《安全技术》之土钉墙技术在深基坑工程中的应用 VIP免费

土钉墙技术在深基坑工程中的应用近年来，在基坑施工过程中，由于未按土质情况设置安全边坡和做好固壁支撑，导致坑壁坍塌事故比例增大。因此，《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）将基坑施工列为一项安全检查内容，并要求对于较深的基坑必须进行专项设计和支护。目前，深基坑支护已经有多种较为成熟的技术，土钉墙支护是其中一种比较新颖的技术。1.土钉墙壁支护结构的特点及适用范围土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术，它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内，将土体加固成能自稳的重力式的挡土结构。该项技术形成于20世纪70年代，1980年，我国首次将该项技术应用于山西柳湾煤矿边坡支护工程（开挖深度10.2m，坡度α=80°）。20世纪90年代以来，我国有不少工程专家和学者对该项技术进行了深入的研究和应用，证实它是一种技术可行、安全可靠、经济效益可观的技术，并已将其成功地应用于非软土场地基坑支护，基坑深度已突破20m。在工作机理上，土钉墙是高强度土钉、网喷混凝土面层及原状土三者共同受力，增强了土体破坏延性，很好地改变了边坡突然塌方的性质，有利于安全施工；在工艺上，采用了边开挖边支护的方法，工作面不受限制，缩短了工期；在投资方面，因土钉利用了土体的自承载能力，使基坑周围土体转化为支护结构的一部分，经济效益可观。土钉墙支护一般适合于地下水位以上或经过降排水措施后的素填土、普通粘性土、粘性的砂土和粉土等较均匀土体边坡。近年来，该项技术在东南沿海地区的基坑开挖中得到迅速的发展，不仅在砂性土的基坑开挖中广泛应用，而且在填土和软弱土层中也得到成功应用。利用水泥土桩组合式土钉墙支护技术，使该项技术能够应用在下降水的高水位地层。当场地同时存在土层和不同风化程度岩体时，应用土钉墙支护特别有利。土钉墙支护的应用范围非常广泛，主要有：1.1土体开挖时的临时支护。用于高层建筑等深基坑开挖，地下结构施工开挖，土坡开挖等。1.2永久挡土结构。这类工程一般与施工开挖时的临时支护相结合，如隧道洞门端部挡墙和洞口两侧挡墙，路堑土坡挡墙、桥台挡墙等。1.3现有挡土结构和支护的修理、改建下抢险加固。如各类挡土墙的维修和加固，以及各类支护发生失稳或变形过大时的抢险加固等。1.4边坡稳定。用于加固可能失稳的堤坡。2.土钉墙的构造土钉墙结构由土钉和面层两部分构成，土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。钻孔注浆土钉为最常用的土钉，一般采用φ6~φ32mm的HRB335、HRB400钢筋，置于φ70~φ120mm钻孔中，采用强度等级不低于M10的水泥将或水泥砂浆注入孔中形成。水泥浆水灰比一般为0.5左右，水泥砂浆配合比一般1：1~1：2，水灰比为0.38~0.45。注浆土钉设定位支架以使钢筋居中，孔口宜设置止浆塞及排气管。打入式土钉一般采用钢管材料打入土中形成。打入式土钉一般钉长短较施工简单快速，但不易用于密实胶结土中。当打入钢管为周围带孔的闭口钢管时，可在打入后管内注浆，增强土钉与土的粘结力，提高土钉的抗拔能力。注浆方式有低压注浆与高压喷射注浆等方式。土钉长度一般为开挖深度的0.5~1.2倍，间距为1~2m，与水平夹角一般为5°~20°，适用的土钉墙墙面坡度不宜大于1：0.1。面层为土钉墙的重要组成部分。一般由φ6~φ10mm、间距150~300mm的钢筋网，强度等级不低于C20的喷射混凝土组成，面层厚度一般为80~150mm。为保证土钉与墙面的有效连接，可采用加强钢筋与土钉和分布钢筋连接，也可采用承压垫板方法连接。3.增加土钉抗拔力的措施在墙土的软弱土层中，或在土质较好，但由于周边环境约束，土钉的设计长度受到限制时，为增大土钉的抗拔力，除了调整土钉的水平和垂直距离外，还可考虑采用以下几方面措施：3.1加大土钉的直径。适当加大土钉的直径是提高土钉抗拔力的一个途径。根据工程实践，当土钉直径加大至120mm时，在砂性土中抗拔力可提高至16N/m，在填土中可提高至13kN/m。3.2提高注浆压力。提高注浆压力可以增大锚固的体积，从而提高锚固体与洞周壁的粘接力和两者之间的摩阻力。杭州地区目前采用的注浆压力一般不小于0.4MPa，但当注浆压力提高至不小于0.8MPa后，土钉的抗拔力有明显的提高。3.3进行二次注浆。...