土钉墙技术在砂垫层地基基坑围护中的应用?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-13
土钉墙技术在砂垫层地基基坑围护中的应用是怎样的呢,下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。
一、简述
现行工程中常用的复合型土钉墙支护,主要是水泥土搅拌桩与土钉墙的结合应用。其原理主要是:通过水泥土搅拌桩对边坡土体进行土体加固,解决土体自立性、隔水性以及喷射面层与土体的粘结问题;以水平向压密注浆及二次压力灌注解决土体加固及土钉抗拔问题;以相对较深的搅拌桩插入深度解决坑底的抗隆起、管涌和渗流问题,形成防渗帷幕、超前支护及土钉等组成的复合型土钉支护。因此,复合型土钉墙适用于砂性土、粉土、粘性土、淤泥土及淤泥质土。在上海各类地层中,都有成功地使用复合型土钉墙的工程实例。
二、工程概况
青浦第二自来水厂,位于青浦区西南角西大盈河畔。该项目由16个单体组成,有沉淀池、滤池、废水池、清水池等大型水池类构筑物,均采用砂垫层换填地基,基础为大板筏基。砂垫层基底标高为-5m,大板筏基基底标高为-0.3m,砂垫层厚度4.7m。该项目由西班牙德利满公司负责所有安装系统设计及设备的供应。由于系统图纸出图较晚,在沉淀池与滤池结构完成后,外方设计要求在该两个单体中间地基里增添一条Φ1000mm排泥管,排泥管埋设深度-3.8m,并在排泥管长度方向上间隔15m设置一口阀门井。为埋设此排泥管,必须在沉淀池与滤池当中的砂垫层地基里开挖沟槽。地下水位较高,为-0.7m;砂垫层采用中粗砂,密实度为1.65t/m3。所以,基坑都处于砂垫层地基中,在水头压力差作用下,极易产生流砂及管涌;在基坑边两个单体的自重荷载下,砂更无自立的可能性,极易产生坍塌。故在这种地基里,基坑围护的方案选择是非常谨慎的。
三、基坑围护方案
针对基坑支护的功能特点,结合本工程的实际情况,首先考虑对砂垫层进行土体加固,加固范围为开挖面四周。通过土体加固,一方面使被加固土体的渗透系数降至10-5~10-8cm/sec,保证土体的抗渗性能;一方面使被加固土体的强度达到1Mpa以上,保证土体的自立性和强度。由于沉淀池与滤池距离仅为4m,上空高度仅2.7m左右,基坑四周根本没有供大型桩机作业的场地,所以无法采用灌注桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩等施工工艺来对砂垫层地基进行土体加固。唯一可行的就是采用双液注浆,浆液与砂凝结固化后成为水泥砂浆块体,强度与抗渗性能都比较好。鉴于地下水位较高,砂的渗流性较好,为保证注浆效果,决定采用分层压密注浆工艺对砂垫层进行地基加固。出于场地限制及造价上的考虑,决定采用土钉墙作为基坑的支护形式:土钉沿深度方向布置3排,间距1m,采用梅花型布置;土钉长度6.5m,采用Ф48*3.5mm国标焊接钢管。
从某种意义上来说,分层压密注浆与土钉墙的结合应用,形成为一种新型的复合型土钉支护。
四、基坑围护施工
复合土钉墙施工工艺流程:
1、分层压密注浆
(1)定位放线:根据设计方案,确定分层压密注浆孔位,用短钢筋作好标志;
(2)钻孔:孔位确定后,钻机就位并安放牢固平稳,然后开始钻孔,采用干钻法,钻孔直径50mm;
(3)注浆:钻头钻至设计标高后,将钻杆上部(钻杆为Ф50无缝钢管)与注浆泵连接,从底部开始注浆,通过液压注浆泵将水泥浆液注入土中;钻头呈花管形式,顶端封闭,四周开直径8mm注浆小孔。每层注浆完成后,将钻杆提升0.3m,边拔边注,直至注到孔口,拔出钻头,封孔候凝;
(4)养护:养护时间为28天,待注浆结束28天后,方可进行土钉墙施工工作。开挖前,采用静力触探法检测注浆加固体的抗压强度。
2、土钉墙施工
(1)放线:根据设计图纸,确定基坑开挖边线,用木桩和白灰作出开挖线标记;
(2)土方开挖:分三次开挖,第一次至-1.8m,第二次至-2.8m,第三次至-3.8m。边开挖边支护,分层开挖,分层支护,挖完亦支护完。土方开挖必须和支护施工密切配合,前一层土钉完成注浆1天以上方可进行下一层边坡面的开挖。开挖时铲头不得撞击网壁和钉头,开挖进程和土钉墙施工形成循环作业;
(3)修坡:要求坡面修理平整,确保喷射砼质量;
(4)土钉制作、成孔:土钉按照设计方案制作,钢管四周开注浆小孔,小孔直径8 mm,小孔在钢管上呈螺旋状布置,小孔间距50 mm,钢管口部1m范围不设注浆孔,钢管末端封闭。土钉位置、间距及角度根据设计图纸要求,用空压机带动冲击器将加工好的土钉分段焊接打入土中;
(5)编制钢筋网:将Φ6.5钢筋拉直,钢筋网片按照设计之间距绑扎。土钉成孔后,端部用Φ16螺纹联系筋、井字加强筋焊接压在钢筋网上,使钢筋网片、土钉连成整体。土钉与加强筋、联系筋之间均焊接联接,焊缝长度符合规范要求。钢筋网编扎接长度及相临搭接接头错开长度符合规范要求,在不能满足规范要求的,必须用电焊焊接牢固。
(6)喷射砼:在土方开挖、修坡之后,钢筋网编焊完成后,进行混凝土喷射,一次喷射总厚度≥100mm,石子粒径5~10mm,最大粒径<12mm,专用喷射混凝土速凝剂掺入量不小于5%。喷射砼在每一层、每一段之间的施工搭接之前,将搭接处泥土等杂质清除,确保喷射砼搭接良好,保证喷射砼质量,不发生渗漏水现象。
(7)土钉注浆:在面层喷射砼达到一定强度时才能注浆。对于土钉注浆,注浆前将注浆管插入土钉底部,从土钉底部注浆,边注浆边拔注浆管,再到口部压力灌浆。水泥浆按照设计拌制,搅拌充分,并用细筛网过滤,然后通过挤压泵注浆。土钉注浆通过两方面控制,一是注浆压力控制在0.1Mpa,二是单管注浆量控制在80L左右。为防止土钉端部发生渗水现象,在土钉成孔之后,喷射砼施工之前,将土钉周围用粘土及水泥袋填塞捣实,喷射砼时先将土头喷射填塞密实,注浆饱满,即可避免出现土钉头渗水现象。
五、基坑监测
信息化施工是基坑支护新技术——土钉墙支护技术的一个特点,为了确保基坑安全,不影响周围建筑物,要求随时掌握开挖及支护施工整个过程中边坡的动态变化,因此必须在支护施工过程中实施信息化施工。并把获得的信息通过修改设计反馈到施工工作中去,以指导施工。本基坑按三级基坑要求,测量内容以位移和沉降为主,数据如下:
1、基坑边坡的监测:沿基坑周边布置水平位移观测点和沉降观测点,每隔2米布置1点。最大水平位移值仅为3.5mm,最大沉降值为7.2 mm。位移及沉降量在土钉墙施工完成4天便趋于稳定。
2、沉淀池及滤池监测:沿沉淀池、滤池池壁上口每隔2米布置1沉降观测点,池壁临坑面每隔5米布置1位移观测点。最大沉降值为2.8 mm,无位移量。
3、开挖前,注浆加固体经静力触探法测得其平均抗压强度为1.78Mpa,证明分层压密注浆对砂垫层的加固是成功的,加固后的水泥砂浆块体强度达到了设计预测的1 Mpa的强度。
六、结语
1、针对不同的工况和地质条件,选择合适的基坑支护形式,是基坑支护设计的原则。基坑支护的本质要点就是止水挡土以供坑内安全施工,无论是重力式挡墙或非重力式挡墙均是如此,只不过采用的计算方法和施工工艺各有不同。
2、分层压密注浆成功的解决了砂垫层中砂的加固问题,使砂与双液浆液凝结固化为砂浆块体,即保证了地基的强度,又形成为较密实的止水帷幕。
3、土钉墙成功解决了基坑边坡的强度及稳定性问题。其施工周期短,与挖土同时进行,很少占独立工期。挖土与土钉支护都分层分块施工,充分发挥土体的空间支护作用,并在开挖后几个小时内封闭,边坡位移和变形及时得到约束限制。
4、可以看到,由分层压密注浆和土钉墙结合应用的新型复合型土钉支护在此工程中的位移变形较小,为坑内施工提供了安全的保障,是一种成功的基坑围护体系。
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  • 基坑围护形式介绍?
    答:土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的,一般称砂浆锚杆,也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似,故也称为喷锚网加固边坡或 喷锚网挡墙,建筑基坑与护坡技术规程JGJ120-99 正式定名为土钉墙。钻孔灌注桩钻孔灌注桩作为围护结构承受水土压力,是深...
  • 基坑围护形式介绍?
    答:1. 土钉墙:这种结构通过加固天然土体并与其相结合,利用喷射混凝土面板形成类似重力挡墙,以抵抗土压力并保持开挖面的稳定。土钉墙的设置通常包括钻孔、插筋和注浆,使用的材料可以是砂浆锚杆或直接打入的角钢、粗钢筋。这一技术规程在《建筑基坑与护坡技术规程JGJ120-99》中被正式命名为土钉墙。2. 钻孔灌...
  • 人工地基施工技术包括哪些?
    答:⑦砂井堆载预压法:在软土层中按一定距离打入管井,井中灌入透水性良好的砂,形成排水“砂井”,在堆载预压下,加速地基排水固结,提高地基承载能力。2、换土法当地基持力层软弱,密集法不能满足建筑物荷载要求时,可采用换土垫层的办法处理土层。此法是先将基础底下一定深度的软弱土层挖出,回填砂、碎...
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    答:土钉-砂浆锚钉主要用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地且基坑深度不宜大于12米的土体加固;锚杆用于深深基础或多用于明挖隧道工程中。二者主要区别在于土钉墙是将土钉锚固在钢筋网片或承板上;锚杆是将杆件锚固在承压梁上
  • 基础围护土钉墙如何设计与计算?
    答:(2)岩土参数取值和土压力在表8-1中,除主动土压力由计算得到外,其余均由地质资料获得。对于基坑围护挡土墙的主动土压力,由于朗金理论的计算结果比较适合上海软土地基的客观情况,故可根据朗金主动土压力计算公式得到土压力分布。(3)基坑支护设计反力包络图根据主动土压力分布图进行综合,得到四道内支撑作用点支撑反力...
  • 基坑支护的常见形式有哪些?
    答:4、土钉墙(喷锚支护):土钉墙是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固,边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件(即土钉或锚杆)与其周围土体牢固粘结形成的复合体,以及面层所构成的类似重力挡土墙的...
  • 土钉墙的施工工艺
    答:土钉墙施工工艺 1、周边放样 根据土钉墙实际施工位置,进行放样复核,如有偏差应会同各方讨论解决。拐角处土体极不稳定,所以放线时尽可能取直,挖土时形成一个弧面。2、土方开挖 根据出土方向和道路情况,可沿基坑一边分层分段开挖沟槽,土方开挖应与土钉布置相协调,分层挖土,第一层挖土深度1.1m,以下...
  • 请问,你那是不是有土钉墙锚杆支护的资料?能发给我吗?非常感谢!
    答:围护施工分设备、人员进场准备开工,正式施工、人员设备退场等阶段。制约工程进度的主要是挖土配合土钉墙施工的进度。故在围护施工开挖中,挖土一定要和土钉墙施工配合好。1、设施、人员进场准备开工。工作内容包括施工设备进场安装、临设搭建、水电线路布控等。预计3天完成。2、井点降水施工。每天每班可完成一套轻型井点...
  • 土钉支护中的土钉如何施工?
    答:土方开挖顺序为沿基坑内侧周边,分层分段开挖,每层挖至土钉标高下0.3m左右,分段开挖长度第一层每段不得超过15m,第二层每段不得超过8m,挖到淤泥层时每段开挖长度不得超过6m,并采用跳槽开挖,开挖作业面后,应立即进行土钉墙支护,进入下一层开挖时必须等到上道土钉的抗拉强度达到设计值80 %方可...