土釘墻支護施工（ppt33頁）

1、第八節(jié) 土釘墻施工土釘支護是近10多年來發(fā)展起來的用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型擋土結(jié)構(gòu)，由于經(jīng)濟、可靠且施工快速簡便，已在我國得到迅速推廣和應(yīng)用。在基坑開挖中，土釘支護現(xiàn)已成為樁、墻、撐和錨支護之后又一項較為成熟的支護技術(shù)（如圖3-81）。 所謂“土釘”（Soil Nails,源自法文Clouage de Sol），就是置入于現(xiàn)場原位土體中以較密間距排列的細長桿件，如鋼筋或鋼管等，通常還外裹水泥砂漿或水泥凈漿漿體。土釘?shù)奶攸c是沿通長與周圍土體接觸，以群體起作用，與周圍土體形成一個組合體。在土體發(fā)生微小變形的條件下，通過與土體接觸界面上的粘結(jié)力或摩擦力，使土釘被動受拉變形，并主要通過受拉工作

2、給土體以約束加固或使其穩(wěn)定。一、土釘墻的工藝原理及特點（一）土釘墻的工藝原理工藝原理：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結(jié)構(gòu)。它是將拉筋插入土體內(nèi)部全長度與土粘結(jié)，并在坡面上掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土，從而形成加筋土體加固區(qū)段，用以提高整個原位土體的強度并限制其位移，并增強基坑邊坡坡體的自身穩(wěn)定性。土釘墻的類型：鉆孔注漿型土釘、打入型土釘和射入型土釘（二）土釘墻支護的特點1、能合理地利用土體的自承能力，將土體作為支護結(jié)構(gòu)的不可分割部分；2、結(jié)構(gòu)輕型，柔性大，有良好的抗震性和延性；3、施工便捷、安全，土釘?shù)闹谱髋c成孔簡單易行，且靈活機動，便于根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測的變形數(shù)據(jù)和特殊情況，及時變更設(shè)計

3、；4、施工不需單獨占用場地，對于施工場地狹小、放坡困難、有相鄰建筑、大型護坡施工設(shè)備不能進場時，該技術(shù)顯示出獨特的優(yōu)越性；5、穩(wěn)定可靠，支護后邊坡位移小，水平位移一般為基坑深度的0.10.2，最大不超過0.3，超載能力強；6、總工期短，可以隨開挖隨支護，基本不占用施工工期；7、費用低，經(jīng)濟，與其他支護類型相比，工程造價降低1040左右。二、土釘墻支護的應(yīng)用范圍與適用條件1、土釘墻支護的應(yīng)用范圍 托換基礎(chǔ)；基坑或豎井的支擋；基坑工程搶險；斜坡面的穩(wěn)定；與預應(yīng)力錨桿相結(jié)合做斜面的防護。2、適用條件土釘墻支護一般適用于地下水位以上或進行人工降水后的可塑、硬塑或堅硬的粘性土，膠結(jié)或弱膠結(jié)(包括毛細水粘

4、結(jié))的粉土、砂土和角礫、填土；隨著土釘墻理論與施工技術(shù)的不斷成熟，在經(jīng)過大量工程實踐后，土釘墻支護在雜填土、松散砂土、軟塑或流塑土、軟土中也得以應(yīng)用，并可與混凝土灌注樁、鋼板樁或在地下水位以上的土層與止水帷幕等配合使用進行支護，從而擴大了土釘墻支護的使用范圍。采用土釘墻支護的基坑，其深度不宜超過18m。三、土釘墻的設(shè)計與構(gòu)造（一）土釘墻的構(gòu)造土釘墻一般由土釘、面層、泄排水系統(tǒng)等三部分組成。詳細設(shè)計及構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：1、土釘墻墻面坡度不宜大于1：0.1；2、土釘必須和面層有效連接應(yīng)設(shè)置承壓板或加強鋼筋等構(gòu)造措施，承壓板或加強鋼筋應(yīng)與土釘螺栓連接或鋼筋焊接連接，3、土釘?shù)拈L度宜為開挖深度的0.

5、51.2倍，間距宜為12m，與水平面夾角宜為50200；4、土釘鋼筋宜采用、級鋼筋，鋼筋直徑宜為1632mm，鉆孔直徑宜為70120mm；5、注漿材料宜采用水泥漿或水泥砂漿，其強度等級不宜低于M10；6、噴射混凝土面層應(yīng)配置鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑宜為610mm，網(wǎng)格間距宜為150300mm，噴射混凝土強度等級不宜低于C20，面層厚度不宜小于80mm；7、坡面上下段鋼筋網(wǎng)搭接長度應(yīng)大于300mm；8、當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r應(yīng)采取降水或截水措施，土釘墻墻頂應(yīng)采用砂漿或混凝土護面，坡頂和坡腳應(yīng)設(shè)排水措施，坡面上可根據(jù)具體情況設(shè)置泄水孔。圖 3-82 土釘與面層的連接1墊塊；2螺母；3噴射混凝土；4鋼筋網(wǎng)

6、；5土釘鉆孔；6土釘鋼筋；7鋼墊板；8鎖定筋；9井字形鋼筋；10網(wǎng)筋；11縱橫主筋（二）土釘墻支護的作用機理、工作性能與計算方法1、土釘墻支護的作用機理土釘通過滑裂面將坑周土體加固，土釘與土共同工作，形成了能大大提高原狀土強度和剛度的復合土體，如同重力式擋土墻。在土體受力條件改變的情況下，土體必然發(fā)生相應(yīng)變形，通過土釘加固體與土的摩擦力，使土釘被動受拉而給土體以約束加固使其穩(wěn)定，它由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成。2、土釘墻支護的工作性能土釘墻支護變形較小，最大水平位移發(fā)生于墻體頂部，越往下越小。土釘墻支護體內(nèi)的水平位移隨離開墻面距離增大而減少；土釘內(nèi)的拉力

7、分布是不均勻的，一般呈現(xiàn)中間大、兩端小的規(guī)律，土體產(chǎn)生微小變位才能使土釘受力；采用密集土釘加固的土釘墻支護性能類似重力式擋土墻，破壞時明顯帶有平移和轉(zhuǎn)動的性質(zhì)；在土釘墻支護整體破壞以前，噴射混凝土面層和土釘一般不會產(chǎn)生破壞現(xiàn)象；墻面土壓力分布并不接近三角形，在坡角處土壓力減少，其合力為庫侖土壓力的70，這種土壓力減少是土釘將土連接成一個整體而造成的。其土壓力值至少降低庫侖土壓力值的3040。3、土釘墻的計算方法土釘墻的研究在國內(nèi)起步較晚，其設(shè)計在理論上尚無一套完整嚴格的分析計算體系。目前國內(nèi)比較認可的計算方法是參照建筑基坑支護技術(shù)JGJ120-99中的土釘抗拉承載力計算和土釘墻整體穩(wěn)定性驗算的

8、方法進行設(shè)計計算。三、土釘墻施工（一）基坑開挖基坑要按設(shè)計要求嚴格分層分段開挖，在完成上一層作業(yè)面土釘與噴射混凝土面層達到設(shè)計強度的70以前，不得進行下一層土層的開挖。每層開挖最大深度取決于在支護投入工作前土壁可以自穩(wěn)而不發(fā)生滑動破壞的能力，實際工程中常取基坑每層挖深與土釘豎向間距相等。每層開挖的水平分段寬度也取決于土壁自穩(wěn)能力，且與支護施工流程相互銜接，一般多為1020m長。當基坑面積較大時，允許在距離基坑四周邊坡810m的基坑中部自由開挖，但應(yīng)注意與分層作業(yè)區(qū)的開挖相協(xié)調(diào)。挖方要選用對坡面土體擾動小的挖土設(shè)備和方法，嚴禁邊壁出現(xiàn)超挖或造成邊壁土體松動。坡面經(jīng)機械開挖后要采用小型機械或鏟鍬進

9、行切削清坡，以使坡度及坡面平整度達到設(shè)計要求。（二）噴射第一道面層每步開挖后應(yīng)盡快做好面層，即對修整后的邊壁立即噴上一層薄混凝土或砂漿。若土層地質(zhì)條件好的話，可省去該道面層。噴射混凝土作業(yè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、噴射作業(yè)應(yīng)分段進行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上一次噴射，厚度不宜小于40mm；2、噴射混凝土時，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，距離宜為0.61.0m；3、噴射混凝土終凝2h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間根據(jù)氣溫確定宜為37h。（三）鉆孔、安設(shè)土釘、注漿、安設(shè)連接件土釘?shù)脑O(shè)置，對于鋼筋釘通常是先在土體中成孔，然后置入土釘鋼筋并沿全長注漿。對于鋼管釘可擊人土體再由鋼管內(nèi)注漿。1、鉆孔土釘成孔前，應(yīng)按設(shè)計

10、要求定出孔位并作出標記和編號。成孔過程中遇有障礙物需調(diào)整孔位時，應(yīng)由設(shè)計出變更通知。土釘成孔采用錨桿工程鉆機鉆孔，鉆進過程中嚴禁使用水鉆，以防周邊地質(zhì)條件惡化，開孔時對準孔位徐徐鉆進，待進尺達到一定深度且土層較穩(wěn)定時，方可加速鉆進，鉆進過程中應(yīng)隨時檢查鉆頭的磨損情況，防止成孔直徑達不到設(shè)計要求。成孔過程中應(yīng)做好成孔記錄，按土釘編號逐一記載取出的土體特征、成孔質(zhì)量、事故處理等。應(yīng)將取出的土體與初步設(shè)計時所認定的加以對比，有偏差時應(yīng)及時反饋設(shè)計單位，由設(shè)計單位修改土釘?shù)脑O(shè)計參數(shù)，出設(shè)計變更通知。鉆孔不得擾動周圍地層，鉆孔后清孔采用高壓風吹2min，把孔內(nèi)渣土吹干凈，對孔中出現(xiàn)的局部滲水塌孔或掉落松

11、土應(yīng)立即處理。成孔后應(yīng)及時安設(shè)土釘鋼筋并注漿。在土體含水量較大、雜填土較厚、松散砂層、軟土層等易塌孔的土層，可采用鋼管代替鋼筋，鋼管上每隔300mm鉆直徑810mm的出漿孔，孔在鋼管長度方向上錯開120，呈梅花形布置，并在出漿孔邊焊16短鋼筋，防止打管時土粒堵塞出漿孔（鋼管做法如圖3-85），利用空氣壓縮機帶動沖擊器將加工好的鋼管分段焊接按設(shè)計角度打入土層。2、插入土釘鋼筋土釘鋼筋采用螺紋鋼，置入孔中前，應(yīng)先設(shè)置定位支架，保證鋼筋處于鉆孔的中心部位，支架沿釘長的間距為23m，支架的構(gòu)造應(yīng)不妨礙注漿時漿液的自由流動，支架材料為金屬或塑料件。（支架做法可參照圖3-86）3、注漿（1）土釘鋼筋置入孔

12、中后，可采用壓力注漿，壓力注漿采用二次注漿法：一次注漿導管應(yīng)先插至距孔底250500mm處，并在孔口設(shè)置止?jié){塞和排氣孔，以低壓（0.40.6 MPa）注漿，同時將導管以勻速緩慢撤出，導管的出漿口應(yīng)始終處于孔中漿體的表面以下，保證孔中氣體能全部逸出，導管離孔口0.51m時改為高壓（12 MPa）注滿，并保持高壓35min；二次注漿管采用20花管，應(yīng)先固定在土釘鋼筋上與土釘鋼筋同時置入孔中，待一次注漿完間歇24h后進行二次注漿，壓力控制在0.52.0MPa 。采用鋼管代替鋼筋桿體時，應(yīng)使用高壓（12MPa）注漿，從鋼管端頭開始壓力注漿，注滿后及時封堵，讓壓力緩慢擴散。（2）向孔內(nèi)注入漿體的充盈系數(shù)

13、必須大于1。每次向孔內(nèi)注漿時，應(yīng)預先計算所需的漿體體積并根據(jù)注漿泵的沖程數(shù)計算應(yīng)向孔內(nèi)注入的漿體體積，以確認實際注漿量超過成孔的容積。（3）注漿材料選用水泥凈漿，水灰比按設(shè)計要求，當設(shè)計無要求時取0.5。水泥凈漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥凈漿應(yīng)在初凝前用完。（4）注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留或松動的雜土清除干凈，注漿開始或中途停止超過30min時，應(yīng)用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及其管路。4、安連接件土釘鋼筋端部通過鎖定筋與面層內(nèi)的加強筋及鋼筋網(wǎng)連接時，其相互之間應(yīng)可靠焊牢。當采用鋼管桿體時，鋼管通過鎖定筋與加強筋焊接。（連接做法如圖3-87）（四）綁扎鋼筋網(wǎng)1、鋼筋網(wǎng)應(yīng)在噴射一層混凝土后鋪設(shè)，鋼筋

14、保護層厚度不小于20mm，鋼筋網(wǎng)應(yīng)延伸至地表面，并伸出邊坡線0.5m。2、鋼筋網(wǎng)片用焊接或綁扎而成，網(wǎng)格允許偏差為10mm。鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)時每邊的搭接長度應(yīng)不小于一個網(wǎng)格邊長或300mm，如為單面搭接焊則焊長不小于網(wǎng)筋直徑的10倍。（五）噴射第二層混凝土噴射第二層混凝土面層應(yīng)在經(jīng)驗收確認鋼筋網(wǎng)敷設(shè)、連接均符合要求后，進行噴混凝土面層至設(shè)計厚度，其工藝要求與噴第一層混凝土的要求相同。（六）地表排水、基坑排水系統(tǒng)施工1、基坑四周支護范圍內(nèi)的地表應(yīng)加以修整，構(gòu)筑排水溝和水泥砂漿或混凝土地面，防止地表降水向地下滲透?？拷悠马攲?4m的地面應(yīng)適當墊高，并且里高外低，便于水流遠離邊坡。2、為了排除積聚在基

15、坑內(nèi)的滲水和雨水，應(yīng)在坑底設(shè)置排水溝及集水坑。排水溝及集水坑宜用磚砌并用砂漿抹面以防止?jié)B漏，坑中積水應(yīng)及時抽出。3、在支護面層背部應(yīng)插入長度為400600mm、直徑不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支護面層，間距可為1.52m，以便將噴射混凝土面層后的積水排出（如圖3-88）。四、土釘墻的質(zhì)量檢測土釘墻應(yīng)按下列規(guī)定進行質(zhì)量檢測：1、土釘采用抗拉試驗檢測承載力同一條件下試驗數(shù)量不宜少于土釘總數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根；2、墻面噴射混凝土厚度應(yīng)采用鉆孔檢測鉆孔數(shù)宜每100m2墻面積一組，每組不應(yīng)少于3點。五、案例：鋼管錨釘在基坑支護中應(yīng)用探討某高層自然地坪標高為-1.30m，坑底標高為-6.60

16、m，局部為-7.20m，故開挖深度為5.60m，局部為6.20m，西邊緊靠道路，無法采用放坡進行開挖，長度約107m，為達到止水、防滲、擋土的作用，保證工程的順利進行，采用土釘墻進行圍護. 土釘墻支護比傳統(tǒng)方法（鉆孔灌注樁、深層攪拌樁）圍護，造價低、工期短、無泥漿污染等，支護后的邊坡穩(wěn)定又安全。邊坡位移一般不超過2。1、圍護要求土釘支護是以較密排列的土釘作為土體主要補強手段，通過鋼管錨釘與土體和噴射砼面層共同工作，形成補強復合土體，達到穩(wěn)定邊坡的目的。（1）適用范圍土釘支護適用于地下水位較低或人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土等，不宜用于淤泥質(zhì)土、飽和軟土及未經(jīng)降水處理地下水以下的土

17、層。場地土質(zhì)較好且均勻，基坑開挖深度在5-15M以內(nèi)時，可采用土釘支護方法。（2）設(shè)計參數(shù)土釘采用48*3.5鋼管，土釘水平安放角為10、20，根據(jù)開挖深度布置土釘?shù)呐艛?shù)，垂直方向間距為0.9m、0.93m、1.0m、1.1m、1.2m、1.4m、1.5m，水平方向為1m，均采用梅花布置. 如圖3-89所示：注漿材料：注漿采用低壓注漿，注漿壓力控制在0.40.6MPa。注漿采用普通硅酸鹽水泥32.5水泥，水灰比為0.5，注漿量不少于20kg/m，水泥漿應(yīng)拌和均勻，做到隨拌隨用，一次拌和的水泥漿在初凝前用完。噴射砼強度為C20，厚度為100mm，砼配合比為水泥：砂：石=1：2：2，噴射砼中添加5

18、-6%的速凝劑。鋼筋網(wǎng)規(guī)格為8200雙向，加強筋規(guī)格為214。2、施工機具設(shè)備（表3-13）（2）施工工藝放線：先用測量儀器準備定出地下室外墻軸線位置，預留操作面，用木鍥和白灰作出開挖線標志。土方開挖：基坑放線后即可開挖。邊開挖邊支護，每層開挖深度為1.50m，分層開挖，分層支護，挖完亦支護完。修坡：土方開挖后，按照設(shè)計剖面坡度修理基坑邊坡，要求坡面修理平整，確保噴射砼質(zhì)量。土釘制作、安放：土釘?shù)谝桓┒朔忾]，做成尖端，在土釘四周開注漿小孔，小孔直徑為58mm，小孔在土釘上呈螺旋狀布置，間距為500mm。土釘口部2.5m范圍內(nèi)不設(shè)置注漿孔。采用鋼管沖動機將加工好的土釘按照設(shè)計標高、間距打入土體

19、內(nèi)。如深度不夠需加接土釘時，土釘與土釘?shù)穆?lián)結(jié)部位采用鋼筋焊接，搭接長度為30cm。如遇建筑物基礎(chǔ)和管線障礙，應(yīng)設(shè)法避開。邊坡頂部垂直土釘距基坑邊1.5m、土釘長度1.50m，間距2m。編織鋼筋網(wǎng)：鋼筋網(wǎng)片一般要求為8200雙向，為加強面層與土釘協(xié)調(diào)受力，使鋼筋網(wǎng)牢固地固定在邊壁上，增加14mm的聯(lián)筋，焊成字形，將土釘與井字架焊牢。接頭部分要預留一定的搭接長度。如圖3-91所示：噴射砼面層砼在鋼筋網(wǎng)編焊工作完成后進行，噴射砼的射距在0.8-1.5m的范圍內(nèi)，從底部逐漸向上部噴射，射流方向一般應(yīng)垂直噴射面。在施工搭接處應(yīng)清除雜質(zhì)，在噴射前用水潤濕，確保噴射砼搭接良好，保證噴射砼質(zhì)量，不發(fā)生滲水現(xiàn)象

20、。土釘注漿：在面層噴射砼達到一定強度時才能注漿。注漿前先用高壓水管插入管底部，沖洗鋼管，直至出現(xiàn)清水。然后從鋼管底部開始注漿，邊注漿邊撥管，再進行口部高壓灌漿。土釘注漿通過兩方面控制：一是注漿壓力控制在0.40.8MPa；二是注漿量控制在40Kgm左右。為防止土釘端部發(fā)生滲水現(xiàn)象，在土釘成孔之后，噴射砼之前，將土釘周圍用粘土及水泥袋填塞密實，注漿飽滿，即可避免出現(xiàn)土釘頭滲水現(xiàn)象。4、監(jiān)測土釘墻必須以信息化施工作為保障，因此測試工作是必須的，測試項目包括：（1）邊坡的水平位移，報警值2mm，連續(xù)三天。（2）邊坡的沉降觀測，報警值1mm，連續(xù)三天。 正常情況下，每天測量一次，開挖過程或陰雨天時必須跟蹤觀察，每二小時測一次，提供信息數(shù)據(jù)。對支護位移的量測至少應(yīng)有基坑邊坡頂部的水平位