【摘要】土钉墙在基坑工程应用广泛,文章以某基坑工程为例,较为详细的介绍了土钉墙的施工工艺,总结了质量控制要点。实践证明,该基坑支护施工效果良好,工程取得了较好的经济效益。
1工程基本情况
1.1工程概况
珠海某基坑,长38m,宽25.6m,基坑底部标高-11.2m,局部-12.9m。根据业主、设计、施工、勘察等单位多次专题例会研究决定,本基坑东侧边坡采取桩锚支护,南、北两侧边坡适当放缓并土钉喷锚支护,西侧全程采取土钉喷锚支护。
1.2场地地层及岩性
地质勘察最大揭露深度为45.00m,根据现场勘探、原位测试及室内土工试验结果,按地层沉积年代、成因类型、地层岩性及其物理力学性质指标的特征,其划分为14个土层,主要有以下:
①层杂填土:杂色,水泥,层厚0.50~3.70m;②层新近堆积粉质粘土:黄褐~褐色,可塑~软塑。属中~高压缩性土层,层厚0.40~1.50m;③层粉质粘土:黄褐色,可塑。属中压缩性土层,层厚0.80~2.20m;④层粉土:褐黄~浅黄色,层厚3.30~3.60m;④-1层粉质粘土:黄褐色,可塑,层厚0.70~2.10m;⑥层粉细砂:黄褐~褐黄色,层厚1.30~4.40m。天然休止角40°;⑧层中粗砂:黄褐色,稍湿、中密。层厚7.50~10.70m;⑨-1层粉质粘土:黄褐色,可塑。层厚1.10~1.80m。
1.3地下水勘探分析
勘察过程中,在-40.00m的勘探深度内下套管钻进后,未见地下水,故场地地下水埋深在-40.00m以下,故不考虑地下水对砼的腐蚀性及施工过程中的降水问题。
2南北侧土钉墙喷锚支护工艺
2.1土钉墙喷锚工艺施工流程
按图纸要求挖至-8.0m→在-7.5m处施工第一层土钉→开挖至-9.5m→在-9.0m处施工第二层土钉→在-7.5m至-9.5m挂网喷锚→开挖至-11.2m→在-10.5m处施工第三层土钉→在-9.5m至-11.2m处挂网喷锚。
2.2基坑开挖
待东侧护坡桩及帽梁施加预应力后,按图纸要求开挖土方,土方开挖必须紧密配合喷锚网施工,土方必须分层开挖,严格做到开挖一层、支护一层,上一层未支护完,不得开挖下一层。每一层开挖深度按图纸和施工方案设计要求进行,并视现场实际土质条件而定,通常1.0~2.0m,本次分层厚度按1.5m考虑。机械开挖要到位,不宜欠挖,严禁超挖。机械开挖后,应及时对边坡进行人工修整。
-7.5m以上方坡系数采用1:0.3,不予支护(如遇到砂层则支护);-7.5m以下,放坡系数采用1:0.4,如需支护,则采用土钉墙喷锚支护,基坑开挖必须配合土钉墙喷锚施工。
2.3边坡修整
喷锚工作面由人工修理平整,以便下一步喷锚施工。
2.4土钉墙施工
开挖出的边壁人工修整后,根据设计要求,定出孔位,做出标记,造孔方式分为人工和机械两种,在地下设施较多或地下管线分布复杂不清的情况下,土质条件允许时,宜用人工造孔法,其中人工洛阳铲造孔法是一种探索性造孔法,一旦遇到地下障碍物能及时发现立即停止。其余不适合用人工造孔的可用MGJ-50型锚杆钻机机械造孔。
待基坑开挖至-8.0m时,修坡后在-7.5m处施工第一层土钉,土钉孔径130mm,长度3m,与水平夹角15°。锚杆成孔使用人工洛阳铲成孔,土钉钢筋严格按照设计图纸加工,待钢筋置入孔内,立即灌注砂浆,砂浆灌至孔口并采取封堵措施,1小时后补浆1次;待开挖至-9.5m时,修坡后施工-9.0m处第二层土钉,土钉孔径130mm,角度15°,长度4m,待基坑开挖至-11.2m处修坡后,在-10.5m处施工第三层土钉,土钉孔径130mm,角度15°,长度3m。三层土钉呈梅花状布置,水平间距1.5m,垂直间距1.5m,钢筋设置和砂浆灌注要求同步一致。
2.5挂网喷锚
2.5.1-7.5m处和-9.0m处锚杆施工完毕,即可施工第一步锚喷面,首先要按照图纸要求设置钢筋网,再喷射混凝土。
2.5.2喷射混凝土的混合料应搅拌均匀,随拌随用,存放时间不应超过1小时,掺加速凝剂的存放时间不超过20分钟。
喷射时,喷头处的工作风压保持在0.1~0.12MPa为宜,喷头与受喷面尽量垂直,并保持在0.8~1.0m的距离。
2.5.3喷射应自下而上进行,喷头运动一般按螺旋式轨迹一圈压半圈均匀缓慢地移动。
2.5.4挖出的作业面修理平整后,应尽快进行初喷混凝土,以稳定边壁,防止松散土塌落,初喷厚度一般为3cm,钢筋网铺设完成后进行复喷,一次复喷厚度为5~7cm,喷射混凝土接茬,应斜交搭茬,搭接长度一般为喷射厚度的2倍以上。回弹物应及时回收利用,但不宜作为喷射料重新使用。
2.5.5-9.0m~-11.2m处为第二步锚喷面,施工步骤同第一步。
3西侧土钉墙喷锚支护工艺
3.1基坑开挖
待东侧护坡桩及帽梁施加预应力后,按图纸要求开挖土方,土方开挖必须紧密配合喷锚网施工,土方必须分层开挖,严格做到开挖一层、支护一层,上一层未支护完,不得开挖下一层。每一层开挖深度按图纸和施工方案设计要求进行,并视现场实际土质条件而定,本次分层厚度按1.5m考虑。
3.2边坡修整
机械开挖必须能挖出光滑规则的斜面,最小程度减小支护土层的扰动,开挖要到位,不宜欠挖,严禁超挖。机械开挖后,应及时对边坡进行人工修整,松动坡面支护前予以清除。
3.3土钉墙施工
土钉墙施工包括定位、成孔、置筋、注浆等工序。
开挖出的边壁人工修整后,根据设计要求,定出孔位,做出标记,造孔方式分为人工和机械两种,在地下设施较多或地下管线分布复杂不清的情况下,土质条件允许时,宜用人工造孔法,其中人工洛阳铲造孔法是一种探索性造孔法,一旦遇到地下障碍物能及时发现立即停止。其余不适合用人工造孔的可用MGJ-50型锚杆钻机机械造孔。
西侧土钉设计纵向为1.5m,横向间距为1.3m,孔径130mm,梅花形排列,倾角为10°~15°,如局部开挖较深时可搭脚手架施工,如个别地段不能进行土钉成孔,根据实际情况,在保证安全的前提下,调整纵横土钉的间距,或用打入式进行土钉的施工,钢筋的长短可据实而定。
在置筋前将孔内残留及扰动的虚土清理干净,并保证钢筋在孔中心位置,在钢筋上每隔2m焊置1个定位架。
土钉孔置筋完成后,开始注浆,土钉的注浆可采用灰浆泵和砂浆泵注浆,注浆前,先按配合比在搅拌机内将水泥浆搅拌均匀,再用注浆泵进行常压注浆,注浆压力为0.4-0.6,随拌随用,一次拌和的水泥浆或砂浆在初凝前用完,在珠江过程中停止30分钟时,用水或水泥浆润滑注浆泵和管路,注浆时注浆管插至距孔底250-500mm处,随注随往外拉管,使管头始终淹没在浆内,直到注满为止。
其余挂网喷锚等同南北侧施工。
4总结
基坑喷锚网支护工程竣工后,2009年4月7日施工单位向监理单位报送相关验收资料。4月11日业主、设计、监理、施工四方按设计要求和质量合格条件组织进行了现场验收,基坑喷锚网支护工程验收过程中有业主、设计、施工和监理部门人员共8人参加。
经检验,基坑符合设计要求和施工验收规范。该工程的土钉墙支护完成后,可以进行下一步沉淀池工程的施工,施工中随时做好对土钉墙的施工监测,确保人员及财产的安全。
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