淺析土釘墻支護在建筑基坑施工中的應用

王世博 賀少陽

摘 要：深基坑是建筑工程的地下施工部分，其特點為“大、緊、深、近”。受環境和規劃等因素的制約，深基坑設計和施工難度較大。作為一種新型擋土技術，土釘墻技術的應用，不僅操作方便、施工迅速，還對場地土層具有較強的適應性。為此，本文在全面了解土釘墻支護作用機理的基礎上，結合具體案例，提出了預應力錨索土釘墻支護方案，并對其施工技術要點進行了分析與探討。

關鍵詞：土釘墻;基坑支護;作用機理

1 土釘墻支護的作用機理

（1）應力傳遞與擴散作用。當荷載增大到一定程度后，邊坡表面和內部裂縫己發展到一定寬度，此時坡腳應力最大。這時下層土釘伸入到滑裂域外穩定土體中的部分仍能提供較大的抗力，土釘通過其應力傳遞作用，將滑裂面內部應力傳遞到后部的穩定土體中，并分散在較大范圍的土體內，降低應力集中程度。在相同的荷載作用下，經過檢驗：被土釘鎖加固的土體在內部的應變水平比其他素土邊坡土體內的應變水平要降低了很多，這種情況帶來的優勢就是對開裂區域的形成與發展產生了明顯的阻礙效果。

（2）箍束骨架作用。土釘與土共同作用，土釘自身的剛度和強度以及它在土體內的分布空間所決定的，它具有制約土體變形的作用，使得復合土體構成一個整體結構。

（3）坡面變形的約束作用。在坡面上設置的與土釘連成一體的鋼筋混凝土面板是發揮土釘有效作用的重要組成部分。面板提供的約束取決土釘表面與土的摩阻力，當復合土體開裂擴大并連成片時，只有開裂區域后面的穩定復合土體產生摩阻力。

（4）分擔作用。在復合土體內，土釘有較高的抗拉、抗剪強度和抗彎強度，當土體進入塑性狀態后，應力逐漸向土釘轉移。當土體開裂時，土釘分擔作用更為明顯。土釘內產生相應的彎剪、拉剪等復合應力，于是就會導致土釘體外裹漿體碎裂、鋼筋屈服的結果。

2 基坑支護方案

按照工程設計要求，本工程選用預應力錨索土釘墻支護結構，土釘水平間距為1.7m、豎向間距為1.5m，成孔直徑為0.1m，水平面和土釘間的夾角為15°，選用1860MPa鋼絞線作為預應力錨索材料，1.5m為其水平間距，且將槽鋼18B的鋼腰梁設置到錨索位置。

土釘成孔將鋼筋放入后，即可將強度在M15以上的硅酸鹽水泥灌入，此混合料的水灰比為0.45.選用縱、橫兩個方向的鋼筋網片進行施工，且將橫向加強筋設置到各層土釘位置。

根據施工要求，選用C20噴射混凝土用于土釘墻面層，厚度控制在80mm以上，寬度應控制在1.5m以上。在發揮預應力錨索作用前，一般基坑水平、垂直位移變化幅度較大，在充分發揮應力錨索作用后，則變化幅度將有所降低。待完成預應力錨索復合土釘墻支護作業后，可有效提升基坑穩定性，保證施工質量。

3 土釘墻基坑支護施工技術要點

3.1 土釘墻施工流程

（1）修坡。通常選用機械挖土法開挖基坑，根據工程實際情況，決定預留一個寬度進行人工修坡，寬度為25cm，在土方施工時，還需預留機械操作面，為8～10m寬。

（2）編扎鋼筋網。按照設計要求，在20mm以上控制鋼筋網片混凝土層厚度，且根據順序綁扎鋼筋網，一般隨開挖分層進行編網。要確保鋼筋網片具有良好整體性與穩定性，保證能夠均勻傳力，按400mm以上設置豎向鋼筋搭接長度，選用硬質材料將鋼筋網片和坡面之間墊起。

（3）土釘制作與安放。通過機械法成孔，在孔中心布設各個土釘位置，順著橫向進行鋼筋固定專用架的設置，合理控制支架高度。

（4）注漿。砂漿質量不僅會影響注漿后錨桿緊固情況，還會對土釘作用效果造成嚴重制約。為此，必須嚴格按照施工試驗進行注漿制作，且根據施工實際情況，選取科學、有效的措施對漿液流動性加以嚴控，保證土釘工作狀態良好。

（5）焊接土釘端部。選用焊接的方式將土釘端部連接到強筋網片上，從而保證均勻傳力。

（6）混凝土噴射。根據工程所需，本工程選用C20等級混凝土用于施工，且在0.4～0.5MPa之間控制噴射空壓機的工作壓力，通常按照從下到上的順序不間斷地進行作業面噴射。

（7）施加預應力。隨著土體內部強度不斷增長，灌注水泥漿量將不斷增多，如標號超過80%，則可根據設計要求，不斷增加作業預緊力。

3.2 預應力錨索施工流程

（1）造孔與清孔。鉆進成孔時，可選用錨桿鉆機施工，按照“正、平、穩、固”的原則在鉆進施工前安裝好鉆機，鉆機過程中需做好清孔工作，一般選用沖洗液即可。如土層極易出現坍塌現象，必須加快速度成孔，特殊情況下為保護孔壁，需下放套管。

（2）錨索制作與安裝。先做錨索下料，通過砂輪切割機處理鋼絞線，不得選用電焊或氣割，避免因熱損害鋼絲，或導致鋼絲抗拉強度下降。在清孔后需及時安裝錨索，要求同時在孔內放入注漿管和錨索，同時合理控制注漿管頭部和孔底之間的距離，以100mm為準，相比設計長度，錨桿體向孔內放入的深度需控制在其95%以上，如存在排氣管，需在孔內放入錨索后，對排氣管的通暢性進行詳細檢查。當錨索放至孔底指定處即可進行下道工序施工，如為達到孔底指定處，則必須再次進行清孔、安裝，嚴禁安裝錨索后，對孔壁造成損害。

（3）錨索注漿。選用42.5普通硅酸鹽水泥作為桿體注漿水泥，在0.45～0.5之間合理控制水灰比，并根據實際情況，適量摻加早強劑。

（4）張拉鎖定。在分段分區混凝土樁頂聯系梁后張拉預應力錨索，并保證錨體強度符合設計要求。

（5）封錨。完成張拉作業后，由錨具量起需預留50～100mm鋼絞線，如有多余，則應通過切割機去除。但也不能預留鋼絞線過短，避免向孔內滑入。隨后通過防銹涂料進行涂刷，并通過C20混凝土澆筑、封閉錨頭。

4 結束語

綜上所述，隨著城市化進程的不斷加快，建筑工程取得了令人矚目的成績。建筑工程質量安全關乎社會穩定和經濟發展，也關系到人民安全。深基坑支護是建筑工程施工的重點，為保證基坑穩定，必須合理采用支護方案。土釘墻施工不僅操作方便、施工迅速，還對場地土層具有較強的適應性。因此，將土釘墻技術用于建筑深基坑支護施工，可有效提升施工質量，保證建筑基礎穩定，推進建筑事業持續、健康發展。

參考文獻：

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