基坑土钉墙支护施工工法

基坑土钉墙支护施工工法一、前言基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速推广应用。所谓土钉墙支护就是用加固和锚固现场原位土体的细长杆件(土钉)作为受力构件，与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系。近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。二、土钉墙支护的特点1．能合理地利用土体的自承能力，将土体作为支护结构的不可分割部分。2．结构轻型，柔性大，有良好的抗震性和延性。3．施工便捷、安全，土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测的变形数据和特殊情况，及时变更设计。4．施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。5．稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移一般为基坑深度的0.1％～0.2％，最大不超过0.3％，超载能力强。6．总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。7．费用低，经济，与其他支护类型相比，工程造价降低10％～40％左右。三、土钉墙支护的应用范围与适用条件1．土钉墙支护的应用范围(1)托换基础。(2)基坑或竖井的支挡。(3)基坑工程抢险。(4)斜坡面的稳定。(5)与预应力锚杆相结合做斜面的防护。2．适用条件土钉墙支护一般适用于地下水位以上或进行人工降水后的可塑、硬塑或坚硬的粘性土，胶结或弱胶结(包括毛细水粘结)的粉土、砂土和角砾、填土；随着土钉墙理论与施工技术的不断成熟，在经过大量工程实践后，土钉墙支护在杂填土、松散砂土、软塑或流塑土、软土中也得以应用，并可与混凝土灌注桩、钢板桩或在地下水位以上的土层与止水帷幕等配合使用进行支护，从而扩大了土钉墙支护的使用范围。采用土钉墙支护的基坑其深度不宜超过18m。四、土钉墙支护的作用机理及工作性能1．土钉墙支护的作用机理土钉通过滑裂面将坑周土体加固，土钉与土共同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，如同重力式挡土墙。在土体受力条件改变的情况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固体与土的摩擦力，使土钉被动受拉而给土体以约束加固使其稳定，它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成。2．工作性能(1)土钉墙支护变形较小，最大水平位移发生于墙体顶部，越往下越小。土钉墙支护体内的水平位移随离开墙面距离增大而减少。(2)土钉内的拉力分布是不均匀的，一般呈现中间大、两端小的规律，土体产生微小变位才能使土钉受力。(3)采用密集土钉加固的土钉墙支护性能类似重力式挡i墙，破坏时明显带有平移和转动的性质。(4)在土钉墙支护整体破坏以前，喷射混凝土面层和土钉一般不会产生破坏现象。(5)墙面土压力分布并不接近三角形，在坡角处土压力减少，其合力为库仑土压力的70％，这种土压力减少是土钉将土连接成一个整体而造成的。其土压力值至少降低库仑土压力值的30％～40％。五、土钉墙支护工艺1．工序编写施工方案及施工准备→开挖→清理边坡→孔位布点→成孔→安设土钉钢筋(钢管)→注浆→铺设钢筋网→喷射混凝土面层→开挖下一步。根据不同土性特点和支护构造方法，上述个别顺序可以变化。支护的内排水以及坡顶和基底的排水系统应按整个支护从上到下的施工过程穿插设置。2．施工工艺(1)准备工作1)认真学习规范，熟悉设计图纸，以书面形式让甲方出据地下障碍物、管线位置图，了解工程的质量要求以及施工中的监控内容，编写施工方案。2)施工前应确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等，并在设置后加以妥善保护。3)组织项目管理小组及专业施工队伍，对施工人员进行班前技术、安全交底，并完成上报审批程序。4)按照施工方案选择施工机具与工艺，并检查设备运转情况，安排现场水、电、照明及施工工作面，材料进场后做好原材料的检验与混凝土、水泥浆的试配。(2)开挖1)土钉墙支护应按施工方案规定的分层开挖深度按作业顺序施工，在完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前，不得进行下一层深度的开挖。2)当用机械进行土方作业时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动，当基坑边线较长，可分段开挖，开挖长度10～20m。3)支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护。应尽量缩短边壁土体的裸露时间，对于自稳能力差的土体如高含水量的粘性土和无天然粘结力的砂土必须立即进行支护。4)为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易坍塌的土体因地制宜采用相应措施。5)开挖过程中如遇到土质与原设计有异常情况时应及时进行反馈设计。(3)清理边坡。基坑开挖后，基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡，以达到设计规定的坡度。(4)孔位布点。土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并作出标记编号。孔位的允许偏差不大于150mm。(5)成孔。根据经验及现场试验，一般采用人工洛阳铲成孔，孔径、孔深、孔距、倾角必须满足设计标准，其误差符合《基坑土钉支护技术规程》CECS96：97的要求。如出现边坡土体含水量较大，杂填土较厚，松散砂层等情况不宜进行人工成孔时，可采用钢管代替钢筋，利用机械打人土层，钢管上可每隔300mm钻直径8～10mm的出浆孔，梅花形布置，并以∠30角钢呈倒刺状焊于孔边，以防打管时散落土粒堵塞出浆孔，同时增加其抗拔力，钢管前端宜作成锥形，以减少打入时的摩擦阻力。成孔过程中如遇障碍物需调整孔位时，不得影响支护安全，成孔后要进行清孔检查，对塌孔处应及时处理。(6)置钉及注浆1)置钉。在直径18～32mm的Ⅱ级或Ⅲ级钢筋上设置定位架，保证钢筋处于孔中心部位，支架沿钉长的间距为2～3m左右，支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动。2)注浆。成孔后应及时将土钉钢筋置人孔中，可采用重力、低压(0.4～0.6MPa)或高压(1～2MPa)方法按配比将水泥浆或砂浆注入孔内。重力注浆以满孔为止，但需1～2次补浆；压力注浆采用二次注浆法，并在钻孔口设置止浆塞和排气孔；注浆导管应先插入孔底，以低压注浆，同时将导管以匀速缓慢撤出，导管的出浆口应始终处在孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出。导管离孔口0.5～1m时高压注满，并保持高压3～5min；采用钢管时应使用高压注浆，注满后及时封堵，让压力缓慢扩散；注浆时需加入早强剂和膨胀剂以提高注浆体早期强度和增大其与孔壁土体的摩擦力。(7)铺设钢筋网片钢筋网片可用直径6～8mm盘条钢筋焊接或绑扎而成，网格尺寸150～300mm。在喷射混凝土之前，面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上并符合规定要求的保护层厚度。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射下应不出现振动。(8)喷射混凝土面层1)喷射混凝土时喷射顺序应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.8～1.5m范围内，射流方向垂直指向喷射面，在钢筋部位应先喷钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。也可在铺设钢筋网片之前初喷一次，铺设网片之后再进行复喷，一次喷射厚度不宜小于40mm，喷射混凝土前应先向边壁土层喷水润湿；喷射时应加入速凝剂以提高混凝土的凝结速度，防止混凝土塌落。2)为保证喷射混凝土的厚度，可用插入土内用以固定钢筋网片的钢筋作为标志加以控制。当面层厚度超过100mm时应分二次喷射，每次喷射厚度宜为50～70mm。继续进行下步喷射混凝土作业时，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之潮湿，为使施工缝搭接方便，每层下部300mm可喷成45o的斜面形状。3)喷射混凝土终凝后2h，应根据当地条件，采取连续喷水养护5～7d。4)土钉墙支护最下一步的喷混凝土面层宜插入基坑底部以下，深度不小于0.2m，在基坑顶部也宜设置宽度为1～2m的喷混凝土护顶。(9)排水系统1)土钉墙支护宜在排除地下水的条件下施工，应采取的排水措施包括地表排水，支护内部排水，以及基坑排水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。2)基坑顶部四周可做散水和排水沟，坑内应设置排水沟和集水坑，并与边壁保留0.5～1m的距离，集水坑内积水应及时抽出。3)如基坑侧壁水压较大时可在支护面层背部插入长度为400～600mm，直径不小于40mm的水平导水管，外端伸出支护面层，间距1.5～2m，以便将混凝土面层后积水排出。六、原材料水泥：采用强度等级为32.5MPa的普通硅酸盐、矿渣硅酸盐水泥。砂、石子：采用细度模数不小于2.3的中砂和粒径不大于12mm的细石，砂含泥量不大于3％，石子含泥量不大于2％。钢筋、钢管：Ⅱ级或Ⅲ级钢筋，直径18～32mm；盘条钢筋6～8mm，直径48mm的管。外加剂：采用符合有关规范要求的早强剂、膨胀剂和速凝剂，在冬季施工时喷射混凝土中应加入防冻剂。本文转载于:【恩点建筑精英论坛】查看原文:=10978