談土釘墻支護技術(shù)在基坑工程中的應用

摘要：土釘墻支護是通過(guò)土釘技術(shù)的加固使其成為一個(gè)復合擋土結構。盡管該技術(shù)應用較為廣泛，但其理論研究卻落后于工程實(shí)踐，特別是對于土釘支護軟弱巖質(zhì)邊坡工程的研究則更少，因此，本文通過(guò)分析土釘墻支護的特點(diǎn)，針對邊坡支護的機理，從施工材料及機具的準備，到施工工藝及質(zhì)量控制的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行探討，以期充分發(fā)揮土體的空間支護作用，使邊坡位移和變形及時(shí)得到約束限制。

關(guān)鍵字：土釘墻支護；邊坡；材料；施工工藝、質(zhì)量控制
　　
　　
　　1 土釘墻支護的特點(diǎn)
　　
　　土釘墻支護法，以盡可能保持、顯著(zhù)提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學(xué)強度，變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速?lài)娤蛲翆颖砻�，在噴層與土層間產(chǎn)生“嵌固效應”，并隨開(kāi)挖逐步形成全封閉支護系統；噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土，使之避免風(fēng)化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落，以及隔水防滲等作用。土釘的特殊控壓注漿可使被加固介質(zhì)物理力學(xué)性能大為改善并使之成為一種新地質(zhì)體，其內固段深固于滑移面之外的土體內部，其外固端同噴網(wǎng)面層聯(lián)為-體，可把邊壁不穩定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網(wǎng)可使噴層具有更好的整體性和柔性，能有效地調整噴層與土釘內應力分布。
　　
　　2 土釘墻邊坡支護的機理
　　
　　土釘墻加固與傳統的護坡和擋土墻支撐機理不一樣，土釘墻在邊坡的一定范圍內形成了一個(gè)加固區，由于很密的土釘錨桿的作用，滑移面不可能出現在加固區，只能產(chǎn)生于非加固區，從而使滑移面遠離邊坡，達到穩定邊坡的目的，加固區的整體穩定，包括加固區抗傾覆與抗滑移問(wèn)題，用增加加固區的寬度和底排土錨桿打成向下傾斜穿過(guò)滑移面等措施來(lái)解決，土釘墻通過(guò)下述幾個(gè)方面的綜合作用使邊坡周邊土體形成加固區。
　　2.1 錨固作用
　　密布的錨桿與砂漿柱體相結合對周?chē)�土體產(chǎn)生有效的錨固作用，限制了砂漿柱體周?chē)�的土體變形。①土釘不需要施加預應力，而是在土體發(fā)生變形后使其承受拉力工作；②土釘支護在邊坡中比較密集，起到了加筋的作用，提高了土的強度，為被動(dòng)受力機制。由于土釘在全長(cháng)范圍內與土體接觸，其荷載傳遞沿整個(gè)土體進(jìn)行。
　　2.2 土釘漿孔對土體的擠密作用
　　由于土釘錨桿的密度比較大，擠密作用的影響也較大，使加固區的土體比非加固區土體密度大。密集的土釘與土釘之間土形成復合土體，其結構類(lèi)似重力式擋土墻，個(gè)別土釘的破壞不會(huì )使整個(gè)結構的功能完全喪失。
　　2.3 護坡作用
　　土釘墻的面層不是主要受力結構，其主要作用在于保持土體的局部穩定性。在公路邊坡治理中，土釘墻的面層還起到防止沖刷、防止雨水滲入坡體影響邊坡穩定性的重要作用。
　　2.4 土釘受力及規模
　　一般錨桿長(cháng)度在15～45m之間，直徑較大，錨桿所承受的荷載可達400kN以上，某些預應力錨索設計荷載更可達3000kN。其端部的構造較土釘復雜，以防止面層沖切破壞；而土釘長(cháng)度一般為3～10m，漿體直徑100 mm左右，一般不提供很大的承載力。單根土釘受荷一般在100kN以下，面層結構較簡(jiǎn)單，利用小尺寸墊板及掛網(wǎng)噴射混凝土即可滿(mǎn)足要求。
　　目前國內土釘支護結構主要用在建筑基坑支護上，用于公路邊坡支護的較少。這主要是因為基坑深度不大，一般不超過(guò)20m。但是山區，道路路塹邊坡很高，原來(lái)的力學(xué)平衡破壞嚴重，產(chǎn)生的滑坡推力每延米可達1000kN以上，采用土釘支護結構則難以滿(mǎn)足要求。對于一些滑坡推力小的土石質(zhì)路塹邊坡，仍可采用土釘支護，既節省投資，也能縮短工期，具有明顯的優(yōu)勢。一些缺乏穩定性的高路堤或擋土墻也可以采用土釘支護加固，但還有待于我們改進(jìn)土釘支護技術(shù)，使其優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮在整個(gè)邊坡支護中。
　　
　　3 土釘墻邊坡支護的施工材料及機具
　　
　　3.1 原材料
　　土釘鋼筋使用前應拉直、除銹、涂油；選用P·032.5普通硅酸鹽水泥；采用干凈的中粗砂，含泥量小于5％；采用干凈的圓礫，粒徑2～4 mm；使用速凝劑，應做與水泥相容性試驗及水泥漿凝結效果試驗。
　　3.2 施工機具
　　土釘成孔機具根據土質(zhì)和現場(chǎng)環(huán)境條件選用(沖擊鉆、螺旋鉆、風(fēng)槍或洛陽(yáng)鏟等)能完成設計要求的有效機具；注漿泵選用孔口壓力大于0.1MPa的泥漿泵；混凝土噴射機應密封良好，輸送連續均勻，輸送水平距離不小于60m，垂直距離不小于10m；空壓機應滿(mǎn)足噴射機工作壓和耗風(fēng)量的要求；攪拌方法采用現場(chǎng)人工拌和或混凝土攪拌機攪拌。
　　4 土釘墻邊坡支護的施工工藝
　　
　　土釘墻的施工流程為：挖土→整理坡面→初噴→打孔眼→插桿→灌注→掛網(wǎng)→復噴。
　　4.1 開(kāi)挖整理坡面
　　土釘支護是分層進(jìn)行的，因此挖土深度不能超過(guò)設計深度，同時(shí)要保證坡角達到設計要求的78°～80°，坡面平整光滑，坡角未達到設計要求的則要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)修整。
　　4.2 初噴
　　為使挖好的坡面不產(chǎn)生垮塌，凡挖好的坡面需立即進(jìn)行混凝土噴射，以使表層固結。其混凝土材料的配合比為水泥：石子=1.5:1.5，水灰比=0.5～0.6。
　　4.3 鉆孔
　　采用人工機械一起作用的方法，鉆孔下傾角度為15°～25°，采用風(fēng)鉆的方法進(jìn)行，人工挖工用的是洛陽(yáng)鏟，兩人一組。
　　4.4 插桿與灌漿
　　成孔后按設計要求插入直徑中22mm加筋桿，加筋桿每1.5m焊接直徑110mm的扶正環(huán)，起導正作用。在插筋的同時(shí)，用加筋桿將注漿管(直徑1.5in)帶進(jìn)離孔底0.3m的地方，然后進(jìn)行灌注，注漿材料的配合比為水泥：砂子=1:2。水灰比=0.4～0.5�？變纫欢ㄒ�灌滿(mǎn)，不能形成空洞和孔隙。
　4.5 掛網(wǎng)
　　上道工序完工后，按設計要求，將直徑中6mm的鋼筋，按30cm×30cm的網(wǎng)距焊接，固定于坡面之上；同時(shí)，在危險坡上的土釘之間用金屬件(如槽鋼等)連接在一起，以進(jìn)一步加強支護強度。
　　4.6 復噴
　　掛網(wǎng)后，整個(gè)坡面復噴混凝土，其噴射厚度達到設計要求。
　　
　　5 土釘墻邊坡支護的施工質(zhì)量控制
　　
　　5.1 原材料控制
　　采購的各種材料必須滿(mǎn)足規范及設計要求，必須選擇清潔、堅硬、耐久的材料，禁止使用含有達到有害量的廢物、泥、鹽類(lèi)、有機物等的不

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