錨桿土釘墻與基坑圍護

　　 基坑圍護方案一般有水泥土圍護結構、板式支護體系、與主體結構相結合的支護結構、土層錨桿土釘墻結構。水泥土圍護結構是采用攪拌機將水泥和土強行攪拌，形成連續搭接的水泥土柱狀加固體擋墻，兼作隔水帷幕，此種方法由于水泥摻量、地質條件復雜較難控制，有效樁長范圍內樁體強度均勻性較難保證，屬于重力壩式擋土墻，需要較寬壩體，占地面積較大，施工時臨近地面易上抬，且造價較高，鑒于其防水效果較好，常與土釘墻聯合應用效果較理想。
　　土層錨桿簡稱土錨，用作基坑圍護工程已近五十年，它一端與圍護墻聯結，另一端錨固在穩定的地層中，使作用在圍護結構上的水土壓力，通過自由段傳遞到錨固段，再由錨固端將錨桿拉力傳遞到穩定地層中去。因此土層錨桿是土層—擋墻—土錨的相互作用體系，有關設計、施工、應用及測試都應從“相互作用”體系這一概念出發，作用在板式支護結構上的水土壓力可以由內支撐維持其平衡，也可以從坑外設置土層錨桿的型式維持其平衡。
　　土層錨桿按其使用年限分為臨時性錨桿（使用時間小于2年）和永久性錨桿（使用時間大于2年）。臨時性錨桿和永久性錨桿的設計、安全度、防腐處理以及錨頭構造都有不同要求，作為基坑工程錨桿有效作用時間通常一年左右，施工中土層錨桿一般按臨時性錨桿考慮。
　　土層錨桿的傾角指錨桿軸線方向與水平方向的夾角，該角度越小對圍護墻的支護作用越明顯，土錨的抗拔承載力越能得到充分發揮，但角度太小，鉆孔、錨桿插入及注漿都比較困難，通常采用15°-35°，土層錨桿傾角的選擇，應根據錨固段所處的地層、周圍的管線、道路位置及施工機具、操作工人的熟練程度選擇合適的傾角。同一排錨桿也可以采用不同的傾角，這樣可避開錨固段的相互影響，消除“群錨效應”，使更大范圍內的穩定地層能參與工作。
　　土層錨桿的錨固段與地層之間的摩阻力是土錨抗拔力的主要來源，因此，應盡可能將錨固段設置在抗剪強度較高的地層中，即將錨固段埋設在砂性地層和粘性地層中。
　　對于基坑周圍不具備放坡條件，地下水位較低或坑外有降水條件，臨近無重要建筑或地下管線，基坑外地下空間允許錨桿或土釘占用時，可采用土釘支護或噴錨支護保護基坑邊坡。錨桿及土釘墻支護工程施工前應熟悉地質資料、設計圖紙及周圍環境，降水系統應確保正常工作，必需的施工設備如挖掘機、鉆機、壓漿泵、攪拌機等能正常運轉。根據設計要求和機器設備的規格、型號，平整出保證安全和足夠施工的場地。認真檢查確認原材料型號、品種、規格及錨桿各部件的質量。
　　土層錨桿鉆孔前，根據設計要求和土層條件，定出孔位，作出標記。作業面場地要平坦、堅實、有排水溝，場地寬度大于4米，鉆機就位后，應保持平穩，導桿或鉆機立軸與錨桿傾角一致，并在同一軸線上。鉆進用的鉆具，可采用地質部門使用的普通巖芯鉆探的鉆頭和管材系列。鉆孔設備可根據土層條件選擇專用錨桿鉆機或地質鉆機。根據土層條件可選擇巖芯鉆進，也可選擇無巖芯鉆進。為了配合跟管鉆進，應配備足夠數量的長度為0.5—1.0米的短套管。
　　在鉆進過程中，應精心操作，精神集中，合理掌握鉆進參數，合理掌握鉆進速度，防止埋鉆、卡鉆，鉆孔長度應超過錨桿設計長度0.3—0.5米，鉆孔完畢后，用清水把孔底沉渣沖洗干凈，直至孔口返出清水為止。按設計要求制作錨桿，為使錨桿處于鉆孔中心，應在錨桿桿件上安設定中架或隔離架（粗鋼筋桿體沿軸線方向每隔1.0—1.5米設置一個隔離架）。錨桿鋼筋或鋼絲應平直、順直，除油除銹。桿件自由段應用塑料布或塑料管包扎，與錨固體連接處用鉛絲綁扎。
　　安放錨桿桿件時，應防止桿件扭曲、壓彎，注漿管宜隨錨桿一同放入孔內，管端距孔底為100—200mm，桿件桿件放入角度與鉆孔傾角保持一致，安放好后使桿體始終處于鉆孔中心。
　　注漿材料應按設計配制，一次灌漿選用灰砂比1：1—1：2、水灰比0.38—0.45的水泥砂漿，或水灰比0.45—0.5水泥漿，二次高壓注漿宜使用水灰比0.45—0.55的水泥漿，二次高壓注漿壓力宜控制在2.5—5.0Mpa之間，注漿時間可根據注漿工藝試驗確定或一次注漿錨固體達到5Mpa后進行。注漿完畢應將外露的鋼筋清洗干凈，并保護好。
　　按設計和工藝要求安裝好腰梁，并保證各段平直，腰梁與擋墻之間的空隙要緊貼密實，并安裝好支承平臺。錨桿張拉前至少先施加一級荷載（1/10的錨拉力），使各部緊固服貼和桿件完全平直，保證引拉數據準確。錨固體與臺座混凝土強度均大于15Mpa時，方可進行張拉。錨桿張拉至1.1—1.2設計軸向拉力值Nt，土質為砂性土時保持10分鐘，為粘性土時保持15分鐘，然后卸荷至鎖定荷載進行鎖定作業。錨桿鎖定工作，應采用符合技術要求的錨具。操作程序為：編束（按設計要求）--穿束或布束—安裝工作錨板和錨墊板—安裝工作夾片—安裝限位板—安裝千斤頂—安裝工具錨。張拉鎖定程序為：預張拉（按施工規范給定的初張拉噸位預張拉，并記錄伸長量初讀數）--繼續向張拉油缸加油至設計油壓值—測量伸長量并做好張拉記錄—錨固（即鎖定），打開高壓油泵截止閥，張拉缸油壓緩緩降至零，活塞回程，夾片自動跟進錨固即鎖定。若用粗鋼筋制作錨桿，則需在錨桿頭部加工一定長度的絲扣，在用千斤頂對桿件施加至設計拉力值后，用事先安在螺桿上的大螺母進行鎖定，最后封端，卸下工具錨、千斤頂、限位板，切除多余鋼絞線，封錨（做必要防銹處理）。錨桿錨頭部分按設計要求做好防腐處理。
　　土釘支護是以較密排列的插筋作為土體主要補強手段，通過插筋錨體與土體和噴射混凝土面共同工作，形成補強復合土體，達到穩定邊坡的目的，適用于基坑以上土體的加固。
　　注漿材料宜采用水泥漿或水泥砂漿，其強度等級不宜低于M10，噴射混凝土面層宜配置鋼筋網，鋼筋直徑宜為6—10mm，間距宜為150-300mm，噴射混凝土強度不宜低于C20，面層厚度不宜小于80mm，坡面上下段鋼筋網搭接長度應大于300mm。
　　土釘頭與鋼筋網連接。當土釘頭之間有加強鋼筋通過時，宜與土釘焊接，當土釘頭之間無加強鋼筋通過時，可用不小于4￠16，長度為200-300mm的鋼筋在土釘頭處呈井字架與土釘頭連接。
　　上層土釘注漿體積噴射混凝土面層達到設計強度的70%后方可開挖下層土方及下層土釘施工。
　　基坑開挖和土釘墻施工應按設計要求自上而下分段分層進行。在結構開挖后，應輔以人工修整坡面，坡面平整度允許偏差為±20mm，在坡面噴射混凝土支護前，應清除坡面虛土。
　　土釘墻施工順序：開挖工作面，修整邊坡，埋設噴射混凝土厚度控制標志—噴射第一層砼—鉆孔安設土釘、注漿、安設連接件—綁扎鋼筋網，噴射第二層混凝土—設置坡頂、坡腳的排水系統。
　　噴射混凝土應分段進行，同一分段內噴射順序應自下而上，一次噴射厚度不宜小于40mm。噴頭與受噴面應保持垂直，距離宜為0.6—1.0m，噴射混凝土終凝2小時后，應噴水養護，時間根據氣溫確定，宜為3—7小時。鋼筋網應在噴射一層混凝土后鋪設，鋼筋保護層厚度不宜小于20mm。
　　采用雙層鋼筋網時，第二層鋼筋網應在第一層鋼筋被混凝土覆蓋后鋪設。鋼筋網與土釘應牢固連接。
　　注漿前應將孔內殘留或松動的雜土清除干凈，注漿開始或中途停止超過30分鐘時，應用水或稀水泥漿潤滑注漿管路。
　　每段支護體施工完成后，應檢查坡頂或坡面位移、坡頂沉降及周圍環境變化，如有異常情況應采取措施，恢復正常后方可繼續施工。
　　隨著國家經濟的飛速發展，大批高層建筑興建，錨桿土釘墻作為基坑圍護經濟有效的措施方案，必將得到更廣泛的應用，為國家建設貢獻力量。