何晉飛

（湖南岳麓山建設(shè)集團有限公司　湖南　長沙　410000）

復(fù)合土釘墻支護技術(shù)研究

何晉飛

（湖南岳麓山建設(shè)集團有限公司湖南長沙410000）

復(fù)合土釘墻支護技術(shù)具備較強的適應(yīng)性，且其工程造價相對較低，安全可靠，施工便利，這些特點使得其在目前的基坑工程中被廣泛的運用。但對于其具體的設(shè)計與計算，我國還沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范。因此，為了使復(fù)合土釘墻支護技術(shù)得到更好的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上更好的發(fā)展我國的建筑事業(yè)，本文簡單分析了復(fù)合土釘墻支護技術(shù)的概念，并詳細研究了其常見形式、結(jié)構(gòu)和施工工藝。

復(fù)合；土釘墻；支護；技術(shù)

引言

隨著我國建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，相關(guān)施工技術(shù)也得到了越來越多的運用，而復(fù)合土釘墻就是為了更好地符合現(xiàn)代社會建筑的需求，且以土釘墻為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的新型支護結(jié)構(gòu)，它不僅有著土釘墻施工技術(shù)的優(yōu)勢，還能彌補一般土釘墻自身的缺陷和使用限制，進而使得土釘墻技術(shù)的運用范圍得到了很大的擴展。

1　工程實況

某工程中部分基坑深度發(fā)生了一些變化，員設(shè)計坑底實際深度為-10.2m，修改之后的深度在-13.9m，且該部分存在較厚的粉土、粉質(zhì)粘土，土質(zhì)也相對較差。此外，在基坑開挖到-13m時，基坑水平發(fā)生巨大的變形現(xiàn)象，并超出了設(shè)計規(guī)范的要求，同時在距離基坑南側(cè)邊緣位置10m處的地面出現(xiàn)了明顯的裂縫，且裂縫與基坑間的土體呈現(xiàn)明顯的下沉、冠梁以及樁發(fā)生開裂現(xiàn)象。通過對工程的全面考慮，決定使用“土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿”的復(fù)合土釘墻支護方式進行適當(dāng)程度的修整。其中，土釘采用長度大于1m且直徑為18的鋼筋。并在土釘上掛設(shè)成品菱形鋼筋網(wǎng)。在驗收合格之后，進行80～100mm厚度的C20細石混凝土的噴射施工，并采用分層噴射方法，接縫錯開，并在結(jié)束噴射施工2h之后對其進行一定程度的養(yǎng)護操作，全面確保工程的質(zhì)量。

2　復(fù)合土釘墻支護技術(shù)概述

隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，復(fù)合土釘墻支護技術(shù)也在越來越多的施工工程中得以廣泛的應(yīng)用。所謂復(fù)合土釘墻支護技術(shù)，就是一種將釘墻與預(yù)應(yīng)力錨桿、止水帷幕、超前錨桿等結(jié)合起來，并依據(jù)相關(guān)經(jīng)驗，經(jīng)過多種組合形成的一種復(fù)合支護技術(shù)。此技術(shù)不僅最大限度的發(fā)揮出了土釘墻的優(yōu)勢，還在很大程度上彌補了土釘墻本身的缺陷和使用限制，其可以在支護體系的安全穩(wěn)定性得到良好保證的同時，滿足某些特殊建筑工程的需求。例如，基坑上部變形的限制，對邊坡土體內(nèi)水的滲流情況的有效阻止，以及開挖面自立性和坑基底部隆起問題的解決?，F(xiàn)階段，隨著建筑施工技術(shù)的快速發(fā)展，復(fù)合土釘墻支護技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷的擴大，尤其是在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的區(qū)域，其具有傳統(tǒng)土釘墻施工技術(shù)無法達到的優(yōu)勢。目前，復(fù)合土釘墻支護技術(shù)在我國具有較深的坑基、地質(zhì)條件較為復(fù)雜的工程中得到了廣泛的運用，同時，其也可以在附加荷載較大、地下水位較高以及施工安全要求較高的復(fù)雜基坑工程使用。

3　復(fù)合土釘墻的常見形式

復(fù)合土釘墻支護是一種將土釘和其他支護形式或施工措施結(jié)合起來，且在土釘墻的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種施工技術(shù)，其不僅可以很好的確保支護體系的安全穩(wěn)定性能，還可以最大限度的滿足某些具備特殊需求的工程的需要。其主要有以下幾種分類，詳見圖1：

圖1　復(fù)合土釘墻類型示意圖

3.1土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿

這種形式的復(fù)合土釘墻是運用較為廣泛的一種，其詳細構(gòu)造如圖1（a）。大量的降水使得基坑周圍的建筑物和道路都發(fā)生了不同程度的沉降現(xiàn)象，進而導(dǎo)致一定的環(huán)境破壞，并引起多方面的糾紛。因此，對于坑基的支護，通常情況下，都會設(shè)置止水帷幕，其能夠達到止水和加固支護的雙重效果。對于止水帷幕的制作，一般是采用攪拌樁、旋噴樁及注漿等方法。其中，攪拌樁止水帷幕具有較好的效果，且造價相對低廉，因此，在工程允許的條件下，通常都會選用攪拌樁作為止水帷幕，而在攪拌樁無法發(fā)揮效果的施工地層中，一般會采用旋噴樁作為工程的止水帷幕。止水之后，土釘墻的變形一般較大，所以，在工程基坑較深且變形要求較為嚴格的狀況下，需利用預(yù)應(yīng)力錨桿來避免土釘墻發(fā)生位移，這就是施工中較為常用的復(fù)合土釘墻形式，也就是所謂的土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿。這種形式的復(fù)合土釘墻可以滿足大多數(shù)建筑工程的需求。

3.2土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿

對于建筑工程中止水帷幕的設(shè)置，并不是所有工程都需要的，當(dāng)工程地層是粘性土層以及周邊的環(huán)境可以接受降水時，就可以不設(shè)置止水帷幕。同時，在基坑較深以及無放坡條件下，需采用土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻形式，具體情況如圖1（b），預(yù)應(yīng)力錨桿可以有效增強土釘墻的效果，進而更好的避免發(fā)生土釘墻位移。

3.3土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿

當(dāng)坑基開挖線和附近建筑物之間的距離較近且施工現(xiàn)場土質(zhì)條件較差時，在開挖前，應(yīng)對開挖面進行適當(dāng)?shù)募庸獭Ｔ跀嚢铇稛o法投入正常的使用時，可以選用土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿這種復(fù)合土釘墻支護方式，具體如圖1（c）。其中，微型樁常選用直徑在100～300mm之間的鉆孔灌注樁、型鋼樁、鋼管樁和木樁等，和土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護形式相同，預(yù)應(yīng)力錨桿可以有效增強土釘墻的效果，進而更好的避免發(fā)生土釘墻位移。

3.4土釘墻+止水帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿

當(dāng)施工現(xiàn)場的坑基深度較大且變形需求較高，以及工程地質(zhì)條件和環(huán)境條件較為復(fù)雜時，應(yīng)選用土釘墻+止水帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻支護形式，如圖1（d），其可以代替樁錨支護結(jié)構(gòu)或地下連續(xù)墻支護形式，并發(fā)揮良好的效果。這種形式的支護技術(shù)中，預(yù)應(yīng)力錨桿通常有2～3排，且旋噴樁或攪拌樁是工程的止水帷幕的組成，微型樁直徑較大或采用型鋼樁。

4　復(fù)合土釘墻支護結(jié)構(gòu)及施工工藝

4.1土釘支護部分構(gòu)造及施工

4.1.1土釘

正解：焰色反應(yīng)呈黃色說明該物質(zhì)中一定含鈉元素,既可能是金屬鈉,也可能是鈉的化合物;鈉的黃光對觀察鉀的焰色有干擾,必須透過藍色的鈷玻璃濾去黃光后才能觀察有無鉀元素。

對于整個復(fù)合土釘墻支護結(jié)構(gòu)來說，土釘發(fā)揮著重要的作用，其不僅能夠使得工程土體的抗剪強度得到很大的增強，還可以讓原本較為松散的土體轉(zhuǎn)變?yōu)檎w性較強的復(fù)合體，其功能類似于加筋土。在土釘置入土體后，土釘與土體之間會發(fā)生相對位移現(xiàn)象，進而使得釘土間產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，且這種狀態(tài)下的摩擦力是土釘分擔(dān)超過原土體所能承受的過大的應(yīng)力的主要依靠，這種應(yīng)力的轉(zhuǎn)移與分布可以砸很大程度上延緩?fù)馏w的塑性流動和滑塌。

4.1.2噴射混凝土面層

噴射混凝土面層能夠使得分布在土體之中的土釘實現(xiàn)良好的協(xié)調(diào)工作，當(dāng)土體中的一個或者幾個土釘達到了其極限狀態(tài)時，可以通過面層向其他完好的土釘轉(zhuǎn)移，這種方式不僅可以很好地避免坡面膨脹和局部塌落現(xiàn)象的發(fā)生，還可以保護工程現(xiàn)場坡面的完整性，并在一定程度上防止雨水沖刷帶來的危害。

4.1.3排水系統(tǒng)

地下水對土釘墻的順利施工及其耐久性存在直接的影響。工程開挖面的滲水量過大，不僅會嚴重影響到施工階段開挖面的穩(wěn)定性，進而加大對噴射混凝土面層的壓力；還會無法形成達到工程標(biāo)準的噴射混凝土施工面層。復(fù)合土釘墻的排水措施包括土工織物面層排水、淺層聚氯乙烯（PVC）排水管和排水孔、表面集水和截水明溝，以及表面防水等。在進行實際的工程施工前，應(yīng)利用地面設(shè)置的排水溝將地下水引走，且對于工程的坡頂部位，應(yīng)實行相應(yīng)的硬化處理，從而達到較好的避免地表水向下滲透的效果。隨著向下開挖和支護工作的不斷深入，在面層上可依據(jù)開挖土層的實際含水情況，設(shè)置必要的排水孔，進而方便排走存在于噴射混凝土面層背后的水。

4.2輔助加固部分的構(gòu)造及施工

4.2.1止水帷幕

當(dāng)施工工程對其坑基有防滲的要求時，為了達到避免因坑基周圍地下水位下降而產(chǎn)生的地面沉降現(xiàn)象，應(yīng)選用深層攪拌樁或高壓旋噴樁作為工程的止水帷幕。作為臨時的擋墻和隔水帷幕，止水帷幕可以有效的防止發(fā)生因土體開挖后導(dǎo)致的土體強度降低的現(xiàn)象，以及無法實現(xiàn)臨時直立而造成的失穩(wěn)和基底隆起狀況。深層攪拌樁止水帷幕通常在黏土、淤泥質(zhì)土和粉土地基中被廣泛的使用。且其在含有高嶺石、蒙脫石等黏土礦物的土層中有較好的加固效果，而對含有伊利石、氯化物和水鋁英石或有機質(zhì)含量高、pH值較低的土層，加固效果較差。

4.2.2超前微型樁

土釘與微型樁結(jié)合使用的方法一般在土質(zhì)松散、自立性較差、對基坑沒有防滲止水要求或地下水位較低的工程中被運用，且其不僅可以有效提高土體的自立性和邊坡的穩(wěn)定性，還在防治坑底涌土方面有較好的效果。

4.2.3預(yù)注漿處理

在開挖工程坑基之前，應(yīng)沿開挖面進行豎向鉆孔或打入注漿管，之后將漿液均勻地注入基坑開挖邊線外側(cè)上部的松散土體中，進而使得注入的漿液以填充、滲透、擠密等方式，將原來松散的土體或裂隙膠結(jié)為一個整體，最終在改善土體物理和力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，提升基坑開挖時該部分土體的自穩(wěn)能力。

4.2.4超前土釘支護

在建筑工程中，對于較為松散或含水量較大的土層，在其開挖后無法形成相對穩(wěn)定的界面時，應(yīng)對開挖的工作面做好必要的超前支護。一般情況下，工程會采用超前土釘支護方式，即在下一層工作面開挖之前，通過人工的方式，將超前土釘打入下一支護層，從而實現(xiàn)超前支護下一層的效果，最終使得該層在土方開挖和土釘支護階段的自穩(wěn)性得到較好的提升。

4.2.5預(yù)應(yīng)力錨索（桿）

對于基坑周邊變形要求較為嚴重的情況，單獨使用土釘支護通常會導(dǎo)致基坑邊坡側(cè)向位移過大，進而給周圍建筑物的正常使用帶來一定的危害。采用土釘與預(yù)應(yīng)力錨索（桿）組合支護技術(shù)，是一種施工中較為常用且有良好效果的支護技術(shù)，其能夠較好地解決此類基坑的支護問題，有效地控制基坑變形，從而最大限度的提升工程施工現(xiàn)場邊坡的整體穩(wěn)定性。

5　結(jié)束語

我國的復(fù)合土釘墻技術(shù)在經(jīng)過了多年的工程實踐之后，已發(fā)展成多種組合形式。根據(jù)研究可以發(fā)現(xiàn)，在地質(zhì)條件較復(fù)雜的地方，復(fù)合土釘墻施工技術(shù)是具有傳統(tǒng)土釘墻技術(shù)所無法相比的優(yōu)勢，在很大程度上擴展了土釘墻技術(shù)的應(yīng)用范圍，并推動著我國建筑事業(yè)的不斷發(fā)展。

[1]付文光，楊志銀，劉俊巖，等.復(fù)合土釘墻的若干理論問題、兼論《復(fù)合土釘墻基坑支護技術(shù)規(guī)范》[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2012（11）：2291～2304.

[2]張麗芹.復(fù)合土釘墻支護技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2014 （8）：18～19.

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TU753

A

1673-0038（2015）41-0039-03

2015-9-27

何晉飛（1977-），男，工程師，研究生，主要從事建筑工程施工技術(shù)及管理工作。