引言
在现代房建建筑工程中,深基坑工程是基础工程的重要组成部分。深基坑的稳定性直接关系到整个建筑工程的安全和质量。土钉墙支护施工技术由于其具有施工简便、造价较低、对周边环境影响小等优点,在深基坑支护中占据重要地位。然而,土钉墙支护施工技术也面临着一些挑战,如地质条件复杂、施工质量难以保证等问题,需要深入研究其施工技术以确保工程的顺利进行。
1.土钉墙支护施工技术原理
土钉墙支护是一种原位土体加筋技术。它通过在土体内设置一定长度和密度的土钉,将土体加固成复合土体。土钉与土体之间通过粘结力和摩擦力相互作用,使土体的抗剪强度得到提高。同时,在坡面铺设钢筋网并喷射混凝土面层,形成一个类似挡土墙的结构,从而有效地抵抗土压力和其他外部荷载,保持深基坑边坡的稳定性。
2.土钉墙支护施工工艺流程
2.1施工准备
在进行土钉墙支护施工前,必须对施工场地进行详细的地质勘察。了解土层的类型、厚度、物理力学性质(如土的含水量、内摩擦角、粘聚力等)以及地下水位情况等。例如,在软土地层中施工,需要考虑土体的高压缩性对土钉墙稳定性的影响。准备好土钉材料,一般采用钢筋,其规格和质量应符合设计要求。同时,准备好喷射混凝土所需的水泥、砂、石等原材料,水泥应选用强度等级合适的普通硅酸盐水泥。施工设备包括钻孔机械、喷射混凝土机、空压机等,设备应性能良好且经过调试。
2.2开挖和修整边坡
根据设计要求进行分层开挖,每层开挖深度一般不宜超过土钉设置的垂直间距。例如,土钉垂直间距为1.5m时,每层开挖深度控制在1.2—1.5m为宜。这样可以避免超挖导致边坡失稳。在开挖过程中,及时对边坡进行修整,使其符合设计的坡度要求。一般采用人工修整的方法,将边坡表面的松散土块清除,保证边坡的平整度。
2.3土钉制作与安装
按照设计长度和规格制作土钉。土钉的钢筋应调直,除了锚固段外,其他部位应设置对中支架,以保证土钉在孔内的位置准确。对中支架的间距一般为1.5—2m。采用钻孔设备钻孔,钻孔直径应大于土钉直径。将制作好的土钉插入孔内,若孔内有虚土或杂物,应先进行清理。对于一些土质较差的地层,可以采用跟管钻进的方法,防止孔壁坍塌。
2.4注浆
注浆浆液一般采用水泥砂浆或水泥浆。水泥砂浆的配合比应根据设计要求确定,如水泥:砂=1:1-1:2(重量比)。水泥浆的水灰比一般控制在0.4-0.5之间。采用压力注浆的方法,将浆液注入土钉孔内。注浆压力一般为0.2-0.5MPa。注浆时应保证浆液饱满,直至孔口有浆液溢出为止。
2.5铺设钢筋网
根据坡面尺寸制作钢筋网,钢筋的规格和间距应符合设计要求。一般采用直径为6—10mm的钢筋,网格间距为150—300mm。将制作好的钢筋网铺设在坡面上,钢筋网应与土钉牢固连接。可以采用焊接或绑扎的方式连接,连接点应满足设计的抗拔要求。
2.6喷射混凝土
喷射混凝土的配合比应根据设计强度要求进行设计。一般采用C20-C30的混凝土,水泥:砂:石=1:2:2-1:2.5:2.5(重量比),并添加适量的速凝剂,速凝剂的掺量一般为水泥重量的2%-5%。采用喷射混凝土机进行喷射操作。喷射时应自下而上、分层喷射,每层喷射厚度控制在50—100mm。喷头与受喷面的距离应保持在0.8—1.2m之间,以保证喷射混凝土的质量。
3.土钉墙支护施工质量控制要点
3.1土钉质量控制
土钉在土钉墙支护结构中起着关键的加固土体作用,其质量控制至关重要。首先,土钉的长度和直径是最基本的质量指标。在设计阶段,工程师会根据地质勘察结果、基坑深度、周边环境等多种因素确定土钉的长度和直径。在施工过程中,施工人员必须严格按照设计要求进行操作。例如,若设计土钉长度为6米,直径为20毫米,就不能出现偏差。这就要求在制作土钉时,对原材料的切割和加工要精确,并且在安装过程中要防止土钉发生弯曲变形等情况。定期检查土钉制作情况是必不可少的环节,通过抽检等方式,及时发现可能存在的长度不足或直径不符合要求的土钉。土钉的抗拔力更是直接关系到土钉墙支护的效果。抗拔力反映了土钉与周围土体之间的粘结和摩擦能力。按照规范要求进行土钉抗拔力试验是确保抗拔力满足要求的重要手段。试验数量不少于土钉总数的1%且不少于3根,这一规定是为了保证试验结果具有代表性。
3.2注浆质量控制
浆液的配合比是注浆质量控制的首要环节。浆液的配合比决定了浆液的强度和流动性,不同的地质条件和工程要求需要不同的配合比。例如,在砂性土中,可能需要较高的水泥含量以保证浆液的强度,而在粘性土中,可能需要调整水灰比来保证流动性。在浆液配制过程中,准确称量原材料是确保配合比准确的基础。哪怕是很小的称量误差,都可能导致浆液性能的大幅变化。使用机械搅拌可以使原材料混合得更加均匀,并且搅拌时间要符合要求,一般来说,搅拌时间应不少于3~5分钟,以确保浆液的均匀性。
注浆过程中的饱满度也是关键因素。浆液饱满才能使土钉与土体充分粘结并加固土体。通过观察孔口浆液溢出情况和注浆压力来判断浆液是否饱满是常用的方法。如果孔口没有浆液溢出或者注浆压力达不到要求,很可能是注浆不饱满。一旦发现注浆不饱满的情况,必须及时补注。这就好比给一个容器注水,如果没有注满,就需要继续注水直到注满为止,只有这样才能保证注浆质量,进而确保土钉墙支护的效果。
3.3钢筋网和喷射混凝土质量控制
钢筋的规格、间距、焊接或绑扎质量等方面都直接影响钢筋网的性能。钢筋的规格应根据设计要求选用,例如,设计要求采用直径为8毫米的钢筋,就不能使用直径为6毫米的钢筋代替。钢筋间距也必须符合设计,如设计间距为200毫米,施工时就应严格保证。焊接或绑扎质量同样重要,焊接时要保证焊缝的长度和质量,绑扎要牢固,防止钢筋在使用过程中发生移位。钢筋网应紧贴坡面,不得有悬空现象,因为悬空会导致坡面受力不均匀,影响支护效果。例如,在坡面不平整的情况下,要对坡面进行修整,使钢筋网能够紧密贴合坡面。
喷射混凝土质量控制也是保证土钉墙支护质量的重要环节。首先要控制喷射混凝土的配合比,根据设计强度要求确定水泥、砂、石等原材料的比例。同时,要控制混凝土的强度,喷射后应及时进行养护,养护时间不少于7天。这是因为混凝土在早期强度增长过程中需要充足的水分,如果养护不到位,会导致混凝土强度不足。对喷射混凝土的强度应进行抽样检测,检测结果应符合设计要求,只有这样才能确保土钉墙支护结构的整体质量。
结束语
土钉墙支护施工技术在房建建筑工程深基坑支护中具有重要的应用价值。通过深入研究其施工原理、工艺流程、质量控制要点以及存在的问题和改进措施,可以更好地在房建工程中应用该技术。在实际施工过程中,应严格按照设计要求和施工规范进行施工,加强质量控制和施工监测,确保深基坑土钉墙支护工程的安全性和质量,从而为房建建筑工程的顺利进行奠定坚实的基础。
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