土釘墻結構

　　(1)土釘墻結構的特點

　　土釘墻支護技術是一種原位土體加固技術，是在分層分段挖土和施工的條件下，由原位土體、在基坑側面土中斜向設置的土釘與噴射混凝土面層三者組成共同工作的土釘墻，其受力特點是通過斜向土釘對基坑邊坡土體的加固，增加邊坡的抗滑力和抗滑力矩，達到穩定基坑邊坡的作用，如圖12.3-3。土釘的施工一般采用鉆孔中內置鋼筋后，然后向孔中注漿，坡面用配有鋼筋網的噴射混凝土形成的土釘墻;也有采用打入式鋼管再向鋼管內注漿的土釘;也有采用土釘和預應力錨桿等結合的復合土釘墻結構。利用水泥土樁組合式土釘墻支護技術，形成封閉周邊地下水的截水帷幕，使該項技術能夠應用在不降水的條件下，進行土釘墻的施工。

　　　土釘主要分為鉆孔注漿土釘與打入土釘兩類。鉆孔注漿土釘為最常用的土釘類型，施工簡單快速，先在土中鉆孔，一般鉆孔直徑Φ100～120mm，采用Φ16～32mm的Ⅱ、Ⅲ級鋼筋置入孔內，為使土釘鋼筋處于孔的中心位置，有足夠的漿體保護層，需沿釘長每隔2～3m設對中支架。然后采用強度等級不低于M10水泥漿或水泥砂漿沿全長注漿。水泥漿水灰比一般為0.5左右，水泥砂漿配合比一般1：1～1：2，水灰比為0.38～0.45。注漿方式常用常壓注漿。

　　打入式土釘一般采用鋼管等材料打入土中形成，可用人力或振動沖擊鉆、液壓錘等機具打入，打入式土釘的優點是不需要預先鉆孔，施工速度快。打入式土釘一般長度受到限制，不易用于密實砂卵石和膠結土中。打入鋼管一般采用周圍帶孔的閉口鋼管，可在打入后管內高壓注漿，增強土釘與土的粘結力，提高土釘的抗拔能力。這種土釘特別適合于成孔困難的砂層和較軟土層。

　　土釘長度一般為開挖深度的0.5～1.2倍，間距為l～2m，與水平夾角一般為5°～20°。面墻一般由φ6～l0mm、間距150～300mm的鋼筋網，強度等級不低于C20、面層厚度一般為80～150mm的噴射混凝土形成。為保證土釘與面墻的有效連接，采用加強鋼筋與土釘和分布鋼筋連接，也可采用承壓墊板方法連接。

　　土釘墻墻面應設泄水孔，排除土體內積水，消除面層后水壓力對坡面的作用和減小地下水對降低土體強度的影響，坡底應設排水溝和積水井，以排泄地面雨水和坡面滲漏水。

　　與其他支護類型相比，土釘墻具有以下一些特點：

　　1)土釘墻支護技術是通過原位土體加固、充分利用原位土體的自穩能力，因而能大幅度降低支護造價，一般比樁墻支護結構節約很多費用，具有顯著的經濟效益。

　　2)施工方法和設備簡單，土釘的制作與成孔不需復雜的技術和大型機具，土釘施工的作業對場地占用少。

　　3)因施工工藝簡單，施工與基坑土方工程同步進行，交叉作業。根據土釘設置的層數，挖一層土，施工一層土釘，施工工期一般較短。

　　(2)適用條件

　　1)土釘墻適用于地下水位以上或經人工降水后的人工填土、黏性土和弱膠結砂土的基坑和邊坡，當土釘墻與水泥土樁截水帷幕組合時，也可用于存在地下水的條件。

　　2)土釘墻一般宜用于深度不大于12m的基坑，當土釘墻與水泥土樁、微型樁、組合使用時，深度可適當增加。

　　3)土釘墻不能用于淤泥、淤泥質土等無法提供足夠錨固力的飽和軟弱土層。

　　4)當基坑旁邊有地下管線或建筑物基礎時，阻礙土釘成孔，或遇密實卵石層無法成孔，不能采用土釘墻。

　　5)不宜用于含水豐富的粉細砂層容易造成塌孔的情況。

　　6)不宜用于鄰近有對沉降變形敏感的建筑物的情況，以免造成周邊建筑物的損壞。

　　4 水泥土墻結構

　　(1)水泥土墻結構的特點

　　水泥土墻重力式結構是在基坑側壁形成一個具有相當厚度和重量的剛性實體結構，以其重量抵抗基坑側壁土壓力，滿足該結構的抗滑移和抗傾覆要求。這類結構一般采用水泥土攪拌樁，有時也采用旋噴樁，使樁體相互搭接形成塊狀或格柵狀等形狀的重力結構.水泥土重力式圍護結構是利用水泥材料為固化劑，經過特殊的拌和機械(如深層攪拌機或高壓旋噴機等)在地基上中就地將原狀土和水泥(粉體、漿液)強制機械拌和或高壓力切削拌和，經過土和水泥固化劑或摻和料產生一系列物理化學反應，形成具有一定強度、整體性的水穩性的加固土圓柱體。施工時將圓柱體相互搭接，連續成樁，形成具有一定強度和整體結構性的水泥土實體墻或格柵狀墻，主要利用其重力維持基坑邊坡的穩定，保證地下室的施工及周邊環境的安全。水泥土攪拌樁和旋噴樁作為支護結構承受彎矩與剪力的能力有限，墻體內不宜產生拉應力，如插入型鋼或鋼筋可改善墻體受拉特性。

　　重力式擋土墻具有以下優點：

　　1)充分利用了加固后原地基土的作用;

　　2)攪拌或旋噴時無側向擠出、振動小、噪音小和無污染，對周圍建筑物及地下管道影響小;

　　3)對于軟土地層的基坑支護，一般適用于深度不應大于6m的基坑。

　　4)因水泥土墻同時能起到截水作用，可用于地下水位以下的基坑支護。

　　5 逆作拱墻結構

　　(1)逆作拱墻結構的特點

　　拱墻結構是將基坑開挖成圓形、橢圓形等弧形平面，并沿基坑側壁分層逆作鋼筋混凝土拱墻，利用拱的作用將垂直于墻體的土壓力轉化為拱墻內的切向力，以充分利用墻體混凝土的受壓強度。設計中可根據地質條件、基坑平面形狀及基坑周邊場地條件等，采用閉合或非閉合拱墻。由于墻體內力主要為壓應力，充分發揮了混凝土的受壓強度高的特性，因此墻體厚度可做的較薄，很多情況下不用錨桿或內支撐就可能滿足強度和穩定的要求。

　　這種結構一般采用分層分段施工的現澆鋼筋混凝土拱墻結構。拱墻截面宜為Z字形 ，拱壁的上、下端通常加肋梁，當基坑較深且一道Z字形拱墻的支護高度不夠時，可由數道拱墻疊合組成，沿拱墻高度應設置數道肋梁，其豎向間距不宜大于2.5m。

　　當基坑邊坡地較窄時，可不加肋梁但應加厚拱壁(圖12.3-5d)。逆作拱墻水平方向施工分段長度不應超過12m，軟土層或砂層分段長度不宜超過8m。垂直方向分層高度不宜超過2.5m。拱墻結構混凝土強度等級不宜低于C25，上道拱墻合攏且混凝土強度達到設計強度的70%后，才可進行下道拱墻施工。

　　逆作拱墻結構具有以下主要特點：

　　1)這種支護體系，結構受力以受壓為主，能充分發揮混凝土材料受壓特性，構造簡單，水平位移小，采取分層開挖分層逆作支護的施工辦法。

　　2)逆作拱墻支護體系為無嵌固段支擋結構，設計中除結構計算外，還應驗算其抗隆起穩定性、抗滲透穩定性。

　　3)逆作拱墻采用分層、分段施工，施工速度快。

　　4)基坑支護造價較低，一般僅為護坡樁造價的30%～60%，經濟效益顯著。

　　(2)適用條件

　　1)適用于非軟土、低地下水位場地，開挖深度一般不宜超過12m。

　　2)拱墻結構本身不能作為防水體系使用，當有地下水時，應進行降水或使用截水帷幕，與止水帷幕結合可用于地下水位以下的基坑支護。

　　3)適合于圓弧形的基坑，拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/8。

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