jiān)測(cè)。

3.2 施工質(zhì)量檢測(cè)

深基坑一般具有較大的面積，周圍的環(huán)境較為復(fù)雜，具有諸多不容易控制的影響因素。因此，為了保證深基坑施工的質(zhì)量與安全，需要加強(qiáng)對(duì)施工監(jiān)測(cè)工作的重視。在具體的施工期間，需要利用專業(yè)的設(shè)備，對(duì)各種情況進(jìn)行實(shí)時(shí)或定時(shí)的跟蹤監(jiān)測(cè)，以便能夠全面的掌握施工進(jìn)度、施工質(zhì)量等各個(gè)方面的情況。第一，需要對(duì)基坑表面裂縫情況(尺寸、位置、走向趨勢(shì)、狀態(tài))進(jìn)行監(jiān)測(cè)；第二，根據(jù)復(fù)合土釘墻支護(hù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，測(cè)算支護(hù)位移的具體值，然后采取有效的處理措施；第三，對(duì)基坑周邊環(huán)境、地下線纜、地下管線等變形值進(jìn)行監(jiān)測(cè)；第四，對(duì)基坑內(nèi)部水情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括排水情況、滲水情況以及漏水情況等等。

4 結(jié)語

復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)是深基坑工程施工中關(guān)鍵的技術(shù)，在我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程中，復(fù)合土釘墻施工技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。總之，復(fù)合土釘墻相關(guān)理論知識(shí)正在不斷的完善，同時(shí)也需要不斷提升相關(guān)理論的實(shí)踐性，這樣才能體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。在我國(guó)建筑行業(yè)不斷發(fā)展的今天，還需要加強(qiáng)對(duì)建筑施工工藝的研究，提升建筑工程經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

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On application of composite nailing wall support technique in deep foundation pits of high-rise buildings

Ju Xiaoping

(Shanxi2ndArchitecturalEngineeringCompany,Taiyuan030013,China)

The paper indicates the technical principle and features for the composite nailing wall support, analyzes the construction sequence and precautions for the composite nailing wall support of deep foundation pits, and explores the main content for the foundation pit support supervision and quality inspection, so as to provide some theoretic reference for the technical application.

composite nailing wall, deep foundation pit, support construction, quality inspection

1009-6825(2016)11-0059-02

2016-01-31

琚曉平(1972- )，女，工程師

TU463

A