浅谈土钉墙支护技术在建筑工程深基坑中的应用|基坑支护工程
时间：2019-04-09 03:16:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：目前在建筑基坑工程中，土钉墙支护经济实用、安全可靠的优势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，被越来越多的使用于工程项目中，并取得了明显的技术经济效益。本文通过分析土钉墙支护的特点，针对土钉墙的作用机理，从施工材料及机具的准备，到施工工艺及质量控制的相关技术进行探讨。
关键词：土钉墙；作用机理；施工工艺；质量控制
Abstract: at present in the building foundation pit, soil nailing wall economy practical, safe and reliable advantage gradually get more and more extensive use. Use the soil nailed wall as a deep foundation pit supporting construction technology, with its unique mechanical performance, good technical and economic effect, be more and more used in engineering project, and made the obvious technical and economic benefits. This paper through analyzing the characteristics of soil nailing wall, according to the soil nailed wall mechanism, construction materials and machines from the preparation, the construction technology and quality control of related techniques are discussed.
Key words: the soil nailed wall; Mechanism; The construction technology; Quality control
1、引言
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。
土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，但也可通过直接打入较粗的钢筋或型钢形成土钉。土钉沿通长与周围土体接触，依靠接触界面上的粘结摩阻力，与其周围土体形成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力，并主要通过其受拉工作对土体进行加固。而土钉间土体变形则通过面板予以约束。
2、土钉墙的应用领域、适用条件及作用机理
2.1、土钉墙的应用领域、土钉墙不仅用于临时构筑物，而且也用于永久构筑物。当用于永久性构筑物时，宜增加喷射混凝土层或敷设预制板，并有必要考虑外表的美观。
目前土钉墙的应用领域主要有：
2.1.1托换基础；
2.1.2基坑或竖井的支挡；
2.1.3斜坡面的挡土墙；
2.1.4斜坡面的稳定；
2.1.5与锚杆相结合做斜面的防护。
2.2、土钉墙的使用条件
土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护或边坡加固。
土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或边坡围护，当土钉墙与有限放坡、预应力锚杆联合使用时，深度可增加。
土钉墙不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土。不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。
2.3、土钉墙的作用机理
土钉墙是由在土体内放置一定长度和密度的土钉体构成的。土钉与土共同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，土钉的作用是基于这种主动加固的机制。土钉与土的相互作用，还能改变土坡的变形和破坏形态，显著提高了土坡的整体稳定性。
土钉在复合土体中的作用可概括为以下几点：
2.3.1箍束骨架作用
该作用是由土钉本身的刚度和强度以及它在土体内的分布空间所决定的。它具有制约土体变形的作用，并使复合土体构成一个整体。
2.3.2分担作用
在复合土体内，土钉与土体共同承担外部荷载和土体自重应力。由于土钉有较高的抗拉、抗剪强度以及土体无法比拟的抗弯强度，所以当土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉分担作用更为突出，这是土钉内出现弯剪、拉剪等复合应力，从而导致土钉体中浆体碎裂，钢筋屈服。复合土体塑性变形延迟及渐进性开裂变形的出现与土钉分担作用密切相关。
2.3.3应力传递与扩散作用
在同等荷载作用下，由土钉加固的土体内的应变水平比素土边坡土体内的应变水平大大降低，从而推迟了开裂的形成与发展。
2.3.4坡面变形的约束作用
在坡面上设置的与土钉练成一体的钢筋混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。坡面鼓胀变形是开挖卸载、土体侧向变位以及塑性变形和开裂发展的必然结果，限制坡面鼓胀能起到削弱内部塑性变形，加强边界约束作用，这对土体开裂变形阶段尤为重要。
3.土钉墙支护的施工材料及机具
3.1原材料
土钉钢筋使用前应拉直、除锈、涂油，优先选用42.5普通硅酸盐水泥，采用干净的中粗砂，含泥量小于5％，采用干净的圆砾，粒径2～4mm；使用速凝剂，应做与水泥相容性试验及水泥浆凝结效果试验。
3.2施工机具
土钉成孔机具根据土质和现场环境条件选用(冲击钻、螺旋钻、风枪或洛阳铲等)能完成设计要求的有效机具；注浆泵选用孔口压力大于0.1MPa的泥浆泵；混凝土喷射机应密封良好，输送连续均匀，输送水平距离不小于100m，垂直距离不宜小于30m；空压机应满足喷射机工作压和耗风量的要求；搅拌方法采用现场人工拌和或混凝土搅拌机搅拌。
4、土钉墙边坡支护的施工工艺
土钉墙的施工流程为：挖土→整理坡面→初喷→打孔眼→插杆→灌注→挂网→复喷。
4.1开挖整理坡面
土钉支护是分层进行的，因此挖土深度不能超过设计深度，在完成上一层作业面与喷射混凝土以前，不得进行下一层深度的开挖。实际工程中常取基坑每层挖深与土钉竖向间距相等，一般为1.5m。
4.2初喷
为使挖好的坡面不产生垮塌，凡挖好的坡面需立即进行混凝土喷射，以使表层固结。其混凝土的强度等级不应低于C15，混凝土土中水泥含量不宜低于400Kg/m3。喷射混凝土最大骨料尺寸不宜大于15mm，一般为10mm。
