1)土钉
土钉是指设置在基坑侧壁土内的承受拉力与剪力的杆件(图3.6)。例如,成孔后植入钢筋杆体并通过孔内注浆在杆体周围形成固结体的钢筋土钉,将设有出浆孔的钢管直接击入基坑侧壁土中并在钢管内注浆。
2)土钉墙
土钉墙是指由随基坑开挖而分层设的、纵横向密布的土钉群、喷射混凝土面层及原位土体所组成的支护结构(图3.7)。
3)复合土钉墙
复合土钉墙是指土钉墙与预应力铺杆、微型桩、旋喷桩、搅拌桩中的一种或多种组成的复合型支护结构。
图3.6 土钉
图3.7 土钉墙支护
4)土钉墙的材料要求
土钉钢筋宜采用HRB400级、HRB335级钢筋,钢筋直径应根据土钉抗拔承载力的设计要求确定,且宜取16~32 mm。土钉水平间距和竖向间距宜为1~2 m;当基坑较深、土的抗剪强度较低时,土钉间距应取小值。土钉倾角宜为5°~20°;应沿土钉全长设置对中定位支架,其间距宜取1.5~2.5 m;土钉钢筋保护层厚度不宜小于20 mm。土钉墙高度不大于12 m时,喷射混凝土面层的构造要求应符合下列规定:
①喷射混凝土面层厚度宜取80~100 mm;
②喷射混凝土设计强度等级不宜低于C20;
③喷射混凝土面层中应配置钢筋网和通长的加强钢筋,钢筋网宜采用HPB300钢筋,钢筋直径宜取6~10 mm,钢筋网间距宜取150~250 mm。
5)土钉墙的施工过程
基坑开挖与修坡→定位放线→钻孔(图3.8)→安设土钉→注浆→铺钢筋网→喷射面层混凝土→土钉现场测试→施工检测。
图3.8 土钉施工钻孔
6)土钉墙的施工方法
①基坑开挖和修坡。基坑要按设计要求严格分层、分段开挖,在完成上一层作业面土钉且喷射混凝土面层达到设计要求时,方可进行下一层土层的开挖。坡面经机械开挖后,要采用小型机械或人工进行切削修坡,以使坡度与坡面的平整度达到设计要求。
②钢筋土钉成孔时,应符合下列要求:
a.土钉成孔范围内存在地下管线等设施时,应在查明其位置并避开后,再进行成孔作业。
b.应根据土层的性状选择成孔方法。选择的成孔方法应能保证孔壁的稳定性,并减小对孔壁的扰动。(www.xing528.com)
c.当成孔遇不明障碍物时,应停止成孔作业。在查明障碍物的情况并采取针对性措施后,方可继续成孔。
d.对易塌孔的松散土层宜采用机械成孔工艺;成孔困难时,可采用注入水泥浆等方法进行护壁。
③钢筋土钉杆体的制作、安装应符合下列要求:
a.钢筋使用前,应调直并清除污锈。
b.钢筋需要连接时,宜采用搭接焊、帮条焊;应采用双面焊时,双面焊的搭接长度或帮条长度应不小于主筋直径的5倍,焊缝高度不应小于主筋直径的0.3倍。
c.中支架的断面尺寸应符合土钉杆体保护层厚度要求,中支架可选用直径为6~8 mm钢筋焊制。
d.土钉成孔后应及时插入土钉杆体,遇塌孔、缩径时,在处理后再插入土钉杆体。
④钢筋土钉注浆时应符合下列规定:
a.注浆材料可选用水泥浆或水泥砂浆。水泥浆的水胶比宜取0.5~0.55;水泥砂浆的水胶比宜取0.40~0.45,灰砂比宜取0.5~1.0。拌和用砂宜选用中粗砂,按质量计的含泥量不得大于3%。
b.水泥浆或水泥砂浆应拌和均匀,一次拌和的水泥浆或水泥砂浆应在初凝前使用。
c.注浆前应将孔内残留的虚土清除干净。
d.注浆时,宜采用将注浆管与土钉杆体绑扎,同时插入孔内并由孔底注浆的方式。注浆管端部至孔底的距离不宜大于200 mm;注浆及拔管时,注浆管口应始终埋入注浆液面内,应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆;注浆后,当浆液液面下降时,应进行补浆。
⑤喷射混凝土面层施工应符合下列规定:
a.喷射作业应分段依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上均匀喷射,一次喷射厚度宜为30~80 mm。
b.喷射混凝土时,喷头与土钉墙墙面应保持垂直,其距离宜为0.6~1.0 m。
c.喷射混凝土终凝2 h后应及时喷水养护。
d.钢筋与坡面的间隙应大于20 mm。
e.钢筋网可采用绑扎固定。钢筋连接宜采用搭接焊,焊缝长度不应小于钢筋直径的10倍。
f.采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被喷射混凝土覆盖后铺设。
7)土钉墙的质量检测
①应对土钉的抗拔承载力进行检测,抗拔试验可采用逐级加荷法;土钉的检测数量不宜少于土钉总数的1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3根;试验最大荷载不应小于土钉轴向拉力标准值的1.1倍;检测土钉按随机抽样的原则选取,并应在土钉固结体强度达到设计强度的70%后进行试验。
②土钉墙面层喷射混凝土应进行现场试块强度试验,每500 m2 喷射混凝土面积试验数量不应少于1组,每组试块不应少于3个。
③应对土钉墙的喷射混凝土面层厚度进行检测,每500 m2 喷射混凝土面积检测数量不应少于1组,每组的检测点不应少于3个;全部测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%。
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