[摘要]土钉墙以钢筋为主材料制作加筋件,借助加筋件与土体的摩擦作用,产生拉结作用力,以此增强边坡的稳定性。在隧道明挖风道基坑工程的支护施工当中,土钉墙是一种重要的基坑支护方式,适用于杂填土、粘性土、粉土等基坑,而且不会对周边建筑物产生较大影响,相比于锚杆墙等其他支护方式,这种支护方式的成本费用更低。本文将以某隧道明挖风道基坑工程为例,在了解该工程基本概况的基础上,对该工程应用土钉墙支护施工技术,展开深入的探讨。
1某隧道明挖风道基坑工程基本概况
某隧道工的内部风道基坑,采用明挖施工的方式,基坑设计开挖深度和宽度分别为20.3m、10.17m。经现场勘测,发现该工程的基坑含有三层地下水,依照位置的高低,将其分为上层滞水层、滞水层、承压水层,这三层地下水分别体现出以下几方面的特征:第一层为上层滞水层,该层地下水含有粉土和细砂,在雨水、灌溉水、污水等水体的作用下,形成了上层滞水层。第二层为潜水层,该层含有粉细砂、中粗砂、粉土等,其中水位标高和水位埋深分别为26m、16.8m,在大气降水补充水源之后,所形成的侧向径流和向下越流会产生不同方向承压力,进而形成潜水层。第三层为承压水层,该层含有中粗砂、粉细砂、卵石、其中水头标高和水头埋深分别为22.81m和18.23m,在径流和越流补给之后,形成承压水。以上三层的地下水,要求案例工程在明挖深基坑的时候,对基坑进行降水,以避免在开挖的时候发生土体坍塌事故,为深基坑开挖创造“无水”条件。案例工程采用明挖的方式,其中东北位置设置标高19.2m标高和20m埋深的风道结构底板,西侧和南侧布置降水井,除了要求控制好降水井之间的距离,以及布置深井井点和引渗井等,还重点应用了土钉墙支护施工技术,这也正是本文研究的重点所在。
2案例工程基坑土钉墙支护施工技术建议
2.1土方技术的应用
在施工之前,对整个施工场地进行清理和平整,并借助全站仪,定位隧道明挖风道边线的具体方位,然后在测定的位置布置护桩。在此基础上,利用挖掘机对基坑进行开挖,并由相关施工人员以人工方式辅助将开挖出来的土体装载到自卸式汽车上,由汽车将基坑弃土运送到弃渣场。而基坑的开挖,经勘测显示土体中存在地下水等不确定性外界因素,如果大范围同时开挖,可能会扰动土体,从而造成土体坍塌,因此以分段分层的方式进行开挖,即在开挖到设计标高时,在开挖位置布置约0.8m的土钉,并修筑坡比为1:0.1的人工修边坡,以形成土方开挖后的支护体。
2.2土钉墙施工技术的应用
土钉墙的施工分为5个技术步骤,是在检验基坑开挖段边坡修整质量后,通过钻孔、钢筋布置、清孔、注浆等施工,形成满足规范强度要求的混凝土面层。具体的技术内容为:
2.2.1钻孔技术
土钉孔规格为直径140mm、深度8m,每个土钉孔保持1.2m的距离,并呈梅花型布置,施工人员应借助洛阳铲以15°的俯角钻孔,成孔后的孔深、孔径、孔距、孔俯角偏差,分别控制在mm、±50mm、±100mm、±5%左右。
2.2.2钢筋布置技术
土钉墙选用长度8m的φ25mm钢筋,按照土钉墙布置需求加工成钢筋网之后,锚杆尾部与钢筋网连接的部位,需要制成弯钩形状,而锚杆上每隔2m与钢筋网衔接,逐步增强定位的稳固水平,其中土钉孔的中心位置,要有土钉钢筋衔接,以搭设成土钉墙支护体的基本框架。再次是清孔技术,针对土钉孔里面残存的废渣和废土,利用大于0.55Mpa的压力空气吹拂干净,同时在清除废渣和废土后,检查孔里的土层的湿润程度,如果过于干燥,则可利用润孔花管,从内到外润湿,但必须将润孔花管喷射的水压,控制在0.14Mpa以内。
2.2.3注浆技术
在注浆前,在土钉口顺时针塞紧止浆塞,再将注浆管一端从止浆塞插入,直至接近孔底的1.0m位置,另一端连接注浆机的注浆泵,而在注浆的过程中,一方面要将水泥砂浆的水灰比控制在0.3-0.4之内,以及加入适量的U型膨胀剂,以防止注浆过程中水泥砂浆产生干缩裂缝和增强水泥砂浆与孔壁的粘结效果,并保持0.6Mpa以内的注浆压力,但同时不能低于0.4Mpa,否则需要适当补充压力,另一方面是根据出浆量提升注浆管,在浆液到达孔口时,才将注浆管和止浆塞全部拔出,再用细石混凝土封闭孔口。
2.2.4混凝土网喷技术
一方面是在指定的加工点,将直径的钢筋加工焊接成网格状的钢筋网,然后安装网片。另一方面是清除干净喷射位置的杂物,并利用安装调试好的喷射机,将校正好配料输出比的混凝土材料,以添加外加剂—开风—送料的喷射顺序,利用0.7Mpa内的风压喷射,在基本符合设计厚度后,即刻刮除喷射面的凸出部分和补充喷射凹进的位置。在喷射混凝土的过程中,除了需要严格按照设计的厚度喷射,并控制好混凝土的配合比,而且还需要适量加入速凝剂、粘稠剂、外加剂等,以及通过喷水养护的方式,防止喷射后混凝土出现开裂,并符合设计的强度要求。
2.3其他技术建议
除了以上的施工技术内容,还要针对自稳能力较差的砂层土钉,以及存在缺陷的基坑,以分层开挖和支护的方式,使得整个砂层土体的开挖位置,形成封闭状态的结构体。另外地质条件的周密勘测,以及地质条件的比较分析,均与土钉墙在基坑施工中的支护作用息息相关,通过勘测,将勘测的参数融入到设计方案当中,在设计图纸上准确标明基坑坡底的尺寸,以及相关的物理力学性能等,并对坡体滑动面进行计算,从而确定土钉的长度、孔径、倾角等,作为土钉墙支护施工的辅助补充。
3结束语
文章的研究内容尽管在一定程度上解决了深基坑的支护问题,但不同的隧道工程施工可能会存在诸多的不同点,因此这些技术建议在应用的过程中,还需要根据具体工程的实际情况,对相关技术的细节性内容进行补充完善,以不断增强技术的实用性水平。
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