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土钉墙支护施工技术

 土钉墙支护施工技术

    某工程地上5层,总建筑面积5607.4m2,无地下室。基坑采用大开挖,深度为4.5m。拟建建筑物东侧紧邻原有C区(基础深度约-5.3m),南侧紧邻原有B区(基础深度约-4.9m)(图1)。基坑支护在施工期间对四周环境必须予以保护,防止施工不当造成损失。

  一、场地岩土工程地质条件

  地形地貌:建筑物拟建场地地势平坦,无新构造活动迹象,属于构造相对稳定地带,未发现不良地质作用。

  根据岩土工程勘察报告,与本次施工有关主要地层如下:

  杂填土①层:土质杂乱,无工程意义,不能做为地基使用。厚约2.0-5.5m。

  粉质粘土②层:层厚2.7-6.0m黄褐色,可塑,土质不均匀,含少量碎石,中等压塑性,干强度中等,韧性中等,工程性质较差,具有湿陷性。

  粉土③层:层厚1.8-5.0m。褐黄色,稍湿,中密,土质均匀,含少量铁锰氧化物,夹粉质粘土层,局部夹有薄粉砂层,干强度低,韧性低,工程性质一般。

  地下水:勘察未见地下水,可不考虑地下水对该工程的影响。

  二、基坑支护设计

  (一)支护方法

  根据本工程特点及该地区经验,本工程基坑支护采用土钉墙支护方法。

  (二)基坑支护设计

  1.土钉墙设计

  根据基坑周边环境及地层特点,对基坑边坡采用土钉墙支护。基坑开挖采用1:0.5放坡,施工时土方开挖配合支护施工,沿坡面自上而下共设置3排土钉,呈梅花形布置。

  土钉浆体:采用P.S32.5纯水泥浆,灰水比为0.40:1~0.50:1。

  2、面层

  土钉施工完毕,在修整的坡面上,先铺设一道镀锌铁丝网,再铺设一层φ3@150×150mm双向钢筋网,钢筋网上设两道φ10mm加强筋,钢筋网和加强筋均与土钉端头焊牢。

  再向坡面高压喷射细石混凝土面层,厚度为70-100mm。面层水泥采用P.S32.5级,砂为中粗砂,细石粒径小于或等于10mm,面层混凝土强度等级为C20。

  底部应当使面层深入基坑底部不少于0.20米,顶部设宽度≥50cm砂浆护顶,厚度3-5cm。

  三、基坑排水、降水方法

  沿基坑四周设置环形排水明沟,明沟离坡脚宽度不小于500mm,并设一定数量的集水井,以排除明水。

  四、土钉墙施工方案

  1、工艺流程

  分步开挖土方→清理坡面→测量定位→土钉成孔→置土钉杆筋→注浆→面层施工→土钉与面层连接(循环至设计深度)。

  2、支护施工及技术要求

  (1)土方开挖:严格按设计分层分段开挖,每段开挖长度不大于30m,根据开挖深度和支护结构施工顺序,第一步挖至自然地坪下0.7米,然后施工第一道土钉及面层,完成后进行第二步土方开挖,深度至自然地坪下2.1米,施工第二道土钉及面层,完成后进行第三步土方开挖,深度至自然地坪下3.5米,施工第三道土钉及面层。下层土方开挖至距坑底设计标高15cm处停止,最后15cm厚土层采用人工开挖。

  (2)清理、修整坡面:人工用铁锹、镐等工具清理、修整坡面,将坡面清理平整并达到设计要求。

  (3)测量定位:利用钢卷尺等工具按设计要求测定土钉孔位并标识。土钉定位允许偏差不超过±100mm,如遇特殊情况需调整土钉定位时,应进行局部加钉补强。

  (4)成土钉孔:用人工洛阳铲成孔,孔径、孔深、倾角满足设计要求。土钉倾角允许偏差不超过±5%。

  (5)置土钉杆筋:成孔后,及时将按设计要求加工好的土钉杆筋放入孔内,杆筋每隔2米左右设一导正环,以使杆筋居中。土钉击入长度允许偏差不超过±30mm,如打不进可在其旁边增打土钉。

  (6)注浆:采用1∶0.40-0.50纯水泥浆,注浆1次后要补浆2~3次直至补满为止。如土质为砂层,应将注浆管与锚杆绑扎在一起送入孔内,注浆完毕后将注浆管拔出。注浆时,注浆管须插入距孔底0.5-1.0m处,避免坍孔及将砂土冲入孔底。

  (7)面层施工:将钢筋网固定在坡面上,并与土体留有一定间隙,钢筋网搭接宽度不小于20cm,然后进行喷射混凝土。在喷射混凝土面层前,必须先清除表面虚土,然后进行喷射作业。

  为保证喷射混凝土厚度均匀,在壁上隔一定距离打入垂直短钢筋作为厚度标志。土钉墙面层厚度允许偏差为±10mm,喷射混凝土的射距应保持在0.6-1.0m范围内,并使射流垂直于壁面,可从底部逐渐向上进行,接缝部分做成斜面搭接。面层喷射终凝后2h喷水养护,养护时间3-7d。如果喷射后下雨,应采取措施覆盖保护(包括未喷的开挖面)。

  (8)土钉与面层连接:土钉端部钢筋加弯勾,并与面层内连接相邻土钉端部的加强筋互相连接。

  基坑开挖到基底后,应立即进行下部工序施工;

  五、基坑监测

  基坑支护完后,在基坑边坡顶部设置观测点,使用仪器对基坑边坡进行水平位移和沉降观测并做好记录,如发现变形异常,及时汇报有关负责人并采取相应的安全措施。

  土钉墙支护技术,经济可靠且施工快捷简便,已在很多地区的基坑工程中得到广泛应用,可供同类工程参考。

  

  参考文献:

  1.《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)

  2.《基坑土钉支护技术规程》(CECS96∶97)

  3.《建筑地基与基础工程施工及验收规范》(GB50202-2002))

  4.《砼结构设计规范》(GBJ10-89)

  5.《钢筋焊接及验收规程》    

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