土钉支护技术在建筑工程施工中的应用

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年第3卷第18期   作者:董雪莹
[导读] 近年来建筑工程项目不断增加,而且建筑高度不断增加,这也使深基坑深度越来越大
        董雪莹
        黑龙江嘉宇建筑安装工程有限公司黑龙江省哈尔滨市150000
        摘要:近年来建筑工程项目不断增加,而且建筑高度不断增加,这也使深基坑深度越来越大,这种情况下,为了保证深基坑施工的安全,土钉支护技术应用十分广泛,以此来满足支护要求,确保深基坑施工的安全性和可靠性。文中从土钉支护施工的原理和优点入手,分析了土钉支护施工技术的要点,并进一步对土钉支护施工的质量控制进行了阐述。
        关键词:建筑工程;基坑支护;土钉支护;要点;质量控制
        土钉支护即为土钉墙,其是借助于土钉与土之间的相互作用,以此来提高土体的稳定性,土钉起到了骨架、承力、应力传递和打散等作用,通过土钉与土体之间形成复合体,进一步提高土体的粘聚力。而且相邻土钉间还能够形成承压拱,对土体自身稳定性及边坡抗变形的提高具有极为重要的意义。 
        1土钉支护工作机理和优点
        土钉支护作为一种新型的原位土体加固技术,在开挖支护和边坡加固工程中
应用十分广泛。在土钉支护施工中,通过由土钉与加固了的土体作为挡土结构,其与重力式挡土墙相类似。一旦土体发生变形,土钉与土体接触面会有粘结摩阻力产生,被动拉住土钉,再加之喷射钢筋混凝土面板的约束,以此来改善复合土体的力学性能,提高复合土体的自稳能力和整体刚度,进一步保证边坡的稳定性。
        在土钉支护施工中,对于复合体而言,土钉起到了骨架约束作用、分担作用、应力传递和扩散作用、坡面变形的约束作用等。不仅能够使复合土体成为一个整体,而且在土体抗剪力作用下,土钉受力能够保持稳定性。特别是锚体能够提供较大的抗拉力,针对于大范围土体中的应力集中情况能够起到分散作用。再加之土钉表面与土的摩阻力能够增强面板约束力,实现对坡面变形的有效控制。
        相较于桩支护和连续墙支护,土钉支护施工过程中,土作为支护的一部分,施工中对混凝土和钢材用量较少,有效的加快了施工速度,缩短了工期,而且实现了投资成本的节约。在具体施工过程中,不需要特殊工艺,对技术和设备要求不高,并作为柔性支护,具有较好抗震性能。即使在受力作用下出现损坏,也不会立即显现出来,变形损坏过程较为缓慢。
        2土钉支护施工技术要点
        2.1基坑开挖
        在土方开挖作业时,宜严格按照设计方案进行施工,具体要采取分层开挖施工的方法,一般情况下单层开挖厚度宜控制在2m。一层开挖完成后,土钉与喷射混凝土面层宜达到设计要求的70%才能进行后续作业。土方开挖作业过程中,宜机械开挖与人工开挖相配合,避免损坏支护结构,确保壁面达到平整性要求。边坡轴线需要在设计要求的位置上,而且位置精度需要达到标准要求。
        2.2初喷射混凝土面层
        开挖完成并修整后即可以进行后续施工,修整完成后在表面铺设一层50mm的混凝土,混凝土中骨料直径应控制在20mm以下,并对其含泥量进行控制,合理控制水泥、砂和碎石的比例,控制注浆水灰比。喷射施工宜分区域进行,具体要根据具体的施工工艺,并与喷射面保持垂直的方式进行布置,喷射完成后2h即可以进行养护。
        2.3钻孔施工
        在土钉支护施工作业时,需要对土钉钻孔直径进行控制,通常情况下孔径宜保持在100mm,并根据施工设计方案标注来确定钻孔深度。钻孔机进行钻孔作业时,需要确保其处于水平状态,避免出现孔位偏移的情况。在土钉安装时,需要将托架焊接在土钉上,合理控制托架与托架之间的距离,一般宜保持在2m以下。
        2.4插入钢筋土钉
        在钢筋土钉插入前,需要对其进行除锈和调整。钢筋连接时宜采取双面焊接的方式,具体搭接长度要保证在钢筋直径5倍以上。

根据设计方案来进行土钉墙制作,在钻孔中心位置处放锚杆,间隔2m布置一个支架。
        2.5注浆
        注浆使用的是水泥浆,其水灰比为0.5~0.55之间,并且在使用之前需要充分的混合均匀,不能存放太长时间。注浆施工之前应该将注浆管直接插入到孔底的位置,要在注浆的同时拔出。注浆到孔口的位置之后,应该停止注浆并且进行封孔。
        2.6钢筋网施工
        土钉支护施工第二部分就是挂网施工,必须控制安装钢筋网的施工时间。安装钢筋网时间一般在注浆后4h,钢筋网之间距离一般控制在30mm左右,土钉支护施工中钢筋挂网一般为Φ6.5@200mm的双向钢筋网。除此之外,需要用螺纹钢将钢筋网与土钉进行连接,加强钢筋网之间的连接强度,钢筋网连接在一起之后必须及时进行混凝土喷射施工,喷射的混凝土一般采用C20材料。时间过长会导致钢筋网与混凝土粘合度降低,直接造成支护结构不牢固。
        2.7复喷射混凝土
        针对钢筋网进行检查,合格后进行二次喷射作业,喷射厚度控制在50mm。具体进行混凝土喷射时,合理控制射距,同时射流与壁面之间要保持垂直。喷射顺序应遵循自下而上的原则,下部接茬300mm位置处宜喷射为斜坡状。混凝土喷射至接缝位置时,需要提前对缝内进行预处理,确保缝内部的干净度。当混凝土面层终凝2h后即进行养护作业。 
        3土钉墙施工质量控制
        3.1控制各层开挖深度
        土钉墙施工时采用分段开挖和分层保护的方式,各层土体开挖完成后,需要以最快速度设置土钉。开挖作业时利用水准仪检测施工现场,各层开挖深度控制在2m以内,合理控制放坡比例。利用机械挖掘作业,再由人工修整坡面平整度,合理控制平整度误差。喷射混凝土前要对土体表层杂质进行清除。钻孔之前,要根据设计要求对钻孔位置进行标记,合理控制孔深、孔径及孔跨度误差。
        3.2土钉抗拔力试验
        土钉墙支护施工中,应当在现场留置非工作土钉实施专门的抗拔试验,确定土钉的极限载荷,从而推算出土钉的极限粘结强度。在各土层中留置3个以上非工作钉进行测试,在抗拔试验中,土钉、测力杆以及千斤顶应当处于同一轴线,千斤顶反力架应当装配在混凝土层上、下两个位置,同时装配两个槽钢作为横梁,和护坡墙紧靠在一起。当拉拔到设计载荷时,拧紧锁定螺母,达成锚定操作。在此过程中,应当使用跳拉法,确保土钉与钢梁受力均匀。
        3.3基坑的有效监控
        在深基坑施工过程中,需依据基坑等级、场地条件以及精度要求等因素确定监控方法,确保支护结构的稳定,保障周边设施的安全。在开挖前,应当在2倍深度位置设置3个以上的观测基准点,以实现对支护结构的有效监控。在基坑周边位置也需设定监测点,放置位置通常在基坑外端2-3倍深度。监控内容主要包括直接结构是否开裂、是否出现渗水问题等。在开挖前就实施监控,一直到基坑回填完成才能结束监控。
        4结束语
        在当前建筑工程施工中土钉墙支护技术应用十分广泛,在具体施工过程中,需要掌握施工技术要点,并针对施工质量加大控制力度,以此来保证深基坑工程的顺利进行。
        参考文献:
        [1]罗卓慰.建筑工程深基坑土钉墙施工工艺分析[J].建材与装饰,2018 (26):10-11.
        [2]郝军和.土钉墙支护技术在深基坑中的应用[J].内蒙古科技与经济,2017 (7):54-56.
        [3]贾飞艳.深基坑土钉墙支护设计案例分析[J].科技与企业,2015(23):126.
       
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