桩墙 第5期

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摘?要：基坑工程常采用排桩墙锚杆支护、土钉墙、水泥土墙和SMW工法等支护墙体结构形式，本文主要结合实际工作经验，就锚杆、土钉墙的施工方法与要点进行分析论述。

关键词：基坑工程；建筑施工；技术要点

所谓的锚杆支护，是指利用地层提供给锚杆的锚固力，以便维护排桩墙支护结构物稳定，控制住基坑或边坡岩土体变形的一种支护方法。

锚杆所指的则是利用粘结介质或某种锁紧机构，把金属杆件一端固定在较稳定的岩土层中，而则将另一端和工程构筑物相连，以便能够实现承担因土压力、水压力或其他作用力所施加给构筑物的荷载的作用。一般来说，很多锚固工程，都需要对锚固杆体施加预应力。如果是预应力锚杆，使用更为广泛的是水泥砂浆锚杆，其主要是借助于水泥砂浆凝结固化而产生的与围岩之间的粘结力或握固力，把锚杆杆体与孔壁紧密的连接在一起，从而形成锚固力。

一．锚杆支护的施工方法与技巧要点

1．锚杆的结构组成

水泥砂浆锚杆，主要有这几个组成部分：拉杆、锚固体、锚杆头部等。

（1）拉杆

锚杆的中心受力部分主要集中在拉杆，把来自锚杆头部的力传到锚固体中，是其主要作用。拉杆全长，一般是有效锚固段长度与非锚固段长度之和。锚拉杆材料有多种形式，如粗钢筋、钢绞线、钢丝柬、钢管等。

（2）锚固体

锚固体是锚杆的有效锚固部分，其主要是把来自拉杆的力通过水泥砂浆与岩土体之间的相互作用，通过侧阻力或端阻力的形式，把荷载转移到稳固的岩土层中。

（3）锚杆头部

锚杆头部是工程构筑物与拉杆的连接部分，能够起到把来自构筑物的力牢固地传给拉杆的作用；一般来说，锚杆头部的组成部分有：台座、承压垫板、紧固器等组成。

2．常见支护墙体结构形式

一般来说，当锚杆锚固段受力时，第一步就是要利用拉杆与周边水泥浆固结一体之间的握裹力传到固结体中，接着利用固结体再传到锚固段的周围岩土体中。从本质上看，土体摩阻力对于土层锚杆，会由于锚固土体抗剪强度，而比岩石小得多，而且比锚固体与拉杆之间握裹力还小，也就是说，土层锚杆会因土的抗剪强度不够，而产生破坏；对于岩石锚杆，则通常会有由于砂浆结石体对拉杆的握裹力不足，而产生破坏，所以，我们应该把握裹力作为岩石锚杆设计参数，这也就要求水泥砂浆结石体标准，必须要在30Mpa以上。

根据上述锚杆的受力分析，我们可以知道锚固作用的安全由四个条件决定：

①锚拉杆的抗拉强度足够，在承受极限荷载时，拉杆不产生拉断现象或过大屈服变形；

②锚固体对拉杆筋的握固力须能承受住锚杆极限拉力的作用；

③锚固段岩土体的抗剪强度或所提供给锚固段砂浆结石体的摩阻力足够；

④锚固的土体在最不利情况下须能保持整体稳定性。

3．土层锚杆的设计计算

在进行锚杆设计前，必须要正确掌握预锚固工程的第一手资料，包括场地条件、工程地质情况、临建物及交通情况、地下埋设物、气象变化等；如果是永久性锚杆，那么在进行设计前，就需要进行锚杆的基本试验。锚杆设计，主要会包括锚杆的布置、结构参数确定、稳定性计算、承载力计算等。

（1）锚杆的布置

在锚杆上、下排间距上，一定要控制在≥2m，第一排锚杆锚固体中心距地面一定要在4m以上，这样才能确保张拉锚杆时，地面不出现隆起的现象；锚杆水平间距要控制在≥1．5m，这样才能防止“群锚效应”的出现；锚杆的承载能力分析，要把杆倾斜角度控制在13。～35°之间，要注意不能大于45°。

（2）锚杆的承载能力锚杆的承载能力，也叫做锚杆的极限承载能力，通常要通过现场抗拔试验确定；如果没有试验资料，那就通过土层条件、水泥石强度等来进行估算。

4. 锚杆的施工要点

锚杆施工工艺主要包括这几个部分：锚孔钻进、拉杆的组装与安放、灌注浆液、张拉与锁定等主要工序。

（1）钻孔方法选择

在实际的工作中，螺旋钻进、回转钻进、冲击回转钻进等，应根据土质条件、成孔设备性能等，是常用的锚杆钻孔方法。

（2）拉杆的组装与安放

在这部分施工中，必须要按照锚杆承载能力和材料供应情况，来完成拉杆的组装，如果承载力小，那就更多的使用粗钢筋作拉杆；如果承载力大，那就用钢绞线。如果用单根钢筋作拉杆，但是强度达不到标准，那就把2根或3根钢筋点焊成束并排在一起使用。

（3）注浆工艺

进行注浆的主要目的就是要形成锚固段，然后把拉杆锚固在岩土层中，避免钢拉杆的腐蚀，并能够形成基坑工程保护层。在注浆作业中，应该按照次序连续进行，在可泵期内完成注浆，同一批锚杆注浆结束后要，必须要马上清洗泥浆泵及管路循环系统。如果是二次注浆的锚杆，就应该使用高压注浆工艺。

（4）锚杆防腐

进行锚杆防腐，主要是对锚杆锚固段、自由段和外露锚杆部分，实施必要的防腐处理。

（5）张拉与锁定

一般来说，会采用穿心千斤顶进行锚杆的张拉与锁定，可以选择YC系列千斤顶张拉粗钢筋拉杆；用YCQ系列千斤顶张拉钢绞线等，具体要求：

①锚固体与台座混凝土强度均大于15MPa时（至少大于设计强度80％），方可进行张拉；

②张拉时，先取荷载（0．1～0．2）N，为预张拉应力，以使各部件贴紧和杆体平直；

③分级及观测时间应符合规范要求，一般每级荷载增量为0．25N。，每级荷载施加后都要观测5～10min，记录好锚头位移变化情况。

④最后一级荷载为（1.1～1.2）N。，观测10～15min，若拉杆位移无明显变化，即可卸荷至锁定荷载进行锁定作业；锁定后若发现有明显预应力损失时，应作补偿张拉。

二．土钉墙的施工方法与技巧要点

1．土钉墙加固机理与应用范围

土钉墙支护结构，其实是把筋杆插入土体内部，其全长土体粘结，同时在坡面喷射混凝土及挂钢筋网，利用土钉与土体的相互作用，构成类似于重力式挡土墙的土体加固区带，这样能够很好的提高原位土体的强度，也就能够进一步增强整个边坡的稳定性。从施工方法的角度上看，土钉可分为两大类，即钻孔注浆式、击入式。土钉能有效地提高整个原位土体强度并限制其位移，主要加固机理表现在以下几个方面：

①在某种程度上，土钉是在土体内增设一定长度、分布密度的锚固体，其能够和土体牢固结合，提升原位土体的强度，从范畴上，其属于主动制约机制的支挡体系。也可以认为土钉在其加强的复合土体中起到箍束骨架作用，进一步增强了土坡的整体刚度和稳定性。

②在裂隙发育地层，在向土钉孔中进行压力灌浆的过程中，根据劈裂注浆的原理，其能够让浆液顺着裂隙扩渗，最终形成网状胶结。当然，假如采用的是一次压力注浆，那么我们可以把宽度1～2mm的裂隙，拓展成为5～6mm的浆脉，这样能够增强土钉与周围土体的粘结，形成整体作用。

③如果在土钉加固的边坡内土体产生滑动面，呢就意味这存在主动区与被动区，那么土钉就会起到锚杆的作用；而我们能可以把被动区内的土钉，当做锚杆的锚固段。

④在坡面上设置的钢筋网喷射混凝土面板，作为发挥土钉有效作用的重要组成部分，其主要是起到约束坡面变形的作用。土钉比较，在有一定粘结性的杂填土、粉土、粘性土、黄土及弱胶结性砂土边坡，特别是标贯击数3以上的粘性土，击数5以上的砂土，特别适用土钉墙支护。

2．土钉墙设计计算

对于土钉墙工程设计，主要有土钉布置、抗拉断裂极限状态计算、锚固极限状态计算和土钉墙外部稳定性验算。

（1）土钉布置

土钉长度主要是看基坑深度，如果是非饱和粘性土边坡，其长高比应该为L／H=0.6～1.0；如果是饱和状态软土边坡，因软土的抗剪强度过低，就不应该再选用土钉支护，如果一定要使用土钉支护，那要注意将其长高比要大于2.0。同时，要尽可能的把土钉与坡面垂直布置。土钉水平间距S，与竖向间距S，的乘积不应大于4m2。

土钉可采用矩形网格或梅花形网格布置。对于声70～150mm钻孔直径的土钉，一般选择直径庐20～32mm的HPB235级、HPB335级螺纹钢筋作为土钉筋杆即可。

（2）土钉墙外部稳定性

验算土钉加筋土体形成的结构可看作一个整体，按重力式挡土墙验算，土钉墙的抗倾覆稳定、抗滑稳定等外部稳定性均应满足设计要求。

3．土钉墙施工工艺

土钉墙施工工艺主要有：土方开挖、成孔、钉杆组装与送入、注浆作业、清理边坡、编网焊接、安放墙面泄排水系统、喷射混凝土并养护、张拉锁定等。

三．结语

综上所述，桩墙——锚杆支护技术是建筑工程中，必不可少的一个组成部分。对建筑的质量有着直接的影响，因此，施工单位一定要抓住施工的要点，在实际工程中科学合理的运用。

参考文献：

[1] 方杰．浅谈深基坑围护中的土钉支护技术[J]．广东建材，2011年03期

[2] 张景德，张志泉．南昌国际商务大厦深基坑支护方法简析[J]．南昌水专学报，2010年04期

[3] 冯浣君．深基坑锚杆支护工程的特点及监理要点[J]．广东建材，2010年02期