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1、土钉支护技术在地铁工程中的应用摘要:土钉支护技术在地铁工程中的应用及技术要点。关键词:土钉支护;地铁;抗拔力1 前言 土钉支护结构是70年代发展起来的用于土体开挖和稳定边坡的一种新型的挡土结构。它是由被加固土体、放置在土中的土钉体及附着于坡面的混凝土面板所组成。通过在土体内设置一定长度和密度的土钉,使土钉与土共同作用,土钉依靠与土界面的粘结力、摩阻力和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,通过其受拉作用对土体进行加固,而土钉间土体的变形则由混凝土面板约束。这样不仅有效提高了土体的整体刚度,又弥补了土体抗剪、抗拉强度低的弱点,形成一种主动制约机制的支护结构,显著地提高了整体稳
2、定性,改善了土体的塑性变形和破坏性状。 土钉支护具有施工方便、性能可靠和突出的经济特性,同时,在土钉支护的施工过程中,对周围环境的影响很小,因此,土钉支护被广泛应用于基坑开挖工程中。2 工程概况 某地铁车站基坑工程位于北京海淀区,围护结构采用土钉支护,基坑开挖深度为14m,根据建设单位提供的工程地质勘察报告,原基地为民房,现已拆除、填平,地面平坦,自然地面标高在48.49m50.03m之间,其中与基坑开挖有关土层情况分别如下:杂填土:杂色、主要成份为建筑、生活垃圾、含混凝土块、粘性土。1素填土:黄褐、灰色、中密、饱和、含砖屑。1细纱、中砂:褐黄色,中密密实,稍湿湿,属低压缩性土,含云母、圆砾、
3、粘土团等。卵石圆砾:杂色,密实中密,稍湿饱和,属低压缩性土,亚圆形,级配好,含中砂25%30%左右;。各土层物理力学指标见表1。3 围护方案 基坑壁放坡坡度75度,土钉向下倾角10度、15度,长度816m,孔径150mm,内设 22 32钢筋,间距1500mm1500mm,土钉钢筋外裹材料为M20水泥砂浆,注浆方式为低压注浆,压力需小于0.5MPa。在基坑壁上布设8200mm单层双向钢筋网片,该网在基坑壁顶面翻边0.8m,用 22,长0.8m的短钢筋打入土中固定,间距2m,在钢筋网外侧加焊2根161300加强筋,土钉顶端焊接4根 22,长0.20m的井字钢筋架,把钢筋网固定在土钉上,在钢筋网上
4、喷射细石混凝土厚100mm,强度等级C25。围护结构的典型剖面如图1所示。4围护方案的实施 (1)施工工艺。按照方案要求,土钉墙围护分两层进行,按以下流程施工:挖土修坡土钉孔定位成孔制安土钉配制、灌注砂浆绑扎钢筋网片焊接加强筋及井字钢筋配制混凝土喷射混凝土下层挖土。 (2)主要技术及质量保证措施。为确保施工质量,保证边坡稳定,有效控制基坑变形,在施工过程中,采取以下有效措施:a.严格控制挖土深度及范围,保证放坡,不超挖,不提前开挖,避免边坡暴露时间太长,开挖后及时修坡,以便进行下道工序。b.及时完成坡面的混凝土喷射工作。为保证能及时形成喷锚网支护,混凝土中掺速凝剂,使混凝土快速凝固。c.支护期
5、间密切监视基坑壁的变形情况。d.在基坑开挖,逐步支护过程中,局部遇到自身强度及稳定性低的淤泥,及时挂网喷射混凝土,保证边坡稳定。5体会及结语 (1)土钉墙的适用性问题。一般来说,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16m的基坑支护或边坡维护,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,不宜用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。 (2)工程勘察问题。对于土钉支护而言,前期地下管线勘察和降水是确保基坑工程安全可靠的重要工作。 (3)设计和监测问题。正确合理的
6、设计是保证施工质量的前提,直接影响着工程安全、工期和投资的经济性。故设计时应根据地质勘察报告,分析场地土的性质,根据理论分析和类似工程的经验,尽量使基坑设计结果既安全又经济。在施工过程中,应根据发现的问题随时调整设计参数,以保证围护结构的稳定性,这也就同时要求在施工过程中做好监测工作,及时发现问题。监测工作主要包括水平位移、沉降、土钉应力、土压力等内容,可根据实际情况有选择地进行。 该基坑自开挖至今已有八个月,车站主体结构已部分封顶。在基坑开挖过程及车站主体施工阶段,通过对基坑的监控量测,基坑位移及地面沉降等各项数据都在控制值范围之内,同时,基坑围护又经历了雨雪等恶劣天气及时间的考验,效果良好。土钉支护具有施工方便、性能可靠和突出的经济特性,同时,在土钉支护的施工过程中,对周围环境的影响很小,因此,土钉支护在地铁工程中的应用前景将十分广阔。参考文献:1 陈肇元等.土钉支护在基坑工程中的应用(第二版)M.中国建筑工业出版社,2000.2 曾宪明等。土钉支护设计与施工手册M.中国建筑工业出版社,2000.3 GB50007-2002建筑地基基础设计规范S4JGJ120-99建筑基坑支护技术规程S
