土釘墻技術(shù)在濕陷性黃土地區(qū)基坑支護(hù)中的應(yīng)用

黃春梅（朔州市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，山西 朔州 036002）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在“一帶一路”的發(fā)展戰(zhàn)略中，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展理念尤為重要，尤其在黃土地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)中，有效應(yīng)用協(xié)調(diào)發(fā)展理念，充分利用黃土地區(qū)的豐富資源，推動(dòng)各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。黃土主要是以粉末狀顆粒為主，具有多孔隙、含水量小及易崩解等特點(diǎn)，基坑邊坡經(jīng)人工擾動(dòng)后，會(huì)導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)受到破壞，且力學(xué)性質(zhì)差異性較大，為后續(xù)施工造成極大影響。基坑支護(hù)主要是為了提高基坑整體穩(wěn)定性，為基坑內(nèi)安全施工、防止土體移動(dòng)、附近道路正常運(yùn)行等奠定基礎(chǔ)，基坑的支護(hù)形式主要有土釘墻、鋼板樁、灌注樁、地下連續(xù)墻等幾種支護(hù)形式。土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)屬于重力式擋土墻支護(hù)體系，主要由土釘群、面板及土體共同組成，形成重力式擋土墻體系，其施工依照自上而下的原則，為基坑安全穩(wěn)定提供保障。為了進(jìn)一步發(fā)揮土釘墻支護(hù)的作用，必須充分保證其各個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量，本文對(duì)某基坑土釘墻支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析討論。

1 基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用及不足

建筑基坑工程支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，主要是在基坑施工前期需要對(duì)基坑深度及土質(zhì)條件等情況做好數(shù)據(jù)分析，掌握基坑的實(shí)際情況，為基坑支護(hù)施工提高保障。基坑支護(hù)施工中，需做好安全防護(hù)工作，保證各個(gè)施工環(huán)節(jié)的施工安全，從而提高建筑工程整體結(jié)構(gòu)的安全性[2]。此外，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市高層建筑越來(lái)越多，但土地資源貧乏現(xiàn)象逐漸顯露，為了滿(mǎn)足人們城市化生活需求，基坑深度逐漸增大，則施工難度越來(lái)越高，從而進(jìn)一步體現(xiàn)出基坑支護(hù)工程的重要性。

建筑基坑工程經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，例如基坑工程經(jīng)常采用鋼板樁支護(hù)技術(shù)，該技術(shù)雖便于施工，支護(hù)整體穩(wěn)定性較高，但仍存在對(duì)周邊影響較大等質(zhì)量缺陷，甚至?xí)l(fā)周邊建筑出現(xiàn)安全隱患，且不同地質(zhì)條件應(yīng)采用適宜的支護(hù)方法；部分建筑企業(yè)可能會(huì)過(guò)于追求經(jīng)濟(jì)效益，而出現(xiàn)偷工減料等違法行為，給基坑工程質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重危害[3]；部分人員專(zhuān)業(yè)能力較低，缺乏過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，出現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)不能及時(shí)拿出處理方案等，都對(duì)基坑工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響。

2 黃土地區(qū)基坑支護(hù)技術(shù)

不同地理環(huán)境、土質(zhì)情況選取合適的支護(hù)體系，其支護(hù)施工要點(diǎn)也不相同。黃土地區(qū)具有易濕陷、壓縮大等特性，則黃土地區(qū)主要采取土釘墻支護(hù)技術(shù)、地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)、懸臂式樁支護(hù)技術(shù)等。

2.1 土釘墻支護(hù)技術(shù)

土釘墻支護(hù)技術(shù)主要通過(guò)提高基坑整體穩(wěn)定性以抵抗基坑周邊土體及荷載對(duì)基坑產(chǎn)生的變形，土釘墻支護(hù)技術(shù)分為打入式和鉆孔注漿兩種形式。土釘墻打入式支護(hù)技術(shù)是將土釘直接打入被加固的土體中，且打入式支護(hù)方式具有局限性，只適用于被加固土體易團(tuán)聚的天然黃土地區(qū)；土釘墻鉆孔注漿式支護(hù)技術(shù)是在基坑壁鉆孔、插筋、注漿及噴射面層的支護(hù)形式，尤其隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，土體極易失穩(wěn)，側(cè)向壓力劇增，通過(guò)此方式，提高與土體的摩擦力，將側(cè)向壓力轉(zhuǎn)移至土體中，從而實(shí)現(xiàn)基坑穩(wěn)定的目的，并因其施工效果較優(yōu)，而被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中[4]。

2.2 地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)

地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)主要是在基坑周邊進(jìn)行支護(hù)，通過(guò)挖槽、放筋及澆筑混凝土的形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑加固的目的。地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)整體連接性能優(yōu)良，施工振動(dòng)小，但施工時(shí)較易產(chǎn)生建筑垃圾，對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響，施工機(jī)械具有很大的局限性，且需要固定模板，經(jīng)濟(jì)成本較高，從而導(dǎo)致其工程應(yīng)用較少[5]。

2.3 懸臂式樁支護(hù)技術(shù)

懸臂式樁支護(hù)技術(shù)包括排樁式和板樁式兩種。排樁式為了防止相鄰樁之間出現(xiàn)伸縮變形，在相鄰樁之間預(yù)留一定的間隙，且多數(shù)采用鋼筋混凝土樁的形式，通過(guò)鉆孔、放置鋼筋籠和澆筑混凝土形成排樁結(jié)構(gòu)，但其自身穩(wěn)定性較差，且存在剪切作用力，易引發(fā)安全事故；板樁式相鄰樁之間相互搭接，中間未設(shè)置任何縫隙，可分為鋼板樁、木板樁及鋼筋混凝土板樁三種形式，具有支護(hù)面積大、防水效果好的優(yōu)點(diǎn)，但基坑深度較大時(shí)整體穩(wěn)定性較差，易導(dǎo)致彎曲變形，從而引發(fā)安全事故[6]。

3 土釘墻支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

3.1 工程概況

某濕陷性黃土地區(qū)基坑支護(hù)工程中，該場(chǎng)地東側(cè)、北側(cè)周邊有建筑物，西側(cè)和南側(cè)位于城市主干道，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)采取有效措施以避免對(duì)周邊建筑物、主干道及居民造成影響。經(jīng)過(guò)對(duì)該地質(zhì)初步勘察，其土層的基本參數(shù)見(jiàn)表1。該建筑地下水位于19.4m～23.5m，基坑采取樁筏基礎(chǔ)，考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，基坑支護(hù)采取土釘墻支護(hù)方式。

表1 土層基本參數(shù)

3.2 基坑支護(hù)特點(diǎn)

濕陷性黃土土層結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)均勻，但遇水后濕陷性土層結(jié)構(gòu)將被破壞，土體自身強(qiáng)度減弱，并引起下沉的現(xiàn)象。同時(shí)，基坑支護(hù)難度較大，若支護(hù)過(guò)程中土體含水量過(guò)高時(shí)，極易發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致邊坡坍塌，引發(fā)安全事故。因此，在濕陷性黃土地區(qū)基坑支護(hù)引入土釘墻技術(shù)，充分發(fā)揮土釘墻支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，保證基坑工程的整體穩(wěn)定性，從而推動(dòng)土釘墻支護(hù)技術(shù)的發(fā)展[7]。

4 土釘墻技術(shù)在濕陷性黃土地區(qū)基坑支護(hù)中的施工要點(diǎn)

4.1 土方開(kāi)挖

濕陷性黃土基坑土方開(kāi)挖過(guò)程中，首先，施工人員應(yīng)先依照相關(guān)圖紙進(jìn)行放樣，確保土釘墻位置的精準(zhǔn)性，保證土釘墻各項(xiàng)技術(shù)符合基坑支護(hù)要求；然后，進(jìn)行土方開(kāi)挖施工，并堅(jiān)持分層開(kāi)挖、先淺后深的開(kāi)挖原則，每層土方需開(kāi)挖至土釘設(shè)計(jì)標(biāo)高的下方，之后布置土釘[8]；最后，每層開(kāi)挖深度不應(yīng)超過(guò)土釘墻300mm，并同時(shí)修正邊坡，噴射掛網(wǎng)面層。

4.2 設(shè)置土釘

土釘布置前，先采用螺旋鉆機(jī)在基坑邊緣鉆孔，鉆孔直徑為120mm，角度15°。成孔期間，應(yīng)盡量減少出土的比重，避免土體出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，并在成孔后及時(shí)注漿，禁止出現(xiàn)多孔同時(shí)注漿的現(xiàn)象[9]。土釘選取玻璃纖維增強(qiáng)筋，直徑為20mm，參照GB/T 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，土釘與桿連接時(shí)選用U 型卡，搭接長(zhǎng)度為相同螺旋紋鋼筋直徑的1.35 倍，則主筋的連接長(zhǎng)度不小于800mm。在設(shè)置土釘時(shí)，避免陽(yáng)光直射土釘材料，采取分類(lèi)堆放的方式，并在土釘體全長(zhǎng)范圍每隔2m設(shè)置隔離支架，保證土釘能準(zhǔn)確放入鉆孔中心位置，土釘桿端頭設(shè)置托盤(pán)，將螺母擰緊，土釘下放時(shí)與注漿管一同放下。

4.3 雨季施工要點(diǎn)

本基坑表層雜填土主要為黏性土，透水性較差，但施工期間遭遇雨季，導(dǎo)致土體含水率大大增加，無(wú)法進(jìn)行后續(xù)施工，則必須降低土層的含水量，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置排水溝，及時(shí)排除廢水，并在基坑頂部低處設(shè)置截水溝，防止雨水滲流[10]。此外，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水流量變化趨勢(shì)，水流較大時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)行后續(xù)施工，保證現(xiàn)場(chǎng)施工的安全。

4.4 注漿、網(wǎng)片布設(shè)

濕陷性黃土地區(qū)的基坑支護(hù)中，采用土釘墻支護(hù)技術(shù)，注漿水泥漿體的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于20MPa，水泥漿體攪拌過(guò)程中，需反復(fù)攪拌水泥漿體，并適當(dāng)添加聚羧酸減水劑及速凝劑，減少水的用量，提高水泥漿體的凝結(jié)速度[11]。注漿管出漿時(shí)應(yīng)保持連續(xù)，直至漿體溢出孔口為止，若注漿后出現(xiàn)漿體下降的情況，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿，保證孔口漿體的飽滿(mǎn)程度。鋼筋網(wǎng)片布設(shè)時(shí)，采用Φ6@200mm×200mm的單層雙向鋼筋網(wǎng)片，并在基坑頂處插入Φ12@1500mm的錨筋，插入土體600mm，并在錨筋沿邊布設(shè)壓網(wǎng)筋，鋼筋網(wǎng)片通常在混凝土初噴后布設(shè)，且鋼筋保護(hù)層厚度為25mm。

4.5 噴射混凝土面層

濕陷性黃土地區(qū)基坑采用土釘墻支護(hù)時(shí)，應(yīng)噴射混凝土面層以加固支護(hù)體系。土釘墻支護(hù)體系的混凝土面層厚度為80mm，按照施工方案將普通硅酸鹽水泥、中粗砂（含泥量2.8%）、5mm～15mm碎石及水混合攪拌，配制C25混凝土，并將混凝土噴射至相應(yīng)區(qū)域。混凝土面層噴射時(shí)，應(yīng)垂直噴射，依照自下而上的噴射順序，噴頭距離受?chē)娒鎽?yīng)控制在0.8m～1.5m，同時(shí)，在未掛網(wǎng)片時(shí)可以進(jìn)行初噴，網(wǎng)片掛完后進(jìn)行復(fù)噴。為了保證噴射效果，可提前將土體潤(rùn)濕，并在噴射時(shí)加入速凝劑，加快混凝土的凝結(jié)速度，減少土體吸收水分[12]。此外，混凝土噴射完成后進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，且迅速進(jìn)行相應(yīng)排水，養(yǎng)護(hù)7d保證施工效果。

4.6 錨頭連接

土釘墻技術(shù)支護(hù)過(guò)程中，施工人員應(yīng)在噴射混凝土完成后再進(jìn)行錨頭連接施工，將托盤(pán)與混凝土面層緊密連接，保證與土釘相互垂直。在混凝土面層初凝后，擰緊螺母，保證螺母與托盤(pán)之間無(wú)縫隙，且混凝土面層終凝后，再次將螺母擰緊，擰緊力應(yīng)大于40N·m。

4.7 施工監(jiān)測(cè)

基坑支護(hù)采用土釘墻支護(hù)技術(shù)，可控性較差，極易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，則需要對(duì)整個(gè)支護(hù)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)施工信息。土方開(kāi)挖監(jiān)測(cè)中，深層土體設(shè)置水平位移觀測(cè)點(diǎn)，每隔10m設(shè)置一個(gè)，上、中、下三排布置，并設(shè)置12 個(gè)地表沉降觀測(cè)點(diǎn)。土釘墻支護(hù)施工每天監(jiān)測(cè)不應(yīng)少于2 次，直至基坑工程支護(hù)體系拆除后為止。

5 土釘墻支護(hù)施工質(zhì)量控制措施

5.1 原材料質(zhì)量控制

土釘墻技術(shù)在基坑支護(hù)中，必須嚴(yán)格把控施工原材質(zhì)量，選取堅(jiān)硬、耐久的材料，嚴(yán)禁使用偽劣等產(chǎn)品，危害施工人員的人身安全，并且禁止使用有害廢物、有機(jī)物等材料[13]。此外，若使用混凝土外加劑時(shí)，應(yīng)選取對(duì)水泥水化無(wú)影響的材料，從而為土釘墻支護(hù)技術(shù)提供安全保障。

5.2 施工質(zhì)量管理

為了保證土釘墻技術(shù)在濕陷性黃土地區(qū)的支護(hù)效果，必須保證施工方案設(shè)計(jì)的合理性，嚴(yán)格執(zhí)行施工技術(shù)交底工作，做好施工前期準(zhǔn)備工作，并對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料、進(jìn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，選取適宜的機(jī)械設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。此外，建立完整的施工監(jiān)測(cè)方案，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)施工安全及周邊建筑安全，確保現(xiàn)場(chǎng)施工順利進(jìn)行，避免人為因素對(duì)施工質(zhì)量造成影響，降低工程安全隱患。

5.3 基坑止水施工質(zhì)量管理

基坑支護(hù)施工中，止水施工尤為關(guān)鍵，應(yīng)實(shí)時(shí)掌握地下水情況，包括雨水滲入、承壓水等情況，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)前，全面了解現(xiàn)場(chǎng)周?chē)叵滤闆r，并依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定相應(yīng)的止水措施，避免現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)出現(xiàn)連續(xù)的抽水現(xiàn)象，水位較高位置需設(shè)置止水帷幕，保證基坑支護(hù)的順利進(jìn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在土釘墻支護(hù)技術(shù)進(jìn)行注漿時(shí)，必須進(jìn)行加壓，確保水泥漿體填滿(mǎn)整個(gè)土釘孔。在濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行基坑支護(hù)時(shí)，需對(duì)濕陷性土層遇水引起沉降現(xiàn)象制定預(yù)防措施，進(jìn)行疏水、排水設(shè)置，從而避免土體濕陷而引發(fā)安全事故。