高層建筑深基坑支護工程施工中土釘墻技術優勢探討

    土釘墻是一類原位土地加筋技術，其是一種使用由鋼筋制成的土釘加固基坑邊坡，同時將一道鋼筋網鋪設至邊坡基坑表面并噴射混凝土面層的邊坡加固型支護施工工藝。大量事實證明，在高層建筑深基坑支護工程施工中合理應用土釘墻技術有利于最大程度地強化基坑的穩固性，從而保障深基坑施工工程的安全。

    一、某樓體及連體地下室工程概述

    某樓層及連體地下室工程位于福建省福州市，建筑總面積達171950.4m²，其中上部建筑面積達134594.2m²，地下室建筑面積達37356.2m²。該工程中連體地下室高度為5.25m，因樓體層數較多，連體地下室面積較大，經施工專家研究后決定，在地下室施工工程中應用深基坑支護土釘墻技術。

    二、深基坑支護土釘墻技術的主要優勢

    就目前狀況而言，土釘墻技術是應用十分廣泛的一類深基坑支護技術，其之所以受到了廣大施工人員的青睞，主要是因為土釘墻技術具有許多無法比擬的優勢。

    第一，土釘墻的密封性較強，其能夠將土坡表面完全覆蓋，從而有效地限制或者阻止地下水由邊坡表面滲出，這就成功地削弱了地下水及雨水對邊坡的侵蝕；

    第二，土釘墻中土釘的數量相對較多，大量土釘共同承載荷載，在此情況下，即使土釘墻中部分土釘發生斷裂等質量問題，土釘墻也能正常、有效地發揮支護作用；

    第三，目前土釘墻技術已經較為成熟，深基坑支護工程中的土釘墻具有柔性大、抗震性強及延性好的特征，所以將土釘墻技術應用于地震多發地區有利于提升建筑的抗震能力；

    第四，土釘墻施工工程對場地的要求不高，支護結構基本不單獨占用空間，可以最大程度地貼近已有的建筑物進行開挖；

    第五，土釘墻的施工速度較快，由于土釘墻施工隨著土方開挖而分層分段地進行，所以能夠與土方開挖工作同步地進行，并不需要單獨占用施工工期，因此土釘墻施工的速度較快;第六，土釘墻施工的工程量及材料用量相對較少，因此，土釘墻施工的成本相對較低。相關調查結果顯示，與其他類型的支護結構相較，土釘墻支護工程的造價更低，且支護效果十分優秀。

    三、土釘墻支護技術的工作原理

    1、土釘對荷載作用進行分擔。應當看到，在土體進入塑形狀態后，應力會逐漸地向土釘轉移，此后，土釘將對來自土體的荷載作用進行分擔，如此一來便有效地降低了土體出現開裂面的幾率；

    2、土釘對面層形成約束作用。在應用土釘墻支護技術后，土釘的存在使得土體與面層的接觸更加緊密，如此一來，面層能夠遏止以及約束土體開裂面發展及側向膨脹變形量增加的趨勢，從而有效地保障相關土體的穩固性與安全性；

    3、土釘的應力擴散及傳遞作用。土釘也具有較強的傳遞及應力擴散的作用。現代研究表明，依靠土體與土釘的相互作用，土釘能夠將自身所承受的荷載向土體深層擴散及傳遞，如此能夠有效地降低復合土體的應力水平，同時在一定程度上改善土體的性能。

    四、土釘墻施工工藝

    1、土釘錨管邊坡支護施工土釘墻錨管邊坡支護施工工藝在現代深基坑支護工程中廣泛應用，收到了良好的成效。腳手架搭設、定位放線、土釘打入、邊坡坡面修整、鋼筋網片施掛、水泥砂漿噴射、壓力逐漸及養護是土釘墻錨管邊坡支護施工工藝的主要構成成分，以下為具體論述：

   （1）搭設腳手架。現代高層建筑施工工程中，腳手架的身影隨處可見。土釘墻施工所使用的腳手架的質量必須符合相關技術標準與國家規范的要求，腳手架表面應無明顯的銹蝕機箱，接頭處應完整無破損。某工程的深基坑已下挖至－8m，為了給人員及設備施工工作提供便利，需要結合實際的現場施工狀況來搭設腳手架作業平臺。工程中所搭設的腳手架平臺高度與自然地面相距1.5m上下，腳手架的寬度約為4.5m，為了充分地保障腳手架搭設工作的質量，所有搭設操作必須要滿足相關操作規范的要求；

   （2）制作及打入土釘。土釘墻支護工程需要大量的腳手鋼管，鋼管必須來源于具資質合格、信譽良好的廠家。如果需要焊接長錨管，則需要使用3根長度為150mm的鋼筋開展綁焊工作。通常情況下，錨管也具有注漿管的用途，將出漿孔布設在注漿管入土的全長范圍內，孔徑一般需達到6至12mm，間距保持在0.6m上下，呈交錯設置狀態。現階段，在土釘錨固打入過程中常采用空氣壓縮機與錨桿設備，需要嚴格地控制土釘向下的傾角，一般來講，應當將下傾角控制在16度上下；

   （3）修坡及掛網。在順利結束土釘錨管施工工作結束后，應當及時地跟進坡面修整工作，此舉的主要目的是確保坡面的平整度處于合理的范圍之內。在完成坡面修整工作后，應當開展鋼筋網掛設工作，某工程采用了間距為210mm至210mm的鋼筋網片，采用搭接的方式對每排網片進行連接。在鋼筋網片掛設工作中，需要使用質量合格的鋼筋輔助土釘連接工作。應當確保鋼筋網片被焊接在土釘及鋼筋的合理位置上，如此一來，深基坑邊坡坡面與鋼筋網片形成一定厚度的保護層，并與土釘錨管建立有效可靠的連接；

   （4）水泥砂漿的噴射。鋼筋網掛設工作結束后可以跟進水泥砂漿的噴射工作，選用等級強度為M10的水泥砂漿。為了確保水泥砂漿能夠盡快地完成硬化并有效地提升水泥的后期強度，需要向水泥砂漿中摻入適量的外加劑，主要為速凝劑。通常情況下，摻入水泥砂漿中的速凝劑的含量占水泥總量的5%上下。需要對噴射的順序進行控制，噴射應當自上由下進行，為了確保噴射工作的質量，在噴射水泥砂漿的過程中要盡可能地確保噴頭與坡面呈垂直狀態，與坡面保持適當的距離。在噴射工作完畢后應當及時地跟進組織養護工作，養護時長一般需要大于3d，在確認水泥砂漿的硬化強度達到70%之上后方可以開展后續的挖土工作；

   （5）土釘壓力注漿。土釘壓力注漿是一道非常重要的工序，某種意義上，該工序的質量決定了土釘墻的使用質量。在噴射砂漿終凝大約12h之后，向錨管內注入一定強度的素水泥漿，灌漿壓力位33.1MPa，水灰比為1:1。在注漿量達到320kg或者注漿壓力升至1MPa后可以終止注漿。

    2、土釘錨管施工在土釘錨管面層水泥砂漿的強度符合設計要求后，應當采用機械—人工的作業方式對相關土層進行開挖。在施工過程中，應當采用機械成孔的工藝，在孔的中心放置質量合格、尺寸合適的鋼筋，向孔內注入為1:1的水泥砂漿，該水泥砂漿的水灰比為0.5。

    五、結語

    新的發展形勢下做好高層建筑深基坑支護土釘墻施工工作具有重要的現實意義，有利于最大程度地保障高層建筑的施工質量及安全。目前，土釘墻施工技術已在全國范圍內普及，在深基坑支護工程中應用該技術不僅能取得良好的支護效果，還可以節約工程造價。現階段，廣大的土釘墻施工人員應當積極地學習先進的科學知識，善于總結借鑒優秀的技術經驗，在實際的土釘墻施工過程中掌握各類技術要點、控制材料質量，秉承著認真嚴謹的態度，從而最大程度地保障土釘墻工程的質量。

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    原標題：高層建筑深基坑支護土釘墻技術探討

本文來源：學術雜志網       文徑網絡數據中心：劉紅娟 尹維維 編輯       劉真 方俊 審核

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