【文章內(nèi)容簡介】 擋水系統(tǒng)：常用的有深層水泥攪拌樁、旋噴樁、壓密注漿、地下連續(xù)墻、鎖口鋼板樁。其功能是阻擋抗外滲水。 支撐系統(tǒng)：常用的有鋼管與型鋼內(nèi)支撐、鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼與鋼筋混凝土組合支撐。其功能是支承圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)力與限制圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移。 目前國內(nèi)采用的支護(hù)類型主要有以下幾種： 水泥土攪拌樁圍護(hù) 其優(yōu)點(diǎn)是采用重力式擋墻，不需要支撐，基坑內(nèi)挖土施工方便，攪拌樁施工時無環(huán)境污染（無噪音、無振動、無排污），造價(jià)較低及防滲性好，但這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)往往要求基坑周圍有一定空間可 布置攪拌樁，且只適用于開挖深度不大的基坑。 地下連續(xù)墻圍護(hù)加內(nèi)支撐（或土錨） 這種支護(hù)結(jié)構(gòu)施工對周圍環(huán)境影響小，對土層條件適用性強(qiáng)，墻體抗彎剛度、防滲性能和整體性均較好，但其造價(jià)更高。 鋼板樁支護(hù) 8 鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，把這種鋼板樁互相連接就形成鋼板樁墻，被廣泛應(yīng)用于擋土和擋水。目前鋼板樁常用的截面形式有 U形、 Z形和直腹板型。 深層攪拌支護(hù) 深層攪拌支護(hù)是利用水泥作為固化劑，采用機(jī)械攪拌，將固化劑和軟土劑強(qiáng)制拌和，使固化劑和軟土劑之間產(chǎn)生一系列物理 化學(xué)反應(yīng)而逐步硬化，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土樁墻，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、素填土等土層，基坑開挖深度不宜大于 6m。對有機(jī)質(zhì)土、泥炭質(zhì)土，宜通過試驗(yàn)確定。 土釘墻支護(hù) 適用于基坑周圍不具備放坡條件，地下水位較低，鄰近無重要建筑或者下管線，基坑外地下空間允許土釘占用時，可采用土釘支護(hù)。 放坡 排樁支護(hù) 排樁支護(hù)是指柱列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆（沖）孔灌注樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種支護(hù)形式。 、發(fā)展 、特點(diǎn) 概念：土釘墻是由天然土體通過土釘墻就地加固并與噴射混凝土面板相結(jié)合，形成一個類似重力擋墻以此來抵抗墻后的土壓力；從而保持開挖面的穩(wěn)定，這個土擋墻稱為土釘墻。土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。土釘墻的做法與礦山加固坑道用的噴錨網(wǎng)加固巖體的做法類似，故也稱為噴錨網(wǎng)加固邊坡或 噴錨網(wǎng)擋墻，建筑基坑與護(hù)坡技術(shù)規(guī)程 JGJ120－ 99 正式定名為土釘墻 [6]。 發(fā)展： 50年代末期通過土層錨桿的使用使擋土結(jié)構(gòu)有了新發(fā)展，在基坑開挖前先建造樁、地下 連續(xù)墻、板樁等利用土層錨桿對其進(jìn)行背拉從而形成錨桿式擋墻。 10 年后出現(xiàn)了錨桿構(gòu)造墻，它是利用混凝土構(gòu)件排列在開挖過程中的土層表面，用錨桿進(jìn)行背拉，這是一種可以與挖方工程同時進(jìn)行作業(yè)的方式。 9 60年代出現(xiàn)了加筋土墻，一般在填方區(qū)如筑路、平整場地填方區(qū)域形成的擋土墻，在分層回填土方時分層鋪放土工織物并于預(yù)制混凝土面板拉結(jié)，形成加筋土擋墻。 70 年代出現(xiàn)了土釘墻， 1972年法國承包商在法國凡爾賽市鐵路邊坡開挖進(jìn)行了成功應(yīng)用。 1979年巴黎國際土加固會議之后在西方得到廣泛應(yīng)用， 1990 年在美國 召開的擋土墻國際學(xué)術(shù)會議上，土釘墻作為一個獨(dú)立的專題與錨桿擋墻并列，使它成為一個獨(dú)立的土加固學(xué)科分支。 特點(diǎn) [6]： (1) 形成土釘復(fù)合體、顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力； (2) 施工設(shè)備簡單，由于釘長一般比錨桿的長度小的多，不加預(yù)應(yīng)力所以設(shè)備簡單； (3) 隨基坑開挖逐層分段開挖作業(yè)，不占或少占單獨(dú)作業(yè)時間，施工效率高，占用周期短； (4) 施工不需單獨(dú)占用場地，對現(xiàn)場狹小，放坡困難，有相鄰建筑物時顯示其優(yōu)越性； (5) 土釘墻成本費(fèi)較其他支護(hù)結(jié)構(gòu)顯著降低； (6) 施工 噪音、振動小，不影響環(huán)境； (7) 土釘墻本身變形很小，對相鄰建筑物影響不大。 、設(shè)計(jì)步驟、參考原則 基本原理 [6]：土體的抗剪強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度幾乎可以忽略，但土體具有一定的結(jié)構(gòu)整體性，在基坑開挖時，可存在使邊坡保持直立的臨界高度，但在超過這個深度或有地面超載時將會發(fā)生突發(fā)性的整體破壞。一般護(hù)坡措施均基于支擋護(hù)坡的被動制約機(jī)制，以擋土結(jié)構(gòu)承受其后的土體側(cè)壓力，防止土體整體穩(wěn)定性破壞。土釘墻技術(shù)則是在土體內(nèi)放置一定長度和分布密度的土釘體與土共同作用，彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不 足。因此通過以增強(qiáng)邊坡土體自身穩(wěn)定性的主動制約機(jī)制為基礎(chǔ)的復(fù)合土體。有效地提高了土體的整體剛度，彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。通過相互作用、土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞的性狀，顯著提高了整體穩(wěn)定性，更重要的是土釘墻受荷載過程中不會發(fā)生素土邊坡那樣的突發(fā)性塌滑，土釘墻不僅延遲塑性變形發(fā)展階段，而且具有明顯的漸進(jìn)性變形和開裂破壞，不會發(fā)生整體性塌滑。 10 設(shè)計(jì)步驟： (1)確定土釘?shù)膮?shù)：根據(jù)土壓力分布、現(xiàn)場抗拔試驗(yàn)結(jié)果或土抗剪強(qiáng)度，參考以往經(jīng)驗(yàn)，確定土 釘?shù)闹睆胶烷L度； (2)進(jìn)行外部和內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算：從外部來看，土釘墻恰似一個 “擋土墻 ”，它必須能夠承受其后部土體的推力和上部傳來的荷載。從內(nèi)部穩(wěn)定來看，它是土釘墻本身的破壞，它包括不同開挖階段、不同位置處沿著最危險(xiǎn)破裂面的滑動破壞、土釘本身的強(qiáng)度破壞、拔出破壞以及噴射混凝土面板的破壞等。內(nèi)部穩(wěn)定滲及到土釘強(qiáng)度、長度、界面粘結(jié)力、水平和垂直間距、面板的強(qiáng)度以及面板與土釘?shù)墓餐饔玫纫蛩亍? 參考原則和經(jīng)驗(yàn)： 在綜合國內(nèi)外有關(guān)專家和工程技術(shù)人員的研究成果和大量的工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納出來的這些原則，土釘墻 在設(shè)計(jì)中有許多的可供參考的原則和經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)就如下幾點(diǎn)來分別論述： (1)坡高：通過在大量的工程實(shí)踐中表明，土釘墻一般用于高度 H在 15m 以下的基坑和邊坡，常用高度為 6~12m，斜面坡度一般為 70186?！?90176。； (2)土釘長度：實(shí)驗(yàn)表明：沿支護(hù)高度上下分布的土釘，在使用狀態(tài)時內(nèi)力相差甚多，一般為中間大，上部和下部偏小，所以中部的土釘所起的作用較大。但是頂部土釘對于限制地表開裂非常重要，如果頂部土釘較短，則在土釘尾部或尾部以外地表上容易出現(xiàn)較大開裂，這對支護(hù)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性可能影響不大，但卻會增加整個支護(hù)的水平位移 ，因而在城市地區(qū)構(gòu)筑土釘支護(hù)中要適當(dāng)?shù)募娱L頂部的土釘長度。對于底部的土釘也不宜過短，因?yàn)檫@對土釘支護(hù)作為一個整體抵抗基底深部滑動、沿基底滑動或傾覆極為不利。一般說來，粘性土中的釘與支護(hù)高度之比 L/H 應(yīng)比粒狀土大些，盡管許多粘土在硬結(jié)情況下具有較大的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，甚至可以不需支護(hù)而保持相當(dāng)大的自立高度，但作為一種工程結(jié)構(gòu)物的支護(hù)必須考慮各種可能的作用，比如地表滲透水引起的土體含水量變化等。在城市地區(qū)施工，非飽和土中的 L/H宜在 ~，尤其頂部土釘不宜小于 ~；在飽和土中，不僅土體的抗 剪能力降低，而且土釘內(nèi)力會因水壓作用而增加，因此 L/H 值可超過 2。注漿式土釘一般為~，打入式土釘一般為 ~，當(dāng)然在不同的土質(zhì)中對于土釘?shù)拈L度也會有所不同，視各自需要的來確定； 11 (3)土釘密度：考慮到土釘?shù)淖饔檬菫榱耸雇玲斉c原位土體很好的復(fù)合在一起，充分地發(fā)揮原位土體的強(qiáng)度，因而土釘?shù)拈g距顯然不能過大，土釘?shù)乃胶拓Q向間距 ,Sv和 Sh宜在 范圍以內(nèi)，在飽和粘土中可小到 lm，在干硬粘性土中可超過 2m，土釘?shù)呢Q向間距應(yīng)與每步開挖深度相對應(yīng)。沿面層布置的 土釘密度不應(yīng)低于每 6m一根； (4)土釘傾角：土釘傾角一般在 5176。~20176。之間，取決于注漿工藝及土層特征等多種因素 。粒狀土中的模型試驗(yàn)說明：增加土釘傾角使支護(hù)的位移和地表角變位增大，傾角大于 20176。時增大的趨勢更為加劇。同時有限元分析表明，當(dāng)土釘傾角為零即處于水平位置時，支護(hù)變形最小 。而按照極限平衡方法作支護(hù)整體穩(wěn)定性的優(yōu)化分析，則給出傾角在 5176。~20176。范圍內(nèi)，得到的穩(wěn)定性安全系數(shù)最大，這一數(shù)據(jù)與某些有限元分析結(jié)果也是符合的。所以除非出于重力注漿的需要，或者更大的傾角有利于土釘插入下層較好的土層內(nèi)，土釘?shù)膬A角 不宜超過 15176。，一般可取 5176。~10176。 (5)土釘鋼筋及鉆孔：一般選用 Ⅱ 級或 Ⅲ 級熱軋變形螺紋鋼，直徑中 Φ20~Φ35，常用 Φ25，鉆孔直徑一般為 70~200mm，常用 80~120mm； (6)噴射混凝土面層 (面板 )：其厚度一般為 50~150mm，常用 100mm，噴射混凝土強(qiáng)度應(yīng)在C20以上。噴射混凝土面板中常配以 Φ6~Φ10mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸 150~300mm； (7)承壓板：為了分散土釘對噴射混凝土面板的剪應(yīng)力，在螺帽下墊以承壓板，尺寸一般為200mm200mm，厚度為 8~15mm； (8)注 漿材料：最常用的注漿材料為水泥砂漿和水泥漿，最常用的配合比為水：水泥：砂=~： 1： 1(水泥砂漿 )和水：水泥 =~： 1(水泥漿 )，根據(jù)特殊情況下，也可摻入其它水泥添加劑或樹脂等材料。注漿強(qiáng)度不低于 。 (9)開挖高度和長度：土釘墻施工通常采用分層分段開挖，每層開挖的最大高度取決于實(shí)際土體可以站立而不破壞的能力，在砂性土中，每層開挖深度一般為 ~，在粘性土中可以增大一些。開挖高度一般與土釘豎向間距相同，常為 ； (10)地表荷載估計(jì)：考慮到施工過程中臨時 堆放材料等外力作用的存在，至少應(yīng)取為10kN/m2均布荷載；土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的初始參數(shù)歸于如表 。 12 表 土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的初始參數(shù) 序號 1 名稱 土釘長 (L) 單位 m 參數(shù)值 (~)H 備注 H為開挖深度