土钉墙在超软地基基坑支护中的应用

2015-07-17 90 0

   深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。深基坑支护需要土钉墙支护技术来支持和应用。土钉墙是近二十年来发展起来的一种新型挡土技术。此技术的开发最早源于法国。它是一种原位加筋技术,通过在土体内放置具有一定强度的细长杆件,再注入一定压力的水泥砂浆、在边坡表面铺设钢筋网并喷射混凝土面层,与土体共同作用,以弥补土体抗拉、抗剪强度低的弱点,使土体开挖和边坡达到稳定。
 
  一、土钉墙支护技术概述
 
  土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。天然土体通过土钉就地实施加固并与喷射混凝土面板相结合,形成一个类似重力式墙的土挡土墙,以此来抵抗墙后传来的土压力和其他力量,从而使得开挖坡面稳定。我们将这个土墙称为土钉墙。土钉融合了锚杆挡墙和加筋土墙的长处,应用于基坑支护和挖方边坡稳定,有以下特点:形成土钉墙复合体,显著提高了边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力;设备简单。
 
  二、土钉墙支护技术的特点
 
  1、优点
 
  (1)施工对场地周围环境影响较小;
 
  (2)造价低廉、经济、施工速度快;
 
  (3)施工设备简便,易操作;
 
  (4)对场地土层的适应性较强;
 
  (5)结构轻巧、柔性大、具有较好的延性等优点。
 
  另外,此支护施工采用边挖边支护,安全程度较高;即使个别土钉出现问题或失效对整体影响不大;且施工期间,可根据现场监测情况,及时调整土钉长度和密度,达到提高工程的安全可靠性的目的。
 
  2、缺点
 
  (1)土钉施工时一般要先开挖1~2m深,在喷射混凝土和安装土钉前需要在无支护情况下稳定至少几个小时,因此土层必须有一定的天然"凝聚力"或胶结力。否则,需先进行处理,如进行灌浆或喷浆等来维持坡面稳定,但这样会使施工复杂和造价加大。
 
  (2)土钉施工时要求坡面无水渗出。若地下水从坡面渗出,则开挖坡面会出现局部坍滑,这样就不可能开成喷射混凝土面。
 
  (3)在软土中开挖支护不宜采用土钉。软土摩擦力小,为获得一定的稳定性,势必要求土筋长,密度高。这时采用抗滑桩或锚杆地下连续墙较为适宜。
 
  三、土钉墙在超软地基基坑支护中的应用
 
  基坑支护结构型式的选择主要取决于基坑开挖的深度和规模、场地的地质条件及周边环境,如何选择既经济合理又安全可靠的基坑支护结构型式,一直备受工程界的关注。软弱土的分布一般具有很强的区域性,其物理力学性质差异很大,尤其是淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土。淤泥质粘土一般具有一定的凝聚力而呈流塑状,而饱和的淤泥质粉质粘土,其抗剪强度与其密实度密切相关,就位于地表面的淤泥质粉质粘土而言,往往其孔隙比较大,密实度较小,而凝聚力极低或接近于零,此时,地基土通常处于流动状态,在基坑开挖过程中较易产生液化而导致流土。为此在对超软地基基坑土层进行开挖时,需要对土层的特点进行充分的考虑,对土层的开挖进度和深度进行严格的控制,不能将开沟式挖土法应用到基坑坑壁上。具体应用如下:
 
  1、初喷
 
  完成了超软地基基坑开挖的工序,就需要对坡面进行平整,保证其光滑度符合相关的要求。如果发现在坡脚的设计中出现了问题,应该及时的进行修复。然后要将混凝土及时的喷射到已经挖好的坡面上,这样可以保证已经挖好的坡面非常的稳固,不会出现一些坍塌等事故。这次的混凝土喷射,就被我们称之为初喷。需要特别注意的是,需要对初喷砼的厚度进行严格的控制,保证其符合相关的标准和要求。然后,需要对喷射后砼表面进行平整,保证没有存在一些干斑、滑移流淌等现象。喷射后的砼在终凝2h之后,需要进行必要的养护工作。主要方法就是喷水,以此来保证砼表面维持一个湿润的状态,这种养护需要维持一周的时间。
 
  2、挂钢筋网
 
  挂钢筋网应按设计要求及规范要求进行,主筋搭接采用单面搭接焊,焊缝长度为10d,网筋采用扎丝绑扎,采用梅花间隔绑扎,绑扎搭接长度≧30cm同断面50%错开,接头中心距≥50cm。
 
  3、安设土钉
 
  一般情况下,土钉可使用锚杆工程中好的经验和规定。对注浆式土钉来说,钻孔直径一般为70-150mm,常用保护层厚度为25mm。由于土钉是群体起作用,故对钻孔误差的要求不像锚杆那样严格,且注浆可不加压力。
 
  4、复喷
 
  将钢筋网片铺设于坡面之后,要将混凝土二次喷射于整个坡面,也就是我们说的复喷,并且要严格依据设计的相关要求来控制喷射厚度。为了保证喷射的混凝土配合比是科学合理的,就需要事先进行试验。同时,要注意均匀的喷射混凝土。完成了喷射之后,在终凝2h之后,需要进行必要的养护工作。
 
  四、土钉墙在超软地基基坑支护应用中应注意的事项
 
  1、实行信息化施工,根据监测数值及时采取相应的措施,确保安全。
 
  2、开挖前必须了解和掌握邻近建筑物基础和土钉(锚杆)长度范围内地下管线的布置。土方开挖应与土钉喷射混凝土支护密切配合,开挖后立即进行土钉喷射混凝土支护。在上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后,方可进行下层土方开挖和土钉施工。
 
  3、若严格控制开挖进度,在土钉充分发挥其锚固力的同时边壁软土逐步固结,强度逐步增长,这样不但可防止基坑边壁失稳,而且可减少边壁变形。开挖时应采取分层逐段开挖,作业面长度控制在10m以内,同时,严格控制超深开
 
  挖。
 
  4、要重视施工现场监测工作,做好基坑的水平位移和沉降观测的控制点,定期观测,及时整理分析,为设计和施工提供信息。
 
  5、当产生各类险情时,采用合理的加固措施进行排险,主要的方法有双液注浆、压密注浆、跟踪注浆等方法,必须控制好注浆位置、注浆深度、注浆量、注浆压力,防止在排险过程中出现对基坑、周围建筑、管线新的不良影响和防止出现新的险情。
 
  五、结束语
 
  深基坑开挖工程是城市空间开发利用的顶梁柱之一,它不仅继承了地下工程
 
  的隐蔽性、荷载多样性和事故突发性等特点,而且还具有扰乱周围建筑物、地下
 
  管线等等周围环境的特点,而土钉墙是一种施工简便的深基坑支护方案,值得推广使用。在超软地基基坑支护中,土钉墙支护工艺有着很多的优点。因此,应用的范围越来越广。但是要想保证土钉支护的效果,就需要综合考虑很多方面的因素,严格依据相关的规定和要求来进行设计和施工,保证支护的安全可靠。
 
  [1]张明聚,宋二祥,陈肇元.土钉支护设计的修正条分法[J],工程勘察,1997年第6期
 
  [2]罗晓辉,何立红.基坑开挖土钉墙支护稳定性的优化分析,岩土锚固新技术,中国岩土锚固工程协会[M],人民交通出版社,1998,11
 
  [3]彭振斌.深基坑开挖与支护工程设计计算与施工[M].武汉:中国地质大学出版社,1997.54-57,80-100.
 
  [4]段文,朱庆涛,祝敏.复合土钉技术在深大面积软土基坑支护中的应用[J].建筑施工,2003.
 
  [5]陈清.土钉墙在超软地基基坑支护中的应用研究[J].城市建设理论研究,2012.

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