土钉墙技术在深基坑工程中的应用
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土钉墙施工技术在深基坑支护工程中的应用研究陈章摘要:土钉墙技术具有施工工艺简单,加固性能稳定,适用范围广,低成本等特点,在住宅深基坑支护中被广泛应用。
通过对土钉墙在混凝土施工中的应用,详细阐述了土钉墙技术,对土钉墙施工进行了总结。
关键词:土钉墙施工技术;深基坑支护工程;应用前言土钉墙通过就地加固天然土体并与喷射混凝土面相配合,建立一个牢固的墙面来加固土体,从而使施工作业面稳定。
在我国,20世纪80年代初就开始使用这种技术,因为它具有材料使用量少、稳定性可靠、施工作业快、成本低等优势,该项技术在基坑支护方面的应用越来越多。
1土钉墙的特性及使用范围土钉墙由天然土体、挂网混凝土面层、高强度土钉三者共同承担荷载作用力,改进了周围土体强度,较好地避免或减少了自然土体坍塌的状况出现,对基坑作业安全有好处;在方法上,运用了同时开挖土体并支护边坡的工艺,施工作业面不受施工条件制约,作业时间大大降低;从经济收益角度考虑,土钉墙结合土体的自身特性的强度优势,使其构成了支护构造的组成部分,其产生的成本收益非常显著。
在基坑面不存在地下水情况下,其工艺使用较多,也运用在降排水处理后的一般砂土及粉土等土体斜坡上。
最近几年,该项技术在沿海省份的基坑作业中广泛运用,不仅在砂性土的基坑作业中应用,并成功推广使用在填土及软弱土层中。
土钉墙支护工艺的使用范围主要有:永久挡土构造,这类构造通常与基坑作业时的临时性支撑配合运用,例如路堑土坡挡墙、桥台底部基础挡墙、隧道洞口两侧挡墙及洞门端部挡墙等;基坑开挖时的临时支护结构,用于高层住宅等深基坑作业面开挖,土坡面开挖,地下机构开挖等;边坡面的稳定性,对可能失稳的堤坡进行加固处理;已有挡土构造及支护修理时的处理,比方说各类挡土墙的维修治理及加固作业,以及支护构造发生超过技术要求的变形及失稳状况的加固处理等。
2土钉墙技术在高层建筑深基坑支护中的优势就现阶段的基本情况来看,我国高层建筑深基坑支护工程施工过程中,土钉墙技术得到了十分广泛的应用,作为一种边坡加固型支护工艺,土钉墙技术也发挥着良好的效果,从而得到了建筑行业的青睐。
土钉墙支护在深基坑施工中的应用要:本文就土钉墙在深基坑中的应用,从工艺流程、材料要求等方面结合工程实例验证了深基坑施工中土钉墙具有经济可靠、施工速度快操作简便的特点。
关键词:土钉墙支护;深基坑;应用基坑工程中针对不同的工况和地质条件,需要选择合适的基坑支护形式,如各种排桩、水泥土墙、地下连续墙、土钉墙等。
土钉墙是近年来发展起来的用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。
它因开挖及支护在整个施工过程中处于动态变化,土钉墙支护技术也要不断地处于领先地位,这样才能发挥其应有的挡土及止水作用。
1.土钉墙支护技术的相关知识为确保高层建筑物的稳定性.基坑开挖深度越来越深,深基坑支护技术成为保证其顺利施工的关键,也成为提高质量、效率及施工的安全性的保障。
现代土钉技术是从20世纪7o年代出现的。
而我国应用土钉的首例工程大约是八十年代初将土钉用于煤矿的边坡稳定。
而近年来,一些建筑研究部门在土钉墙的研究、开发和应用方面取得了一定的成就,尤其是打入注浆式土钉,特别适合于成孔困难的砂层和软弱土层,具有广阔的应用前景。
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支挡结构。
它是一种原位土体的加固技术,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挡土结构。
土钉墙支护的形成,首先使边坡的整体稳定和承受坡顶承载能力增强,土体破坏延后性、安全性基本满足基坑稳定性及变形要求.从而有效保证了施工过程中安全性;土钉墙体相对位移减小,对相临建筑物影响也减小;施工设备简单,施工工艺简单易操作,支护结构属轻型;能与土方开挖实行平行流水作业,可以缩短工期等,在边坡工程、基坑工程中有长远的发展前景。
开挖后土体的抗剪强度较低,几乎没有抗拉强度,使天然土体只能凭较小的高度直立存在,一旦土体的直立高度超过临界高度或坡顶有较大荷载,或是相邻环境因素发生变化.将会引起土坡的失稳,但土体内放置一定长度和分布密集的土钉,与土共同作用,形成土钉墙支护,可弥补土体强度不足的问题为限制土体变形的严重,施工的过程中常采用各种形式的支挡结构。
土钉墙支护在深基坑工程中的应用摘要:土钉因其材料用量和工程量少、施工设备轻便、操作方法简单、结构轻巧、柔性大、施工所需场地小及安全可靠等优点,本文就主要综论述了其施工工艺及控制要点,并对施工过程中易出现的问题提出了处理措施。
关键词:土钉墙支护;深基坑;基坑支护;监测中图分类号:tv551.4 文章标识码:a文章编号:一、土钉墙支护结构的特点及适用范围1、土钉墙支护结构的特点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挡土结构。
土钉作用是沿通长与周围土体接触,以群体与土体接触界面上的粘聚力或摩擦力,使土钉被动受拉给土体以约束,使其达到稳定边坡的作用。
2、土钉墙支护结构的适用范围土钉墙支护应用范围非常广泛,主要有:(1)土体开挖时的临时支护,高层建筑等深基坑开挖,地下机构施工开挖,土坡开挖等。
(2)永久挡土结构,这类工程一般与施工开挖时的临时支护结合,如路堑土坡挡墙、桥台挡墙等。
(3)现有挡土结构和支护的修理,改建与抢修加固,边坡稳定的加固等。
3、土钉墙的构造土钉墙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。
(1)钻孔注浆土钉为最常用的土钉,一般采用¢16~¢32mm的ⅱ、ⅲ级锣纹钢筋,¢70~¢120mm钻孔中形成。
注浆材料为水泥净浆或水泥砂浆,其强度不低于m10。
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。
(2)打入式土钉一般采用钢管等材料打入土中形成。
打入式土钉一般钉长较短,不宜用于密实胶结土中。
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。
土钉长度宜为开挖深度0.5~1.2倍,土钉的间距宜为0.6~1.2m,土钉与水平夹角为1 0~20,土钉墙的墙面坡度不宜大于1:0.1。
试析土钉墙施工技术在深基坑支护工程中的应用摘要土钉墙技术施工相对简单、性能可靠、性价比高等优点,在国内高层建筑工程中得到越来越广泛应用。
本文结合曾经参与的某高层住宅楼深基坑中所采用的土钉墙支护结构工程,介绍这项技术的要点及质量控制方式,供同行借鉴。
关键词深基坑支护土钉墙应用中图分类号:tv551.4文献标识码: a 文章编号:一工程概况某高层建筑为地上16层,地下2层,局部8层,建筑总面积在12 273 m2,基础采用的是箱形,东侧距离邻近建筑仅有9m远。
该工程开工时间正值雨季,从工程修建地实际情况来看,我们决定在基坑东、西两侧采用土钉墙支护的结构。
场地土自上而下依次是:①杂填土,含碎石、砖块、煤渣等,结构稍湿松散,层厚大约是在2.0-3.8 m。
②粘质粉土,可塑,湿度饱和,中压缩性层厚度达1.9 m。
③粉质粘土层,饱和,可塑,中高压缩性,层厚度达1.2 m。
④砂质粉土层,饱和,可塑,低压缩性,层厚度达1.4m。
⑤钻探深度在35m的范围内有潜水出现,静止水位标高时43.32 m。
二土钉墙支护结构在这项工程中,采用了同济大学开发研制的《启明星深基坑支护软件》进行数据验算,并结合工程的实际情况进行修改,见图1。
土钉墙支护结构的成孔直径d=100 mm,土钉自上而下总共设置了四层,长度分别是7.2 m、6.4 m、4.8 m、4.8m;土钉直径选用的是φ22 mm及φ18 mm的二级螺纹钢筋;土钉倾角为土钉自水平面向下倾斜8°;采用425#的普通硅酸盐水泥素浆,水灰比为1:0.4,用注浆泵进行注浆;边坡是按照1:0.2进行放坡,坡角为79°;土钉水平间距和垂直间距均为1.5m,上下插筋进行交错排列;用φ6 mm 的钢筋绑扎成200 mm的方格形网片;水泥、中砂和碎石的比是1:2:2.5;石子粒径在5-15 mm之间;坡面喷射混凝土的总厚度是100 mm。
图1土钉支护剖面示意图(单位:mm)三土钉墙施工流程及要点1施工流程第一层土方开挖→修坡→埋控制喷射混凝土厚度标志→喷射第一层混凝土→混凝土养护、钻孔→安设土钉→压力注浆→绑扎墙面钢筋网→钉端锁定筋与钢筋网、水平垂直加强筋焊接,混凝土第二次喷射→养护→开挖下一层土方→重复以上工序,直至最后一层工作面。
土钉墙支护技术在建筑深基坑工程中的应用摘要:文章简述了土钉墙支护技术工作机理及特点,并基于工程实践,分析了土钉墙支护技术在建筑深基坑工程中的施工工艺及施工要点,以供参考。
关键词:深基坑;土钉墙支护技术;施工随着经济发展,人们生活水平的提高,建筑行业的高层、超高层逐渐增多,基坑深度也在增加,促成了深基坑工程施工技术的不断进步,土钉墙支护技术由于具有材料用量少,施工速度快,安全可靠,经济等优点在深基坑围护中得到广泛应用。
一、土钉墙支护技术概述在现代高层建筑基坑工程中,土钉墙及其复合支护以及经济实用、安全可靠的特点优势正逐渐得到越来越广泛的运用。
利用土钉墙作为深基坑支护的施工技术,以其独特的受力性能,良好的技术经济效果,被越来越多地使用于工程项目中,并取得了明显的技术经济效益。
土钉墙是一种原位加固土技术,就其作用机理而言,既不同于桩、墙围护结构体系,又有别于水泥土重力式挡墙,它对土坡稳定的主要作用是注浆土钉通过置换和护渗,改变土体性质,土钉与土体间相互作用,土钉自身承受拉、压、弯、剪及面层土压力,有效地提高土体的抗剪强度和整体“刚度”,土钉在“土钉墙”复合体内犹如钢筋网架一样,具有骨架作用,并与土体形成一个完整的整体,如同挡土墙那样共同承担土压力和外荷作用,制约边坡变形,从而使开挖边坡稳定。
在复合体内,外来荷载主要由土钉承担,并在复合体内起着应力传递和均匀扩散的作用,使所受外来荷载能均匀地传递扩散。
土钉与喷射坡面的固化水泥浆相结合,能有效地限制坡面土体侧向变形,加强边坡约束。
因此,在这种支护形式中,计算分析必须注意满足复合体特定的内部和外部稳定性验算。
对变形有严格要求的护坡工程,土钉墙应做变形预测分析,符合要求后方可采用,土钉墙技术适用于在地下水位较低或坑外有降水基坑土体加固,不宜兼作截水结构,也不宜用于没有临时自稳能力的软弱土层。
二、土钉墙施工工艺(一)土钉墙支护施工工艺流程挖土→整理坡面→初喷→打孔眼→插杆→灌注→挂网→复喷。
试论土钉墙技术在高速公路深基坑中的应用摘要:本文主要结合了实际的工程实践,通过土钉墙技术的实际应用表明,在高速公路基坑施工时采用土钉墙作为支护,可以节省较多地工程费用,而且施工也不需要单独地占用场地。
下文首先介绍了土钉墙技术的概念,然后将此技术应用于实际地高速公路修筑过程中,最后在结论中指出该技术运用于高速公路修筑中的重要意义。
关键词:土钉墙技术深基坑支护应用前言近年来,我国的交通运输业,尤其是公路交通运输业发生了较快地发展。
公路交通业的快速发展,对于公路的质量的要求也日益增大。
因此,需要有先进的公路施工技术来满足这一不断增加的要求。
当前时期下,公路施工技术也开始应运而生。
其中土钉墙技术就是随着公路交通运输业的发展而逐渐兴起的新型建筑技术。
1 土钉墙技术概述1.1 土钉墙技术概念由于土钉墙技术工艺流程较为简洁,所耗资金较少,因此,土钉墙技术在深基坑支护中得到了广泛地应用。
所谓土钉墙支护是通过土钉、土体以及喷射混凝土面层共同作用而形成的复合土体的支护结构。
土钉墙是在挡土墙的基础上发展起来的,它与挡土墙相比,它可以使施工工艺简化,而且其适用的范围较广。
因此,我们可以对土钉墙技术下一个详实的定义,即它是在土体内设置一定长度和分布密度的土钉体,通过土与土钉体共同发生作用,有效提高土墙整体的刚度、弥补土体抗拉、抗剪强度不足的缺点,增强边坡土体自身的稳定性,从而对土体的有效支护。
1.2 土钉墙技术的应用现状和使用范围随着我国公路施工技术的不断发展,土钉墙技术也走在公路施工技术的前列,已经在欧美发达国家有了广泛的应用,尤其是在英、美、德等国家。
该技术在我国的起步时间较晚,但是随着我国经济的快速腾飞、人们对建筑质量的要求以及追逐经济效益的最优化的要求越来越高,土钉墙技术在我国建筑业中很快立足了脚,现在已经广泛地应用于钢筋混凝土灌注桩、地下连续墙、锚杆挡墙等方面。
土钉墙的适用范围:用于建筑物的高度在15m以下的基坑和边坡支护,在实际的工程中一般应用于高度为6—11m,且斜面坡度应该控制在65—90°的范围。
公路深基坑施工中土钉墙支护技术的应用对于深基坑而言,其周边环境条件相对复杂。
例如,在周围环境方面,西面有两幢砖混结构8层建筑,其中的一幢砖混结构中,结构建筑为2层。
针对地下管线而言,其周围存在两条紧邻西侧墙南北走向的埋地电缆,所以,这一区域同样是被重点检测并防护的。
1.2技术管理需求较高深基坑工程所使用的是土钉支护方式,在一些区域,还需要使用相应的钢管桩,对于基坑深度而言,其深度也很大。
这种情况下,对于施工过程中的技术管理提供了较高要求。
相关施工人员要充分了解相应技术标准,严格按照规范进行施工。
1.3支护和挖土作业支护和挖土作业之间存在着紧密联系,对于土钉支护施工而言,其使用的是分层方式。
针对每个施工段来说,需要将其距离进行控制,确保其在一定长度之内。
只有这样,对土方进行开挖过程中,才能使用分区和分层的方式。
需要对每层开挖深度进行科学控制,要求深度不能过深也不能过浅。
同时,要适应土钉设计间距。
因此,针对土钉支护而言,最有效的方式就是对土方开挖进行科学控制。
二、土钉支护技术在深基坑施工中的应用策略2.1工艺流程实施土方的开挖→修建斜坡→制孔→进行土钉的安装,同时进行锚杆→注浆→编网挂网→进行锚头的焊接→对混凝土进行喷射→进行表面的养护。
1)实施土方开挖过程中,确保每层土足够稳定,不能出现超挖情况,每挖1.5m的深度,就需要对其进行一次支护。
对其进行开挖之后,安排工人将坡面进行削边,促使坡的平整度得到保障。
2)开展钻孔过程中,一般将土钉深孔控制在9m以内,然后通过人工洛阳铲成孔,其中的深孔控制在9m以上,使用螺旋钻成孔。
3)进行土钉的安装和注浆,保障钢筋在土孔的居中位置,其中的土钉定位鼓形筋进行适当加密,而间距一般为1m以内。
这时将土钉以及注浆管共送入到孔内。
实施注浆之前,需要将孔内所残留和松动的塌落泥土进行彻底清除,然后在注浆管内插入距孔底300m~500m的位置。
在压力正常的情况下,将水灰比在0.45~0.5之间的纯水泥浆注入其中,直到孔内溢满。
土钉墙技术在深基坑工程中的应用土钉墙技术是一种结合土壤力学、结构力学和施工技术的工程方法,适用于较深基坑的支护工程。
在深基坑工程中,土钉墙技术应用广泛,主要用于实现基坑的支撑与稳定。
本文将介绍土钉墙技术在深基坑工程中的应用,包括土钉墙的定义、特点以及土钉墙在深基坑工程中的具体应用。
一、土钉墙的定义和特点土钉墙是指将钢筋混凝土钉置于土体内,并以此作为支护结构的墙体,被用来控制土体的位移和稳定深基坑。
土钉墙具有以下特点:1. 土钉墙施工简便与传统的支撑结构相比,土钉墙施工过程简便、安全,施工周期短。
2. 抗冲刷性能强土钉墙在施工过程中可快速自适应岩土条件,具有良好的抗冲刷性能。
3. 成本低相对于其他支撑结构,土钉墙施工成本较低,因此经济实惠。
二、土钉墙在深基坑工程中的应用1. 增加基坑稳定性土钉墙在深基坑工程中的主要用途是增加基坑的稳定性。
通过在基坑围护结构中加入钻孔内的钢筋混凝土钉,可增加基坑的稳定性,控制基坑内雨水和地下水的渗透,使基坑稳定安全。
2. 增加围墙承载力对于一些较大且承载力较弱的围墙结构,可以采用土钉墙技术进行加固。
在墙体两侧加入钢筋混凝土钉后,可以增加围墙结构的承载力,从而更好地保护基坑内的施工人员和周边建筑物的安全。
3. 排水功能土钉墙在深基坑工程中也具备良好的排水功能。
在基坑施工过程中,由于雨水、地下水和地表水等的渗透和积累,可能会导致基坑内压力的增加和土体力学性能的变化。
此时,在钢筋混凝土钉和土体之间设置防水层,可以有效地控制水的渗透,达到控制基坑内水平和垂直排水的目的。
4. 节约空间在紧凑城市中,地下空间非常有限。
此时,使用土钉墙支护结构可以节约基坑施工空间,同时降低地面振动对周围建筑物和巷道的影响。
土钉墙技术在深基坑工程中应用广泛,其独特的优势能够有效地保证基坑施工的安全与稳定。
同时,在基坑工程中采用土钉墙技术,也能够降低施工成本和减少施工周期。
土钉墙技术在深基坑工程的应用【摘要】结合深基坑工程的施工实例,介绍了土钉墙技术的各个施工环节。
【关键词】深基坑工程;土钉墙;施工工艺1 工程概况某大厦深基坑工程,总建筑面积约54500m2,地下二层,地上二十一层,地面设计标高为60m,场地自然地坪高约为58.2~60.0m,基坑底标高约为49.0m,开挖深度约为9~11m,基坑长约为160m,宽约80m,面积约10250m2。
地下水水位受季节变化控制,年变幅2~3m。
文中主要对土钉墙施工环节进行阐述。
2 岩土地层分布情况根据岩土成因、类型、状态等在勘察深度范围内,自上而下可分为三大层,其中第2大层细分为2个亚层,第3大层细分为3个亚层。
第①层杂填土:第四系全新统人工成因,杂色,松散~稍密,稍湿,成份为粉砂岩碎、块石。
粘性土,少量建筑、生活垃圾。
其中碎、块石约占30%左右。
层厚0.3~4m。
第②-1层粉质粘土:第四系上更新统冲洪积成因,土黄色,坚硬,白色网纹状构造发育,偶见铁锰质氧化物结核颗粒。
土面略光滑,略带光泽;摇振试验无反应;韧性试验为中等;干强度试验为中等偏高。
层厚0.4~5.4m。
第②-2层圆砾:第四系上更新统冲洪积成因,土黄色,灰黄色,稍密,湿~饱和,颗粒次圆状为主,成分以火山岩碎屑、石黄为主。
层厚0.8~2.5m。
第③-1层强风化细砂岩:白垩系上统金华组,紫红色、青灰色,细砂状结构,局部为粉砂岩,粉砂状结构,岩石风化强虺,岩芯呈碎块状及细砂状。
层厚0.2~0.9m。
第③-2层中等风化细砂石:白垩系上统金华组,青灰色、紫红色,细砂状结构,局部夹粉砂岩,中厚层状构造,岩石软硬相间,韵律薄层、微细斜层理发育,风化裂隙发育频率为3-5条/米,裂面见铁锰质氧化物薄膜。
岩芯一般长为5-15cm,少部分<5cm或>15cm,岩石裸露易风化,敲击声稍哑~稍脆。
采芯率为80%~90%,rqd值为50%~75%。
层厚1.8~4.1m。
第③-3层微风化细砂岩:白垩系统上统金华组,青灰色、紫红色,细砂状结构,局部夹粉砂岩、粗砂岩,中厚-厚层状构造,岩石软硬相间。
编号:AQ-JS-03108( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑土钉墙技术在深基坑工程中的应用Application of soil nailing wall technology in deep foundation pit engineering土钉墙技术在深基坑工程中的应用使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
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。
如果仅一次注浆,由于注浆洞口上端是开启的,注浆压力不会太高,锚固体与洞壁的土体的粘结力和两者之间的摩阻力均较低。
二次注浆可以提高锚固体与土体间的摩阻力,使土体对锚固体的压应力的最大值达到该深处的土自重应力。
当一次注入的水泥砂浆即将初凝时,再用水泥浆压力注入,由于第一次水泥砂浆封盖,二次注浆的压力可以控制到较大值,使水泥浆渗入土体中,并使土体对锚固体的压力达到土体在该处的自重值。
一次注浆压力应不小于0.4MPa,二次注浆压力可增大至不小于0.8~1.2MPa。
4.复合土钉墙技术近年来,上海地区在应用土钉墙技术过程中,逐步总结出一种经过改良的复合土钉墙技术。
这种复合土钉墙在被加固的土体内,除了设置短而密的土钉外,还在基坑的临空面设置有适当宽度并插入坑底一定深度的水泥搅拌桩。
由于设置了水泥搅拌桩,防止了坑底的隆起和管涌,并建立了一道止水帷幕,形成封闭的防水系统;其次,形成了自立高度,提高了基坑边坡开挖阶段的稳定性。
复合土钉墙是基坑支护设计的一种新技术,对于在类似软弱土层中进行支护设计有重要的借鉴作用。
5.土钉墙施工的一般原则和要求土钉墙支护作为一种挡土结构应满足规定的强度、稳定性、变形和耐久性等要求。
当土钉墙支护用于城市建筑物密集地区的深基坑开挖时,控制与限制支护的变形就变得更为重要。
深基坑开挖土钉墙支护的施工具有下列特点:5.1施工过程中必须自始至终与现场的测试监控相结合,通过变形等测量数据和施工过程,不断发掘现场地质情况,及时指导下一步的施工。
5.2要充分考虑地表径流和地下水的影响。
如施工时渗水严重,就不能喷射面层混凝土,而且容易引起塌坡和塌孔。
当地下水的流量较大,施工时应采取专门措施降低地下水位。
竣工后的支护在地下水位的作用下,其面层压力和土钉内力均会有明显增加,尤其是粘土的抗剪能力及粘土中的土钉抗拔粘结能力与含水量有很大关系。
6.土钉培应用实例6.1工程情况广州某商住楼工程,地下22层,地下二层结构,基坑深度12m。
如图所示。
该工程场地三边有建筑物,一面邻街。
边坡自上而下地质情况如下:图主钉墙剖面图(1)人工堆积层,厚度约2.4m,包括粉质填土、建筑废渣土,密实度为中下。
(2)砂质粘性土,厚约5m,中密。
(3)砾质粘性土,厚约8m,中密。
(4)全风化花岗岩、强风化花岗岩。
场地地下水位为5m左右,土质渗透系数较小。
根据该工程所在场地的工程、水文地质情况及周边环境,并综合考虑造价、工期和技术可行性等因素,决定采用土钉墙结构护坡。
采用土钉墙比灌注桩和地下连续均可节省投资。
6.2土钉墙支护设计6.2.1设计参数:土钉墙坡度为75°;土钉采用梅花形布置,土钉的竖向和水平间距均为1.2m,ф225HRB335级钢筋,长度如图2所汇款单,钻孔直径110mm,注浆压力不小于0.5MPa,注射器浆为水泥砂浆,强度不低于20MPa;面层结构采用ф8○a200×200mm 的钢筋网片及100mm厚C20喷射混凝土组成,面层分两次喷射,每2.4m设一泄水孔。
6.2.2设计计算土钉抗拔承载力验算:第一排土钉Tk=19.6kN,Tu=28.5kN≥1.25Tk=24.5kN(其余各排土钉验算略)土钉墙整体稳定性验算:取最危险滑动面计算,采用圆弧滑动简单条分法,安全系数K=1.38>1.30。
6.3土钉墙施工主要技术土钉墙施工工艺:施工准备→第一层开挖→喷射第一层混凝土→成孔→安放土钉→注浆→作泄水孔钢筋网焊锚头→喷射第二层混凝土→清理。
在基坑周边设计了坡顶沉降观察点、位移监测点、土体测斜孔、水位观察孔,在土体中设置有土体压力监测点,要求在施工过程中对围护结构的变形情况进行严密地监测。
施工前制定施工方案,并做好测量放线、机械调试、材料进场检验、土钉加工和监控量测布点等准备工作。
基坑采用井点降水,距坑边2m设一截排水沟。
在施工过程中要使地下水位保持在开挖面以下,创造无水开挖的条件,对土钉墙的受力稳定也是至关重要的。
严格按设计要求分层、分段开挖基抗,逐层施工土钉。
分层高度在1.5m以内,分段长度在20m以内,开挖后及时封闭土体、施工土钉。
采用反铲挖空心思掘机开挖、汽车运土,预留300mm的土体人工修坡,边坡修整好后及时喷射第一层约50mm厚的混凝土,以防雨水冲刷及崩塌,施工中应做好钢筋标记,用以控制第二次喷射混凝土的厚度。
混凝土的强度达到2.5MPa时,进行土钉的定位放线,开始架设钻孔机进行钻孔。
钻孔至设计深度后,用高压风清孔,测量孔深。
施工时如遇局部松散土质不能成孔或遇有障碍物难以继续成孔时,可用锚管土钉代替钢筋土钉。
土无机孔经检查满足要求后开始安放工钉。
为保证土钉居中,土钉每隔2m左右焊上定位钢筋。
土钉的外露长度为150~200mm,以保证和钢筋网的连接。
土钉安放完成后及时注浆,注浆采用注浆机完成。
为保证土钉与周围土体的紧密结合,在孔口处设止浆塞,注浆管插入至距孔底500mm左右,边注浆边拔管,直至注满为止。
第一次注浆后1h左右进行第二次注浆,注浆浆液采用水泥砂浆,掺入少量的膨胀剂,以保证与土体的密实性。
土钉施工完成后需做一定数量的泄水孔。
钢筋网固定过错成后进行第二次喷射混凝土,在喷射中应保证厚度,喷射口与坡面垂直,并从下往上一环压一环,在坡顶做好地面硬化和排水设施,以防雨水侵入土体。
面层完成后,进行场地清理,并从喷射混凝土初凝后进行养护,养护期为7d。
土钉墙使用期间,坡顶面5m范围内应控制超载。
6.4试验及监测在施工前进行了土钉抗拔力试验,施工中又对土钉抗拔力进行了检测,结果表明,土钉实际抗拔力值均大于土钉抗拔力设计值,而土钉的位移很小,土钉的外观无明显变化,所以本工程土钉的施工是满足设计要求的。