土釘墻邊坡支護技術(shù)在中儲糧工程中的應(yīng)用

1、土釘墻邊坡支護技術(shù)在中儲糧工程中的應(yīng)用土釘墻邊坡支護技術(shù)在中儲糧工程中的應(yīng)用xxxx（xxxxxxxxx 公司鞍山114039）摘要：重點介紹了土釘墻邊坡支護技術(shù)在營口中儲糧工程中的應(yīng)用，主要從土釘墻支護設(shè)計、施工兩大方面進行闡述。設(shè)計方面包括土釘墻設(shè)計方案和計算書，施工方面詳細闡述了施工工藝流程、質(zhì)量驗收標(biāo)準、施工注意事項和支護結(jié)構(gòu)檢測。關(guān)鍵詞：深基坑、土釘墻、洛陽鏟、注漿、掛網(wǎng)、噴射砼。1.前言土釘墻是采用土釘加固的基坑側(cè)壁土體與護面等組成的支護結(jié)構(gòu)。土釘墻由被加固原位土體、設(shè)置在土中的密集的土釘群、噴射的混凝土面和必要的防水系統(tǒng)組成。土釘就是置入于土體中以較密間距排列的鋼筋或鋼管，通長與

2、周圍土體接觸并以群體起作用，與周圍土體形成一個組合體；護面一般為配置鋼筋網(wǎng)片的噴射混凝土面層，它具有保護和加固表層土，使之避免風(fēng)化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落以及隔水防滲等作用。1.1 土釘墻的適用條件適用于基坑側(cè)壁安全等級為二級、三級的基坑。適用于地下水位以上或經(jīng)降水的非軟土基坑，且基坑深度不宜大于 12m。用于淤泥質(zhì)土等軟土基坑時，可采用水泥土樁垂直復(fù)合土釘墻或微型樁垂直復(fù)合土釘墻，且基坑深度不宜大于 6m。當(dāng)基坑潛在滑動面內(nèi)有建筑物、重要地下管線時，不宜采用土釘墻。1.2 土釘墻支護與樁錨支護的比較土釘墻支護與樁錨支護都是深基坑支護常用的類型。樁錨支護是錨桿與排樁通過腰梁組合在一起的錨

3、拉式結(jié)構(gòu)，起主動嵌固作用，錨桿需要施加預(yù)應(yīng)力，主動約束擋土結(jié)構(gòu)的變位；而土釘墻支護的土釘不需施加預(yù)應(yīng)力，須借助土體產(chǎn)生小量變位，而使土釘受力后工作，即兩者的受力狀態(tài)不同。錨桿只在錨固長度范圍內(nèi)受力，自由長度范圍只起傳力作用；而土釘全長受力，兩者在桿件長度方向上的應(yīng)力分布不同。樁錨支護可用于基坑側(cè)壁安全等級為一級的基坑，可用于較深的基坑，而土釘墻支護不可用于基坑側(cè)壁安全等級為一級的基坑，且基坑深度不宜大于 12m；樁錨支護不需放坡，而土釘墻支護需放不大于 1:0.2 的坡度。但土釘墻在適用范圍內(nèi)具有如下優(yōu)勢：.安全可靠土釘墻復(fù)合體能夠顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受坡頂超載的能力。由于土釘密度大，其

4、中個別土釘發(fā)生破壞或不起作用，對整個結(jié)構(gòu)影響不大。.設(shè)備簡單、施工方便土釘墻施工工藝沒有其它深基坑邊坡支護方式復(fù)雜，土釘長度一般較短（312m） ，直徑較小，所需的機具相應(yīng)也較靈便；正常情況下，采用洛陽鏟成孔、泥漿泵注漿、噴射砼機及空壓機噴射砼，不需螺旋鉆機等重型機械。.占用場地小：對于現(xiàn)場狹小，放坡困難，有相鄰建筑物的施工現(xiàn)場尤為適用。.對周圍環(huán)境影響小：施工不需重型施工機械，施工振動小、噪音小，對周邊居民幾乎無影響。.工期短：可隨挖土方工序形成逐層分段流水施工，不占總工期時間，施工效率高，工期短。.造價低：由于土釘墻結(jié)構(gòu)形式簡單，與樁錨支護結(jié)構(gòu)形式比，可節(jié)省造價 60%以上。2.工程概況工

5、程位于營口鲅魚圈經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，日月大道南，平安西街東。二道河北，圖書館西。由 9棟住宅、4 個商業(yè)網(wǎng)點、1 個地下車庫組成，總建筑 23.5 萬平，最高的 7#樓 81.5m。其中，1#2#樓 17層、3#4#5#6#樓 23 層、7#樓 27 層、8#9#樓 25 層、商業(yè) 2 層、地下車庫 1 層；住宅為剪力墻結(jié)構(gòu)、商業(yè)及地下車庫為框架結(jié)構(gòu)。主樓基礎(chǔ)為樁基，地下車庫部分為筏板基礎(chǔ)。開工日期為 2011 年 10 月1 日，竣工日期為 2013 年 10 月 30 日?；诱嫉孛娣e 40680m2，土釘墻支護總長度 970m。主樓部分基坑開挖深度 6.85m、地下車庫部分基坑開挖深度 6.

6、4m，屬于深基坑。本工程0.00 相對于絕對標(biāo)高 8.726 米，自然地坪的相對標(biāo)高-0.5m，主樓基底標(biāo)高-7.35m，地下車庫基底標(biāo)高-6.9m。2.1 工程特點本工程位于鲅魚圈經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)繁華地帶，三面環(huán)路，北面為正在施工的中儲糧大廈。城市道路底部有各種市政管網(wǎng)， 周邊環(huán)境比較復(fù)雜。 基坑?xùn)|側(cè)距施工中的道路 5m； 南鄰河北路及二道河，距河北路最近處 4m；西側(cè)距平安西街 4m；北鄰正在施工的中儲糧大廈，最近處距建筑物 5m。施工場地狹窄，無法正常放坡。為防止施工對周邊建筑物、城市道路和地下管線造成不利影響，需要采取支護措施。基坑周圍環(huán)境見下圖：2.2 地質(zhì)條件根據(jù)東北巖土工程勘察總公

7、司提供的遼寧營口中儲糧地塊住宅項目巖土工程勘察報告（詳細勘察） 表明，擬建場地地貌為山前坡地，地形較平坦。擬建場地地層共分 6 層，場地自上至下依次為：耕土層粉質(zhì)粘土層卵石層全風(fēng)化混合花崗巖層強風(fēng)化混合花崗巖層中風(fēng)化混合花崗巖層，各土層敘述如下：1耕土（Q4ml） ：普遍分布。褐色，松散，飽和，主要由粘性土組成，含較多植物根系，厚度 0.40.6m。2粉質(zhì)粘土（Q4al+pl） ：普遍分布。褐色黃褐色，可塑，飽和。含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核及斑塊，屬中壓縮性，干強度中等，韌性中等，稍有光澤，無搖震反應(yīng)。厚度 0.61.6m。3卵石（Q4al+pl） ：普遍分布。黃褐色，稍密中密。一般粒徑 20mm60m

8、m，含量占 35%左右，最大粒徑 1300mm。顆粒形狀為亞圓形，母巖成分中風(fēng)化混合花崗巖。粘性土、礫砂充填，粘性土呈可塑狀態(tài)。各組分含量不穩(wěn)定。厚度 11.2520.7m。4全風(fēng)化混合花崗巖（） ：普遍分布。黃褐色，風(fēng)化物呈砂土狀，中粒變晶結(jié)構(gòu)，手掰即碎。厚度 0.21.9m。5強風(fēng)化混合花崗巖（） ：普遍分布。黃褐色灰白色暗紅色，中粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖芯呈塊狀及塊狀，敲擊易碎。屬于較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級為級。厚度 1.810.9m。6中風(fēng)化混合花崗巖（） ：普遍分布。黃褐色灰白色暗紅色，中粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖芯多呈短柱狀，局部為塊狀，錘擊可斷。節(jié)理裂隙較發(fā)育。屬于較硬巖，巖體

9、基本質(zhì)量等級為級。揭露厚度 2.28m，未揭穿。土層參數(shù)如下表：2.3 水文條件勘察期間，勘探深度范圍內(nèi)各孔均見地下水，地下水類型為潛水，富存于卵石層中，補給來源主要為大氣降水。穩(wěn)定水位埋深 3.53.9m，根據(jù)水質(zhì)檢測報告，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。地下水的評價：地下水對基礎(chǔ)開挖有不利影響，應(yīng)采取降水、排水和防護措施；地下水對樁基施工不會產(chǎn)生不良影響。3.土釘墻支護設(shè)計3.1 設(shè)計依據(jù)1.東北巖土工程勘察總公司提供的遼寧營口中儲糧地塊住宅項目巖土工程勘察報告2.上海誠建建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司提供的總平面圖及施工圖3.建筑基坑支護技術(shù)規(guī)范 （JGJ1

10、20-99）4.建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范GB50497-20095.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-20026.錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范GB50086-20017.建設(shè)工程項目管理規(guī)范GB/T50326-20068.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 2010 版GB50204-20029.鋼筋焊接及驗收規(guī)程 （JGJ18-2003）10.建筑施工手冊第四版參數(shù)土層名稱重力密度r(KN/m3)平均厚度（m）粘聚力標(biāo)準值Ccu(kPa)內(nèi)摩擦角標(biāo)準值cu()耕土180.5410粉質(zhì)粘土19.11.1228.5卵石22160353.2 深基坑支護設(shè)計方案為了保證主體地下結(jié)構(gòu)的施工空間、保證基坑周

11、邊地下管線和道路的安全和正常使用，需對本工程的基坑采取必要的支護措施，經(jīng)過對多方案比較和經(jīng)濟論證，決定采用土釘墻邊坡支護方案。土釘設(shè)計基坑深度 6.85m，土釘墻坡度 1:0.3。土釘排數(shù)共 3 排，第一排土釘距坡頂 2.5m，土釘水平間距 1.5m，垂直間距 1.5m，各排土釘之間梅花形布置。土釘采用鋼筋土釘，每排土釘長度均 8m，三級20 鋼筋。土釘傾角 15。注漿孔直徑 100mm，土釘全長設(shè)置對中定位支架，間距 2.5m。見下圖。砼面層設(shè)計注漿采用純水泥漿，水灰比 1：0.5，采用 P.O 32.5 水泥，水泥漿漿體強度大于 20Mpa。然后在表面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)10200200 三級鋼筋，

12、包括坡頂水平部位 500mm 寬。每排土釘位置設(shè)置20 通長加強筋，與土釘尾部的水平鋼筋焊接，采用單面焊，焊接長度 200mm。垂直方向加強筋通過土釘部位，即與基坑底面呈 63.5角，壓在水平加強筋底部。噴射混凝土厚度為 6080mm，混凝土強度等級為 C30，采用細石砼。見下圖。坡頂水平段為 500mm，距基坑邊 500mm 設(shè)置一個截水溝，截水溝深 0.3m、寬 0.2m，采用實心磚砌筑，內(nèi)側(cè)抹 1:3 水泥砂漿。3.3 土釘墻基坑支護計算書重要參數(shù)如下：1.基坑深度：6.850(m)2.基坑側(cè)壁安全等級二級3.支護結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.04.土釘荷載分項系數(shù)：1.255.土釘抗拔安全系數(shù)：

13、1.66.整體滑動穩(wěn)定安全系數(shù)：1.37.卵石層與錨固體摩阻力：120（kPa）土釘長度計算按各個工況受力最大的土釘拉力進行計算，見下表：支錨號計算長度(m)取用長度（m）拉力標(biāo)準值(kN)破裂角（）第一排土釘5.9438117.153.1第二排土釘7.4348144.8第三排土釘2.551845.7整體穩(wěn)定性驗算按照建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ120-99的規(guī)定進行土釘墻的整體穩(wěn)定性驗算。采用圓弧滑動條分法，簡圖和公式如下：經(jīng)計算，得出各工況的安全系數(shù)及各參數(shù)如下表：工況號安全系數(shù)（k）圓心坐標(biāo)x(m)圓心坐標(biāo)y(m)半徑(m)11.711-2.7029.2517.6221.447-4.522

14、10.01410.98831.519-2.7959.85810.246安全系數(shù)均大于規(guī)范要求的1.3，整體穩(wěn)定性符合要求。3.3.3 土釘選筋計算土釘選筋結(jié)果如下表（按基坑開挖至底部時的工況計算）：土釘號土釘拉力kN計算鋼筋面積配筋配筋面積(mm2)186.8255.31C20314.2277.3227.41C20314.2373.12151C20314.23.3.4 噴射混凝土面層鋼筋計算面層鋼筋計算結(jié)果見下表：序號深度范圍荷載值kPa軸向M(kN.m)As(mm2)實配As(mm2)10.02.56.7X1.233140.0(構(gòu)造)392.7Y0.365140.0(構(gòu)造)392.722.5

15、4.024.8X2.055140.0(構(gòu)造)392.7Y2.055140.0(構(gòu)造)392.734.05.535.5X2.943154.1392.7Y2.943154.1392.745.56.8545.7X2.993156.8392.7Y3.801201.3392.74.土釘墻支護施工4.1 施工材料及機具原材料土釘鋼筋、加強筋及網(wǎng)片鋼筋采用 HRB400 級，使用前經(jīng)復(fù)試合格。水泥采用 P.O 32.5 級普通硅酸鹽水泥。細骨料采用干凈、堅硬耐久的中粗砂，細度模數(shù)不小于 2.5，含泥量小于 5%；粗骨料采用堅硬耐久的碎石，粒徑不大于 15mm；速凝劑質(zhì)量符合現(xiàn)行標(biāo)準 JC477 噴射混凝土用

16、速凝劑的規(guī)定，并做與水泥相容性試驗及水泥漿凝結(jié)效果試驗；電焊條采用 E50 系列，與鋼筋級別對應(yīng)。施工機具，投入到本工程中的施工機具見下表：序號機械名稱型號規(guī)格數(shù)量1泥漿泵BW-150 型1 臺2噴射砼罐轉(zhuǎn)子式1 臺3空氣壓縮機6m1 臺4洛陽鏟10m8 把5經(jīng)緯儀J61 臺6水準儀DS32 臺7電焊機BX-5002 臺8鋼筋調(diào)直機GT4/142 臺9鋼筋切斷機GQ402 臺10鋼筋成型機GW402 臺4.2 施工工藝流程施工工藝流程見下圖：.邊坡開挖：采用反鏟挖土機，預(yù)留1520cm 人工修坡，開挖深度在土釘孔位下50cm，開挖寬度保證10m 以上，以確保土釘成孔機械鉆機的作業(yè)面。土方開挖嚴

17、格按設(shè)計規(guī)定的分層開挖深度按作業(yè)順序施工，在完成上層作業(yè)面的土釘及噴混凝土以前，不得進行下一層土方的開挖。.修坡：采用人工清理修坡，為確保噴射混凝土面層的平整，此工序進行掛線定位。對于土層含水量較大的邊坡部位，在邊坡上插入長度為500mm，直徑40mm包濾網(wǎng)的水平排水管，其外端伸出支護面層，間距為1.5m，以便將噴混凝土面層后的積水排出。.定位放線：按設(shè)計圖紙由測量人員用10（三級） 、長30cm 的鋼筋放出每一個土釘?shù)奈恢谩?成孔：施工人員采用洛陽鏟成孔。成孔后進行清孔檢查，對個別滲水塌孔或掉落松土的孔立即進行壓漿處理，隨后安設(shè)土釘鋼筋并注漿。見下圖。.插土釘：主筋采用20鋼筋，按設(shè)計長度加

18、20cm 下料，外端為90角、長20cm的拐，并焊接一個對稱的拐，主筋每隔2.5m 焊對中支架，防止主筋偏離土釘中心。見下圖。.注漿：采用基坑邊部的泥漿池造漿， 嚴格控制水灰比為1： 0.5； 注漿采用注漿泵， 注漿泵工作壓力2MPa、水泥漿流量1.4m3/h2m3/h；注漿時，將導(dǎo)管緩慢均勻拔出，但保證出漿口始終處于孔中漿體表面之下，保證孔中氣體能全部排出。.掛網(wǎng)：鋼筋網(wǎng)片采用10200，用插入土中的鋼筋固定，與坡面間隙34cm，搭接時上下左右一根對一根搭接綁扎，搭接長度大于35cm，并不少于兩點點焊。.噴射混凝土：采用 C30 細石混凝土，噴射作業(yè)時，保證空壓機風(fēng)量不小于 9m3/min，

19、氣壓 0.20.5MPa， ，水平輸送距離 100m，垂直輸送距離 50m，噴頭水壓不小于 0.15MPa，噴射距離控制在 0.61.0m，通過外加速凝劑控制混凝土初凝和終凝時間在 510min，噴射厚度 68cm。見下圖。.養(yǎng)護：根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁兀扇⑺B(yǎng)護，當(dāng)日平均氣溫連續(xù)5天低于5時，進入冬期施工，覆蓋草簾保溫養(yǎng)護。見下圖。4.3 質(zhì)量驗收檢驗標(biāo)準土釘墻支護結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗收檢驗標(biāo)準見下表：項 目檢查項目允許偏差檢查方法主控項目土釘長度/mm30用鋼尺量一般項目土釘位置/mm100用鋼尺量成孔傾角/()1測土釘鋼筋漿體強度設(shè)計要求送樣檢驗注漿量大于理論計算用漿量檢查計量數(shù)據(jù)土釘面層厚度10用鋼尺量墻體強度設(shè)計要求送樣檢驗4.4 施工注意事項1.按設(shè)計要求及規(guī)定控制挖土深度，否則可能會出現(xiàn)塌方、滑坡等情況。2.對于破碎、滑移的土體立即進行初噴，使表層固結(jié)，確保安全。3.在基坑頂部宜設(shè)置寬度為0.51m的噴射混凝土護頂。4.噴射混凝土面層宜插入基坑底部以下，插入深度不少于0.2m，以提高支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。5.根據(jù)工程具體情況設(shè)置泄水孔。6.根據(jù)支護的監(jiān)測和巡查結(jié)果，調(diào)整設(shè)計參數(shù)和施工措施。7.土釘墻支護工程的設(shè)計、施工、監(jiān)測宜由同一個施工單位負責(zé)。4.5 基坑監(jiān)測在基坑開挖過程與支護結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，進行支護結(jié)構(gòu)的水平位移監(jiān)測和基坑開挖影響范圍內(nèi)建筑物、道路的沉降監(jiān)測