3 土钉墙结构
(1)土钉墙结构的特点
土钉墙支护技术是一种原位土体加固技术,是在分层分段挖土和施工的条件下,由原位土体、在基坑侧面土中斜向设置的土钉与喷射混凝土面层三者组成共同工作的土钉墙,其受力特点是通过斜向土钉对基坑边坡土体的加固,增加边坡的抗滑力和抗滑力矩,达到稳定基坑边坡的作用,如图12.3-3。土钉的施工一般采用钻孔中内置钢筋后,然后向孔中注浆,坡面用配有钢筋网的喷射混凝土形成的土钉墙;也有采用打入式钢管再向钢管内注浆的土钉;也有采用土钉和预应力锚杆等结合的复合土钉墙结构。利用水泥土桩组合式土钉墙支护技术,形成封闭周边地下水的截水帷幕,使该项技术能够应用在不降水的条件下,进行土钉墙的施工。
【例题15】土丁墙由( )三部分组成。
A、原位土体;
B、土钉;
C、喷射混凝土面层;
D、地下边续墙;
答案:A、B、C
土钉主要分为钻孔注浆土钉与打入土钉两类。钻孔注浆土钉为最常用的土钉类型,施工简单快速,先在土中钻孔,一般钻孔直径Φ100~120mm,采用Φ16~32mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋置入孔内,为使土钉钢筋处于孔的中心位置,有足够的浆体保护层,需沿钉长每隔2~3m设对中支架。然后采用强度等级不低于M10水泥浆或水泥砂浆沿全长注浆。水泥浆水灰比一般为0.5左右,水泥砂浆配合比一般1:1~1:2,水灰比为0.38~0.45。注浆方式常用常压注浆。
打入式土钉一般采用钢管等材料打入土中形成,可用人力或振动冲击钻、液压锤等机具打入,打入式土钉的优点是不需要预先钻孔,施工速度快。打入式土钉一般长度受到限制,不易用于密实砂卵石和胶结土中。打入钢管一般采用周围带孔的闭口钢管,可在打入后管内高压注浆,增强土钉与土的粘结力,提高土钉的抗拔能力。这种土钉特别适合于成孔困难的砂层和较软土层。
土钉长度一般为开挖深度的0.5~1.2倍,间距为l~2m,与水平夹角一般为5°~20°。面墙一般由φ6~l0mm、间距150~300mm的钢筋网,强度等级不低于C20、面层厚度一般为80~150mm的喷射混凝土形成。为保证土钉与面墙的有效连接,采用加强钢筋与土钉和分布钢筋连接,也可采用承压垫板方法连接。
土钉墙墙面应设泄水孔,排除土体内积水,消除面层后水压力对坡面的作用和减小地下水对降低土体强度的影响,坡底应设排水沟和积水井,以排泄地面雨水和坡面渗漏水。
与其他支护类型相比,土钉墙具有以下一些特点:
1)土钉墙支护技术是通过原位土体加固、充分利用原位土体的自稳能力,因而能大幅度降低支护造价,一般比桩墙支护结构节约很多费用,具有显著的经济效益。
2)施工方法和设备简单,土钉的制作与成孔不需复杂的技术和大型机具,土钉施工的作业对场地占用少。
3)因施工工艺简单,施工与基坑土方工程同步进行,交叉作业。根据土钉设置的层数,挖一层土,施工一层土钉,施工工期一般较短。
(2)适用条件
1)土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结砂土的基坑和边坡,当土钉墙与水泥土桩截水帷幕组合时,也可用于存在地下水的条件。
2)土钉墙一般宜用于深度不大于12m的基坑,当土钉墙与水泥土桩、微型桩、组合使用时,深度可适当增加。
3)土钉墙不能用于淤泥、淤泥质土等无法提供足够锚固力的饱和软弱土层。
4)当基坑旁边有地下管线或建筑物基础时,阻碍土钉成孔,或遇密实卵石层无法成孔,不能采用土钉墙。
5)不宜用于含水丰富的粉细砂层容易造成塌孔的情况。
6)不宜用于邻近有对沉降变形敏感的建筑物的情况,以免造成周边建筑物的损坏。
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