專利名稱：一種土釘墻基坑支護及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土釘墻基坑支護及施工方法，適用于建筑施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
土釘墻對基坑穩(wěn)定的主要作用是注漿土釘通過置換，改變土體性質(zhì)，土釘與 土體間相互作用，土釘自身承受拉、壓、彎、剪及面層土壓力，有效地提高土體 的抗剪強度和整體剛度，土釘在"土釘墻"復(fù)合體內(nèi)有如鋼筋網(wǎng)架一樣，具有 骨架作用，并與土體形成一個完整的整體，如同擋土墻那樣共同承擔(dān)土壓力和外 荷作用，制約基坑變形，從而使開挖基坑穩(wěn)定。在復(fù)合體內(nèi)，外來荷載主要由土 釘承擔(dān)，并在復(fù)合體內(nèi)起著應(yīng)力傳遞和均勻擴散的作用，使所受外來荷載能均勻 地傳遞擴散。但是，對于含水量高的淤泥質(zhì)土或者粘土等，由于不能有效地?fù)跛?這種方法相對不安全。尤其對于有承壓水的情況下，這種方法實施有較大的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種土釘墻基坑支護及施工方法，解決土 釘墻不能有效擋水、基坑支護深度不深的問題。
本發(fā)明通過凍結(jié)法形成強度高，封閉性好的凍土帷幕，有效地減少了土釘?shù)?受荷，避免富水地層中基坑易發(fā)生泥水突涌、流砂等不良現(xiàn)象。
施工步驟包括
(1) 鉆凍結(jié)孔
凍結(jié)孔深度根據(jù)基坑深度確定，要大于基坑深度0.5m。凍結(jié)孔間距不大于 1.2m。凍結(jié)孔偏斜率應(yīng)控制在3%。之內(nèi)。
(2) 下凍結(jié)管
凍結(jié)管在使用前必須對每孔進行打壓試漏,試驗壓力為2.5 MPa ，穩(wěn)壓30 min,壓力不變?yōu)楹细瘛?br> (3) 下測溫管
測溫管每隔15~20m設(shè)置一根。
(4) 進行凍結(jié)施工
對于淤泥質(zhì)土，鹽水溫度采用-24。C -25'C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-25 °C -26°C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-27'C -28。C。
(5) 基坑開挖及坡面整修
基坑開挖要求分段分層開挖，每層挖土厚度為30 50cm。
(6) 第一次噴射混凝土
在面層第一層噴射混凝土厚度為5cm，噴射混凝土強度等級不低于C20。
(7) 土釘施工土釘施工包括定位、成孔、置筋、注漿工序。
A. 成孔
B. 置筋
在置筋前，采用壓縮空氣將孔內(nèi)殘留及擾動的廢土清除干凈，將經(jīng)鋼筋土釘 連同注漿管一并放入孔內(nèi)。
C. 注漿
土釘注漿可采用灰漿泵灌注，漿液采用水泥砂槳。
(8) 鋼筋網(wǎng)加工
在基坑上綁扎鋼筋網(wǎng)，將加固筋同鋼筋網(wǎng)綁扎在一起。
(9) 第二次噴射混凝土
將第一次噴射混凝土面清掃沖洗干凈并潤濕，鋼筋網(wǎng)檢査合格后，用濕噴機 復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。
(10) 維護凍結(jié)
維護凍結(jié)期鹽水溫度采用-i8t: -2(rc。
(11) 基坑情況監(jiān)測
包括凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測、凍土帷幕監(jiān)測、地表和基坑變形監(jiān)測。
(12) 注槳
在冷凍結(jié)束后對沉降有要求的土體要進行注漿。
本發(fā)明安全可靠，止水帷幕具有強度高且不透水的優(yōu)點，能夠高效快速提高 基坑穩(wěn)定性和止水性，特別適合在水體下或含水豐富、穩(wěn)定性差的地層中應(yīng)用， 可以將基坑變形控制在允許的范圍之內(nèi)。不但有可觀的經(jīng)濟效益，而且有顯著的 社會效益。


圖1土釘墻基坑支護施工工藝圖。
具體實施例方式
某工程系十層小高層建筑，建筑面積為32000m2，基坑開挖深度為6.5 8m。 基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，場地土層富水性較強，屬透水層，垂直滲透系數(shù)kv為7.5 X l(T6c m / s，水平滲透系數(shù)kH為3.9X l(T6cm / s。
制冷設(shè)備采用YSLGF-300冷凍機組(102kw、最大制冷量86000kcal/h)、 200S42A鹽水循環(huán)泵(37kw、流量198m3/h、揚程43m)、 IS125-100-250冷卻水 循環(huán)泵(22kW、流量100 mVh、揚程20m)、 DBNL3-50冷卻塔(12kw)、 6013鹽 水箱以及適量N46冷凍機油，材料采用R22制冷劑，用氯化鈣溶液作為冷凍循 環(huán)鹽水，鹽水比重為1.260 1.265。
(1)鉆凍結(jié)孔凍結(jié)孔深度根據(jù)基坑深度確定，要大于基坑深度0.5m。凍結(jié)孔間距的確定根據(jù) 現(xiàn)場條件,因地下水流速較大，為提高凍土發(fā)展速度，增強抵抗地下水流速較大的 能力，盡快形成凍結(jié)壁，采用布孔小間距、鹽水大流量措施。因工期緊迫，積極凍結(jié) 期最多安排一個月時間(30d),其中要用20d達(dá)到冷凍相切，10d凍結(jié)交圈形成凍 結(jié)壁，根據(jù)積極凍結(jié)22mm/d的速度正常發(fā)展,凍結(jié)孔孔底間距定為0.85mm。采 用XY2150型鉆機施工，全孔偏斜率應(yīng)控制在3%。之內(nèi)，采用經(jīng)緯儀燈光測斜法 對凍結(jié)孔進行測斜。
(2) 下凍結(jié)管
凍結(jié)管采用0127厚度為4.5mm的無縫鋼管。凍結(jié)管采用外接箍對焊，套箍、 凍結(jié)管材質(zhì)應(yīng)與焊條相適應(yīng),焊接時每根管端部要對齊找正,保證同心度和垂直度, 焊接后不得有砂眼等缺陷。
凍結(jié)管在使用前必須對每孔進行打壓試漏，試驗壓力為2.5MPa,穩(wěn)壓30min,壓 力不變?yōu)楹细瘛?br> (3) 下測溫管
測溫管每隔15 20m設(shè)置一根，通過測溫管可以推測凍土帷幕的厚度及凍土情況。
(4) 進行凍結(jié)施工
鹽水溫度是影響凍結(jié)技術(shù)經(jīng)濟效益的主要參數(shù)之一。降低鹽水溫度對加快凍 土擴展和提高凍結(jié)強度、穩(wěn)定性有一定的作用，但也相應(yīng)地加大了冷凍站的制冷 量,增大了工程投資。
對于淤泥質(zhì)土，鹽水溫度采用-24"C -25。C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用 -25°C -26'C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-27。C -28。C。 凍結(jié)孔單孔鹽水流量為5 7mVh。
(5) 基坑開挖及坡面整修
基坑開挖要求分段分層開挖，每層挖土厚度為30 50cm。由人工將基坑松散 土體刷掉，要求基坑坡面平順，以免造成混凝土噴射層厚度過大或過小。
(6) 第一次噴射混凝土
為了防止土體松弛和崩解，基坑坡面整修后盡快施工第一層噴射混凝土，厚 度為5cm，噴射混凝土強度等級不低于C20，噴射混凝土最大骨料尺寸為10mm。 (f) 土釘施工
土釘施工包括定位、成孔、置筋、注漿工序。 A.成孔
在基坑坡面上定出土釘?shù)目孜?，選用 型電鉆成孔。成孔過程 中調(diào)整鉆桿傾角，保證孔位和斜角的精度。為確保土釘?shù)腻^固長度，成孔深度較設(shè)計深度大0.2 0.3m。
B. 置筋
在置筋前，采用壓縮空氣將孔內(nèi)殘留及擾動的廢土清除干凈。將經(jīng)檢査合格 的鋼筋土釘連同注漿管一并放入孔內(nèi)。注漿管應(yīng)檢査有無破裂堵塞，接口處要處 理牢固，防止壓力過大時開裂跑漿。為保證鋼筋在孔中的位置，在鋼筋上間隔焊 置定位架，安裝土釘時，定位器應(yīng)向下。
C. 注槳
土釘注漿可采用灰漿泵灌注，漿液采用水泥砂漿。注漿液應(yīng)按設(shè)計要求配制， 用砂漿攪拌機攪拌，采用注漿泵進行常壓注漿，為保證土釘與周圍土體緊密結(jié)合， 在孔口處設(shè)置止?jié){塞并旋緊，使其與孔壁緊密貼合。在止?jié){塞上將注漿管插入注 漿口，深入距孔底0.5m處，注漿管連接注槳泵，邊注漿邊向孔口方向拔管，直 至注滿為止，放松止?jié){塞，將注槳管與止?jié){塞拔出，用粘性土或水泥砂漿充填孔 口。為防止水泥砂漿或水泥漿在硬化過程中產(chǎn)生干縮裂縫，提高其防腐性能，保 證漿體與周圍土壁的緊密粘合，摻入膨脹劑，膨脹劑用量為水泥重量的1.5%。 為提高水泥砂槳或水泥漿的早期強度，加速硬化，摻入早強劑石膏，石膏用量為 水泥重量的2%。
注漿后及時用水清洗攪拌、壓漿設(shè)備及輸漿管等。土釘墻施工作后按規(guī)范要 求對土釘進行抗拔力試驗，抗拔力試驗結(jié)果需滿足設(shè)計要求，否則要采取補強措 施。
(8) 鋼筋網(wǎng)加工
在基坑上綁扎鋼筋網(wǎng)46.5@150X150mm，將加固筋同鋼筋網(wǎng)綁扎在一起。 施工時注意鋼筋網(wǎng)的搭接寬度，以保證接口部分的施工質(zhì)量。
(9) 二次噴射混凝土
將第一次噴射混凝土面清掃沖洗干凈并潤濕，鋼筋網(wǎng)檢査合格后，用濕噴機 復(fù)噴混凝土15cm厚。噴射混凝土?xí)r鋼筋網(wǎng)不能晃動，噴射混凝土結(jié)束后鋼筋網(wǎng) 不能外露。每次噴射混凝土施作完成后都要及時清洗設(shè)備及管路。
(10) 維護凍結(jié)
維護凍結(jié)期鹽水溫度采用-18'C -2(TC。
(11) 基坑情況監(jiān)測
包括凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測、凍土帷幕監(jiān)測、地表和基坑變形監(jiān)測。 凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測。在去、回路鹽水干管上安裝熱電偶傳感器測量去、回路鹽水
溫度，在去路鹽水干管上安裝流量計測量總鹽水流量。
凍土帷幕監(jiān)測。通過測溫孔用熱電偶測溫器檢測凍土帷幕溫度，精度為0.5
'C ，每個測溫孔設(shè)3個測點，分別布置在靠近管片處和測溫管中部，每天測量1次。
通過在泄壓管口安裝壓力表測量未凍土孔隙水壓力變化,每天測量1次。 地表和基坑變形監(jiān)測。地表隆起與沉降監(jiān)測時間從開始施工凍結(jié)孔起,到凍結(jié)壁 融化結(jié)束、地表變形基本穩(wěn)定為止。測量頻度視地表變化速度及可能對地面結(jié)構(gòu)
造成影響的嚴(yán)重程度確定,在鉆孔、凍結(jié)期間每周測2 3次。 (12)注槳
由于冷凍法施工土體受凍會膨脹，在融化過程中會出現(xiàn)沉降，在冷凍結(jié)束后 對沉降有要求的土體要進行注漿。
該工程施工過程中基坑支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，附近建筑物及管線未出現(xiàn)裂縫，實施 效果理想。
權(quán)利要求
1、一種土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是施工步驟包括(1)鉆凍結(jié)孔凍結(jié)孔深度根據(jù)基坑深度確定，要大于基坑深度0.5m。凍結(jié)孔間距不大于1.2m。凍結(jié)孔偏斜率應(yīng)控制在3‰之內(nèi)。(2)下凍結(jié)管(3)下測溫管測溫管每隔15～20m設(shè)置一根。(4)進行凍結(jié)施工(5)基坑開挖及坡面整修基坑開挖要求分段分層開挖，每層挖土厚度為30～50cm。(6)第一次噴射混凝土在面層第一層噴射混凝土厚度為5cm，噴射混凝土強度等級不低于C20。(7)土釘施工土釘施工包括定位、成孔、置筋、注漿工序。土釘注漿可采用灰漿泵灌注，漿液采用水泥砂漿。(8)鋼筋網(wǎng)加工在基坑上綁扎鋼筋網(wǎng)，將加固筋同鋼筋網(wǎng)綁扎在一起。(9)第二次噴射混凝土將第一次噴射混凝土面清掃沖洗干凈并潤濕，鋼筋網(wǎng)檢查合格后，用濕噴機復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。(10)維護凍結(jié)(11)基坑情況監(jiān)測包括凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測、凍土帷幕監(jiān)測、地表和基坑變形監(jiān)測。(12)注漿在冷凍結(jié)束后對沉降有要求的土體要進行注漿。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是凍結(jié)孔 間距不大于1.2m。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是凍結(jié)管 在使用前必須對每孔進行打壓試漏,試驗壓力為2.5 MPa ,穩(wěn)壓30min,壓力不變?yōu)?合格。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是凍結(jié)管 在使用前必須對每孔進行打壓試漏,試驗壓力為2.5 MPa ,穩(wěn)壓30min，壓力不變?yōu)?合格。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是對于淤泥質(zhì)土，鹽水溫度采用-24r -25'C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-25'C -26 °C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-27-C -28'C。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是對于淤 泥質(zhì)土，鹽水溫度采用-24。C -25-C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-25t: -26 'C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-27"C -28'C。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是對于淤 泥質(zhì)土，鹽水溫度采用-24。C -25。C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-25。C -26 °C;對于粉質(zhì)粘土，鹽水溫度采用-27-C -28"C。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是維護凍 結(jié)期鹽水溫度采用-18 °C -20 °C 。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是維護凍 結(jié)期鹽水溫度采用-18'C -2(TC。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是維護 凍結(jié)期鹽水溫度采用-18"C -2(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開一種土釘墻基坑支護及施工方法，其特征是施工步驟包括(1)鉆凍結(jié)孔；(2)下凍結(jié)管；(3)下測溫管；(4)進行凍結(jié)施工；(5)基坑開挖及坡面整修；(6)第一次噴射混凝土；(7)土釘施工，土釘施工包括定位、成孔、置筋、注漿工序；(8)鋼筋網(wǎng)加工；(9)第二次噴射混凝土；(10)維護凍結(jié)；(11)基坑情況監(jiān)測；(12)注漿。本發(fā)明安全可靠，能夠高效快速提高基坑穩(wěn)定性和止水性。
文檔編號E02D17/02GK101634148SQ200910164180
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者奎 朱 申請人:奎 朱