對土釘墻的應用及施工技術

　　土釘墻施工方便，效率高效，經濟效益顯著，目前該技術已在建筑基坑中得到廣泛應用。本文作者對土釘墻的應用和施工進行了分析。

　　《建筑機械化》(月刊)創刊于1980年，由中華人民共和國建設部主管，中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院主辦，是中國質量協會工程機械分會、中國工程機械行業協會用戶工作委員會會刊，國內外公開發行，是介紹工程機械、建設機械、機械化施工及行業信息的綜合性科技期刊，是國內同類刊物中創刊時間早、發行范圍廣、實用性強、影響力大的權威性雜志。

　　一、土釘墻的應用

　　由于城市建設用地的限制，建筑發展模式由平面型向地下或空間發展成為一大趨勢。 土釘墻是20世紀90年代研究開發成功的一項深基坑支護新技術，基坑的開挖深度也越來越深， 同時周邊環境越來越復雜，深基坑開挖的環境效益問題也日益突出，給深基坑支護技術提出了技術先進、經濟合理、安全適用和保護環境等更高的要求。土釘墻是由在土體內放置一定長度和密度的土釘體構成的，土釘與土的相互作用改變了土坡的變形與破壞形態，顯著提高了土坡的整體穩定性，形成了能大大提高原狀土強度和剛度的復合土體，土釘的作用是基于這種主動加固的機制。土釘墻在受荷載過程中推遲了土質邊坡塑性變形發展的階段，而且明顯地呈現出漸進變形與開裂破壞并存且逐步擴展的現象，直至喪失承受更大荷載的能力， 仍不會發生整體性塌滑，且土釘墻在受荷載過程中不會發生素土邊坡那樣突發性的塌滑。

　　土釘墻由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射的混凝土面層和必要的防水系統組成。由土釘和面層兩部分構成，土釘主要包括打入式土釘和鉆孔注漿土釘兩種形式。土釘是用來加固或同時錨固現場原位土體的細長桿件，通常做法是先在土中鉆孔、置入變形鋼筋，然后沿孔全長注漿，注漿方式有低壓注漿與高壓噴射注漿等方式。打入式土釘一般采用鋼管材料打入土中形成。打入式土釘一般釘長較短，施工簡單快速，但不易用于密實膠結土中。當打入鋼管為周圍帶孔的閉口鋼管時，可在打入后管內注漿，增強土釘與土的粘結力，提高土釘的抗拔能力。

　　二、土釘墻的施工

　　普通土釘墻用做基坑開挖的支護結構時，其墻體從上到下分層構筑，典型的施工步驟為： 根據施工圖和工程地質勘探情況設計布置土釘墻。基坑開挖一定深度，在這一深度的作業面上設置一排土釘并灌漿，噴射混凝土面層，繼續向下開挖并重復上述步驟直至設計的基坑開挖深度。復合土釘墻是由普通土釘墻與一種或幾種單項輕型支護技術，如預應力錨桿、豎向鋼管、微型樁等，或截水護壁技術，又如水泥土深層攪拌樁、旋噴樁等，有機組合成的支護截水體系，分為加強型土釘墻、截水型土釘墻和截水加強型土釘墻三大類，復合土釘墻施工程序是先做支護后做土釘，具有支護能力強，適用范圍廣，可作超前支護，并兼備支護、截水等功能，是一項技術先進、施工簡便、經濟合理、綜合性能突出的深基坑支護技術。土釘墻的施工流程為：挖土、整理坡面、初噴、打孔眼、插桿、灌注、掛網、復噴等。

　　2.1 開挖整理坡面。首先是測量放線，根據基坑支護方案測量放出開挖線，用白石灰撒在現場，然后開挖工作面，修整邊坡。基坑邊坡應分段分層開挖，采用反鏟挖土機，預留20cm~30cm 人工修坡，開挖深度在土釘孔位下50cm，邊開挖邊人工修坡。坡面要平整光滑， 坡角未達到設計要求的則要進行專門修整。土釘墻隨著工作面開挖分層施工，挖高度以土體可以自穩而不破壞為宜，以便于土釘施工。第 l層挖深 2.5m，布置兩層土釘;第2層挖探2m，布置1層土釘;第3層挖至槽底，布置最后1層土釘。每層開挖的縱向長度考慮土體維持不變形的最長時間和施工流程的相互銜接，確定為15m。在開挖階段配備技術人員和測量人員。邊開挖邊修坡。防止欠挖和超挖。

　　2.2 土釘安設和注漿。邊坡修好之后，應該對土釘進行布點設置，采用直徑為113cm的洛陽鏟進行人工成孔。在這個過程中。專業技術人員要對成孔的傾斜角度以及深度作一個有效、科學的控制，以確保成孔過程中的偏斜率誤差小于 2%。然后.經由監理工程師進行驗收和審查，通過后方能進行土釘的布設與安裝并進行注漿。注漿時用BWB250/50的注漿泵進行注漿。注漿管插值孔底0.5m 處，并壓入水灰比為0.5 的水泥漿，該水、泥漿的壓力約為0.15MPa。漿液初凝前再進行 2~3 次的補漿。直至反出清水泥漿為止，注意控制好補漿的時間(一般為2 個小時)。且注漿后應該時地封住孔口，這樣是為了防止其他雜質的進入，導致水泥漿凝固的強度不夠強。同時，在注漿時還要注意進行面板的設計，面板混凝土所采用的水泥為普通的425型硅酸鹽水泥，中砂為l0mm以內的石子，強度為C20。布筋網的直徑為20cm，邊坡面板厚度為l0cm。

　　2.3 土釘墻面施工。上道工序完工后， 再綁扎閉合加強筋，將直徑φ6mm的鋼筋，按 30cm×30cm 的網距進行焊接， 固定于坡面之上，同時，在危險坡上的土釘之間用金屬件連接在一起，以進一步加強支護強度。鋼筋搭接長度不小于30d(d 為鋼筋直徑)。經驗收合格后，噴射l00mm厚的C20細石混凝土。噴射自下而上分層進行。為確保土釘墻面快速成形。噴射混凝土中摻入速凝劑，使其初凝不大于5min，終凝不大于l0min，其噴射厚度應達到設計要求。

　　三、常采用的超前加固技術

　　3.1 超前微型樁加固，包括鋼管樁和混凝土樹樁，鋼管樁采用直徑48~150mm的無縫鋼管或焊接鋼管，間距 0.5~1.0m，樁端宜深入基底 l~3m，鋼管樁通過鋼筋網和加強筋與之焊接連成整體。樹根樁即為小直徑鉆孔灌注樁，直徑100～250mm，間距0.5~1.0m，樁端深入基底 l~3m，利用加強筋和噴射混凝土連接成整體。

　　3.2 超前加固注漿，即沿開挖面豎向鉆孔注漿，利用水泥漿滲透固結土層，即使開挖工作面具有臨時自穩能力，以便施工土釘墻。

　　3.3 超前土釘加固，即沿開挖面施工豎向土釘，其長度不宜小于該層開挖深度的兩倍， 間距宜取300～500ram，超前土釘的上部應與已完成的支護連成一體。

　　3.4 其他超前加固措施，有打人角鋼、槽鋼、螺紋鋼筋、預制混凝土桿件、木樁、竹樁等，目的均是為了保證開挖坡面的臨時自穩能力，以便于有足夠的時間做土釘墻。

　　3.5 土釘墻用于超深基坑(深度大于12m)、 高難度基坑(坑邊緊臨建筑物)和軟土基坑(淤泥質土)，利用上述新技術進行了有益的嘗試，取得了一定的工程經驗。

　　四、土釘墻施工質量控制

　　4.1 原材料控制。采購的各種材料必須滿足設計及規范要求。必須選擇堅硬、清潔、耐久的材料，禁止使用含有達到有害的廢物、鹽類、泥、有機物等的不合格材料，選擇的混合劑不能對水泥的凝固、水化作用產生有害的影響。

　　4.2 施工工藝控制。土釘孔眼的位置必須根據受噴面實際情況和設計進行布置。作土釘用的鋼筋，使用前須除銹矯直，鋼筋插入深度不得小于設計要求的90%，安裝后不得有敲擊或碰撞。灌漿用的砂漿應拌和均勻，隨用隨拌。孔眼在灌漿前先用風吹凈。灌漿時從孔底開始，連續均勻的進行。掛鋼筋網前必須將坡面清理平順以使鋼筋網緊靠坡面，鋼筋網與士釘的聯接必須保證牢固可靠。噴射混凝土的配合比必須經試驗確定，且隨拌隨用。分層噴射混凝土的后層混凝土應在前層混凝土終凝后進行噴射，如超過終凝 l小時以上時，則受噴面必須先用水、風清洗，噴頭應與受噴面垂直，其間距以0.6~1.2m為宜。噴頭應連續、緩慢橫向移動噴射，厚度應保證均勻。噴射混凝土施工終凝2h后及時進行濕潤養護，養護時間不得少于 14 天。

　　五、土釘墻施工的注意的事項

　　5.1 普通土釘墻應注意的事項包括施工前應徹底熟悉、掌握工程地質勘探情況，地下障礙物分布、埋深情況，地下洞穴、地下管線、滲水井的分布埋深情況。要掌握地下排水管線的材質、距離、使用壽命、管徑、排量、充滿情況，是否滲漏，有無損壞等。還要掌握地下水分布情況，及時掌握豐水期施工地下水變化情況，并及時調整土釘分布數量。在基坑開挖時，要及時掌握地基土變化情況，出現砂類土要調整放坡。出現飽和土要查明原因，調整施工方案，制定相應措施。土釘的設計位置應避開地下隱蔽物、管線、坑道、井穴，對于給、排水管線，運輸通道一側的加固土釘墻，應按復合土釘墻設計。土釘孔注漿應派有責任心的人員實施，孔口用預制半月形混凝土塊封堵，以防漿液過多外流，及時檢查釘孔注漿飽滿度，對于漿液流失過多釘孔，應及時補漿，保證釘孔注漿符合規范標準要求。土釘墻施工要隨時注意天氣變化，噴射混凝土面層時盡量避開雨天。普通土釘墻要根據設計要求做好基礎設施和施工，普通土釘墻基礎是非常重要的構件，它是普通土釘墻起穩定作用的一個重要保證，特別是8m以上的普通土釘墻必須按設計要求，做好墻基礎。噴射混凝土面層施工，要根據原材料的含水率，及時調整用水量，當土釘墻坡度較大，噴射混凝土落地較多時，應及時回收利用或派專業抹灰工利用落地混凝土補抹土釘墻，做到因地制宜、就地取材、減少浪費。

　　5.2 復合土釘墻應注意的事項主要是要按設計要求挖一層地基土施工一層土釘，嚴禁超挖多層再集中分層補設土釘。必須嚴格按設計要求進行基坑開挖，在輕型支護或截水護壁及土釘墻強度未達到設計要求之前，嚴禁超前開挖，以免造成土釘墻及支護體的損壞，造成安全事故，增加經濟費用，延誤施工工期。還要采用截水護壁技術時，降水井易設在截水護壁層外側。當地下水位較高，相鄰建筑物為淺基礎或需采用回灌技術保護相鄰建筑物時，降水井應設在截水護壁層的內側。

　　六、結語

　　總之，由于土釘墻能充分利用土體的自承能力的特點，與噴錨支護相比， 其造價低， 施工方便。土釘墻技術成為深基坑支護中很有競爭力的手段，并大大地提高了其安全性，節省了工程造價和施工工期，取得了顯著的經濟效益。