高层建筑深基坑支护土钉墙技术的探讨

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:陈悦
[导读] 摘要:随着我国社会经济的不断发展和进步,人们对于生活水平的要求和对物质的需求越来越高,这也给建筑行业提出了很大要求。
        合浦县建筑工程公司  广西省北海市  536100
        摘要:随着我国社会经济的不断发展和进步,人们对于生活水平的要求和对物质的需求越来越高,这也给建筑行业提出了很大要求。越来越多的高层建筑随着我过城市化的发展也在不断的建筑起来,同时跟着提升的也是高层的建筑能力,与此同时基坑也深度也随之增加,所以在对高层建筑工程进行施工时需要提高支护技术和相应的工艺水平,而在建筑施工中土钉墙技术就是一种非常实用的技术。本文主要针对在高层建筑深基坑支护中土钉墙的应用进行了分析和探讨,希望可以带来一定的参考作用。
        关键词:高层建筑;深基坑;支护;土钉墙技术
        引言:随着我国高层建筑的不断增加,对于建筑工程中的施工计划要求越来越高,并且也需要在外观上不断改进,实现美观大方和恢弘的建筑,也代表了建筑行业的技术能力和美感。但是实现这些目标的主要基础是建筑工程的质量,而深基坑的支护工作对于高层建筑的质量而言有着重要的影响作用。土钉墙技术是利用土地加筋的施工方法进行施工,具有用料少、工期短和安全经济等一些比较显著的施工优点。正是由于这些优点,这一施工方法在实际的施工施工中得到了广泛的应用并且取得了很大的施工成果。
        一、土钉墙技术概述及技术机理
        (一)土钉墙技术概述
        土钉墙的施工原理就是在天然土体上利用特殊土钉喷射混凝土,从而实现保障深基坑稳定性的支护技术。主要是通过在施工中形成的一种无形的重力挡墙,来对土压力进行抵抗,而在很多实际的建筑工程实践下,也表明了土钉墙技术是可以将深基坑的稳定性做出有效强化的,从而更加保障了施工环节的安全[1]。具体的施工环节是钻孔、插筋、注浆等,对土体的要求比较低,可以适应很多土质,比如黏土、粉土、杂填土、碎石土等等。
        (二)土钉墙技术的技术机理
        土体在施工中具有结构统一的特点,在抗剪和抗压时都没有很大的强度,但是在实际的基坑施工中,会有一个临界点,这一临界点决定了边坡是否治理,与此同时也存在相应的风险,如果超过了这个临界点就有可能发生破坏,产生安全问题。所以为了避免这种情况的发生,就会采用支挡护坡的方式来对其进行制约,通过抵挡的力来削减压力,从而保证土地的稳定性。
        土钉墙技术是通过在土体中嵌入土钉的方式,将二者进行相互作用,与在水泥中加入钢筋同理,通过制造一种全新的坚固整体来加强土地的强度,并且还可以大幅度的改善目前的边坡问题。土钉墙支护技术在结构上是由土钉群构成的,有着均匀密集的特点,共同构成的还有加固土体和喷射混凝土,在施工中还需要把排水和防水系统加入到其中[2]。主要是通过土体和土钉形成的自稳定性结构来提高土体的自承载能力,从而对土墙的土压力和变形情况进行制约,达到边坡稳定维持作用。
        二、土钉墙支护技术的特点和主要优势
        土钉墙支护技术在深基坑的施工当中有着非常广泛的应用,其主要的优点是可以在很大程度上提高土体自承载能力,同时提高边坡的稳定性。由于土钉的特殊性,所以不管是在钻孔阶段还是注浆阶段的设备选择上,都比较容易得到,并且所需成本比较低。在进行施工时可以将工程进行分段施工,从而在最大程度上缩短施工工期,提高施工效率,同时该施工技术还有着便捷安全的优点。土钉在土钉墙中是最为主要的结构单元,而土钉极为容易获取,具有着机动性强、灵活并且可选择性比较高的特点,如果在施工中出现一些突发的安全问题,可以及时对其进行处理,尤其在膨胀土边坡支护中更为明显[3]。
        土钉墙施工技术对施工场地和环境没有很大的要求,即使是在一些小范围和建筑物较多以及大型支护机械设备无法运行的场地,同样可以正常进行施工,并且施工效果非常好,这也是其可以被广泛应用的原因之一。
        三、土钉墙技术在深基坑支护中的重要作用及施工工艺
        (一)土钉墙技术在深基坑中的支护作用
        1、应力的传递与扩散
        在进行深基坑支护的施工过程中,会因此荷载压力过大而解答边坡表面和内部的裂痕,从而使坡底的压力也变大[4]。所以利用在坡地嵌入土钉的方式对裂缝区域外围的土体进行加固,同时通过应力传导原理将压力传递给已经进行固定后的土体中,将压力进行分散,增强建筑稳定性。通过以往的实践证明,在深基坑支护过程中使用土钉进行加固后可以大幅度增加土体的稳定性。


        2、箍束骨架作用
        通过土钉墙施工技术将土钉和土地结合成为一个整体,进行相互作用,利用自身的刚性来对土体进行支撑,原理就如同人体的骨架和肌肉之间互相支撑的关系一样,在空间上对土体进行制约,避免发生形变[5]。
        3、约束坡面变形
        在进行边坡维护的同时,通过对边坡设置的混凝土面层,可以将结构中的土钉发挥最大的功效,提升面板锁提供的约束力。
        4、分担压力
        土钉有着抗压力比较强的特点,所以在形成复合型土体后可以将这一特点更加放大,当土体的状态产生一定的改变时,应力的转眼方向会在改变中逐渐转变为土钉,土钉在这一过程中就实现了抗压力和对应力的传递,分担了压力。
        (二)土钉墙支护技术的施工工艺
        1、放样
        放样是在施工作业中必须要做的一项工作,当开始施工时,在进行开挖深基坑之前就需要根据设计图纸中实现制定好的标准上下口线才可以实现对施工过程的实时监控,从而保证施工环节的顺利[6]。
        2、基坑开挖
        开挖这一施工环节对天气的要求非常高,不可以在雨天进行开挖,主要是因为如果出现了降雨则会造成积水情况,对基坑内的土体形成影响,导致土体软化,严重降低了施工工程的质量。所以在进行基坑开挖时需要做好排水工作,保障后续的施工环节和工程质量。
        3、打土钉孔
        在这一环节中,最为主要的就是土钉的孔径尺寸规格,这影响着土钉在施工中能不能顺利进入土体,并且在施工过程中可以发挥其稳固作用,一般在施工中选择100mm最为合适。在进行安装时要进行焊接,所以在这一过程中就会用到焊接脱架,在进行焊接时要把焊接的距离尽量保持在两米左右,这个距离是最为合适的,只有在距离合适的情况下才可以将土钉准确的放入钻孔,同时也保证了注浆的强度。
        4、设置挂网及泄水管
        在进行这一阶段的施工时,需要对时间进行合理控制,一般控制在注浆后的4h后,并且钢筋网之间要保持30mm的距离,肋筋将钢筋网和土体进行连接,达到钢筋网的固定作用,在施工中发挥钢筋网的强稳定能力。
        5、连接土钉与混凝土
        连接土钉和混凝土的过程在深基坑的施工中也是极为关键的,在进行连接时需要选一根钢筋来和肋筋进行焊接,长度选择在300mm左右,要确定二者之间牢固紧密的关系,从而才可以在工程中将连接强度提升到最大,更好的加固了基坑的边坡。
        结语:综上所述,随着高层建筑的不断增加,高层深基坑支护工程的施工技术也是目前最为普遍的工程,所以对于现阶段的施工来说,深基坑支护技术施工技术的改进就非常重要。所以土钉墙技术的应用在现阶段被工程技术人员进行了深入的研究,该项施工技术也随之得到了很大的改进,从而更好的保证了高层建筑的整体质量。
        参考文献:
        [1]张昀婷.关于高层建筑深基坑支护土钉墙技术的探讨[J].江西建材,2017(08):101-102.
        [2]李江涛.软弱土层深基坑支护中加强型土钉墙的应用[J].建材与装饰,2019(03):37-38.
        [3]李文胜,陆艳.预应力锚索复合土钉墙支护技术在基坑支护工程中的应用[A].中国建设科技集团股份有限公司、中国建筑科学研究院、中国土木工程学会、《建筑结构》杂志社.第五届全国建筑结构技术交流会论文集[C].中国建设科技集团股份有限公司、中国建筑科学研究院、中国土木工程学会、《建筑结构》杂志社:,2015:4.
        [4]李学栋.曲周英伦公馆深基坑复合土钉墙支护结构GTS模拟与对比分析[D].河北工程大学,2016.
        [5]陈亮,陈爽,董行.土建基础施工中深基坑支护技术工艺分析探讨[J].绿色环保建材,2020(06):152+155.
        [6]张训玉.北京35中学深基坑支护设计及施工方法分析[D].吉林大学,2016.
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