土釘技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用始于80年代初,由于它具有材料用量少,施工速度快,安全可靠,經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),目前該項(xiàng)技術(shù)在甸高層建筑的深基抗開(kāi)挖中得到愈來(lái)愈多應(yīng)用,甚至不少是用于常規(guī)支護(hù)基坑失穩(wěn)時(shí)搶險(xiǎn)加固或塌滑處理,但由于土釘支護(hù)有它的局限性,在松散砂土、軟土、流塑粘性土以及有豐富地下水源的情況下不能單獨(dú)使用該支護(hù),必須與其它的土體加固支護(hù)方法相結(jié)合使用。事實(shí)上,隨著土釘技術(shù)在我國(guó)范圍內(nèi)的逐步推廣,其在東南沿海地區(qū)應(yīng)用已成為現(xiàn)實(shí),已有不少成功的例子 ,該種技術(shù)主要是通過(guò)土釘支護(hù)與其它支護(hù)相結(jié)合使用,即我們稱(chēng)“復(fù)合土釘墻”。
  現(xiàn)介紹幾種常用的復(fù)合土釘墻在軟土工程中的應(yīng)用:
  1土釘支護(hù)+土層錨桿
  下面以廣州安信大廈軟土基坑邊坡采用該支護(hù)為例:該技術(shù)主要是由錨桿、土釘、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等構(gòu)成,它們互相作用,形成一類(lèi)似重力式擋土墻的復(fù)合土體墻,從安信大廈所處地質(zhì)分層看出,整個(gè)基坑土層從上至下,大部分為軟塑-可塑狀態(tài),屬于典型的軟土地基、經(jīng)反復(fù)論證采用預(yù)應(yīng)力復(fù)合土釘墻技術(shù),其剖面如圖1。在基坑內(nèi)共設(shè)置8排土釘,6排土釘與錨桿,其中局部中間加強(qiáng)段設(shè)兩排加長(zhǎng)錨桿長(zhǎng)為4.5m,采用鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層,每排土釘墻頭之間有加強(qiáng)筋相連,形成暗梁。
  以上初步設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)土釘長(zhǎng)度和截面初步驗(yàn)算邊坡內(nèi)部整體穩(wěn)定驗(yàn)算、外部整體穩(wěn)定驗(yàn)算抗滑移驗(yàn)算、抗傾覆驗(yàn)算、基坑底穩(wěn)定驗(yàn)算)等一系列驗(yàn)算以及變形檢測(cè),都符合條例要求,該工程若采用挖孔樁+錨桿,單方造價(jià)為3000元,而采用復(fù)合土釘墻支護(hù)時(shí),單方造價(jià)只有1800元,而且大大縮短了工期,收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
  2土釘支護(hù)+攪拌樁
  該種復(fù)合土釘墻曾應(yīng)用于上海市華敏小區(qū)和南京市審計(jì)局辦公樓等工程,主要是利用攪拌樁體與土釘墻共同作用,產(chǎn)生良好的抗?jié)B性和一定強(qiáng)度,解決基坑開(kāi)挖后存在臨時(shí)無(wú)撐條件下的自立穩(wěn)定問(wèn)題。
  3土釘支護(hù)+超前微型樁
  此種復(fù)合土釘墻曾應(yīng)用于廣州安信大廈,該超前微型樁位于支護(hù)噴射混凝土層背部,間距500-1000mm,用直徑108-150mm注漿鋼管做成,微型樁插入基坑底以下2-4m。微型樁的作用是減少施工分層開(kāi)挖中的土體側(cè)向變形、支撐噴射混凝土面層重量的垂直分力,以及改善支護(hù)整體穩(wěn)定性。
  4土釘墻與地下室合一逆作法
  所謂合一就是將土釘墻和地下室的鋼筋混凝土外墻或磚墻合二為一,同時(shí)施工。
  下面以石家莊火車(chē)站廣場(chǎng)地下商業(yè)街施工為例,該工程用逆作法施工,即按自上而下的順序進(jìn)行地下主體結(jié)構(gòu)的支護(hù)施工,該工程負(fù)二層地層開(kāi)挖后,對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行土釘網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù),取得良好的支護(hù)效果,開(kāi)挖后,應(yīng)盡快噴上混凝土,封閉開(kāi)挖面,以防脫水、噴層不僅封閉土層表面,還與一定深度的土層結(jié)成硬殼,利用掛網(wǎng)加強(qiáng)噴層強(qiáng)度,以防噴層與土層脫離。施工時(shí)四周邊墻采用間隔跳躍式開(kāi)挖,即在樁的兩側(cè)用正臺(tái)階法對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖出臺(tái)階,隨開(kāi)挖隨打入土釘掛網(wǎng)噴混凝土,然后現(xiàn)澆邊樁基礎(chǔ)及其兩側(cè)墻體混凝土。
  該工程選用土釘鋼筋為直徑22螺紋鋼,人工打入土釘,為了減少其對(duì)側(cè)壁土層的擾動(dòng),土開(kāi)挖面上預(yù)留300mm厚土層未開(kāi)挖、待土釘打入規(guī)定深度后,再將預(yù)留土層挖掉,然后按如下順序施工:掛外側(cè)細(xì)鋼筋網(wǎng)-噴含有粘稠劑的水泥砂漿-掛內(nèi)側(cè)粗鋼筋網(wǎng)-焊接-噴混凝土。
  5土釘墻+放坡+外加劑(粘稠劑、密實(shí)劑)
  該種土釘墻,我們稱(chēng)復(fù)合放坡土釘墻。一般的土釘墻都作直坡,或稍微傾一點(diǎn),放坡土釘墻是根據(jù)庫(kù)爾曼公式分層計(jì)算確定各土層的開(kāi)挖密度及坡角,在基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度后,配合挖土每開(kāi)挖一段就澆筑一段坡腳矮墻,該矮墻既可保護(hù)邊坡穩(wěn)定,同時(shí)也可作為澆注基礎(chǔ)底板的外模使用,便于后期土建施工,放坡有利于開(kāi)挖和邊坡的穩(wěn)定性,為了提高它的安全程度,保證坡體的整體效應(yīng),擊入土釘,對(duì)土體潛在滑動(dòng)面進(jìn)行加固,同時(shí)主體中應(yīng)加適當(dāng)?shù)耐饧觿?
  土釘與周?chē)馏w之間界面摩阻力為:F=KerZtgφ+C式中Ke=0.5;Z為埋深;r為重度;φ為土摩擦角,C為土粘聚力。
  該支護(hù)方法具有代表性的工程是:常州喜樂(lè)廣場(chǎng),該工程采用二級(jí)放坡加土釘墻支護(hù)體系及多級(jí)環(huán)形降水的總體設(shè)計(jì)方案。
  復(fù)合土釘墻在有的工程中是以上幾種方法綜合使用,在土釘墻的施工中,不但要做好支護(hù)方案,同時(shí)也要作好一些隔滲、防水、降水措施,還要不斷的進(jìn)行變形觀(guān)測(cè),開(kāi)挖后立即筑墻,擊土釘,對(duì)于特別軟弱的地基應(yīng)采取超前加固措施。