論土釘墻支護措施在實際施工中的應用【正文】在城市軌道交通工程施工中，由于新建構筑物通常埋深較深，通常采用暗挖及明挖兩種方法。暗挖通常用于地上構筑物較多，以及處于對現況地表構筑物保護的方面考慮，造價較高。明挖造價相對較低，一般適用于地表及地下無構筑物的情況下。明挖施工所采用的方法較多，包括土釘墻支護、鋼板樁、預制鋼筋混凝土樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁、深層攪拌樁、旋噴樁止水帷幕、地下連續墻、鋼筋混凝土支撐、型鋼支撐、土層錨桿機逆筑法、沉井等，本文主要就XXXX線XX車輛段污水處理站深基坑開挖闡述如何確定基坑支護措施的方法及簡要描述土釘墻支護施工中要注意的幾個方面。深基坑開挖具有一定的危險性，施工時要注意保證施工安全，減少對周邊地表及地下構筑物造成的破壞，同時要注意對環境的保護，尤其盡量避免造成地下水系的平衡失穩。1、工程概況1.1概述XX市XX線XX車輛段污水處理站位于車輛段西南角，建筑基礎外邊緣線南北長19m，東西向長14.4m。基坑開挖深度最深處為9.4m，現況地表標高為25.0m，設計開挖最深處標高為15.6m。1.2水文地質地質條件（從地表以下0～10m）由下至上依次為人工填土層(Qml)（包括①層粉土填土、①1層雜填土）、新近沉積層（Q42+3al+pl）（包括②層粉土、②1層粉質粘土、②2層粘土、②3層粉細砂）、第四紀全新世沖洪積層（Q41al+pl）（包括=3\*GB3③層粉土、=3\*GB3③1層粉質粘土）。地下水包括上層滯水層、層間潛水層，由于車輛段周邊為藕塘、魚塘等地表構筑物，上層滯水水系較豐富，層間淺水層主要分布在②3層粉細砂層及=3\*GB3③層粉土兩個土層中。2、基坑等級識別2.1基坑設計原則2.1.1根據基坑深度要求，結合場區地層和周邊環境條件，選擇確定安全可靠的設計方案，充分保證基礎施工和周邊建（構）物的安全；2.1.2根據場區地質條件、市容環保等方面的要求，并充分考慮當地成熟的經驗，充分保證設計方案的合理可行；2.1.3充分發揮設計施工一體化優勢，采用便于降低造價、利于縮短工期、易于交叉銜接的工藝方法和組織措施。2.2基坑等級識別根據“危險性較大的分部分項工程安全管理辦法《建質[2009]87號》”，本工程基坑深度超過5m，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，需要進行專家論證。同時根據《建筑基坑支護技術規程》(DB11/489-2007)中規定，本工程基坑開挖深度最深為9.4m，且周邊20m內無現況地面建筑，僅存在部分新建將要連接至污水處理站的還未使用的污水管線，如果邊坡產生破壞，對其它地面建筑不構成威脅，故將本基坑安全等級定為三級。3、基坑施工設計方案確定根據施工圖紙及現場實際情況，最初的施工方法主要有以下幾種：基坑周邊采用大口井降水或輕型井點降水后明挖開槽施工、土釘墻護坡支護措施、樁間旋噴樁止水帷幕。經過上述三種施工方法從施工方法、施工進度、環境保護、經濟效益等方面進行比較，最終經專家論證，確定采用土釘墻護坡支護措施進行污水處理站基坑開挖，主要論述如下：3.1基坑周邊采用大口井降水或輕型井點降水后明挖開槽施工此種方法主要依靠基坑開挖前期采用大口井或輕型井點降水，達到并保持基坑位置的地下水位降至基坑下0.5m～1m，然后根據地下土質情況按照自然卸載土壓力的方法進行基坑開挖施工。3.1.1優點此方法保證了整個施工過程均處于干槽作業，按照地下土質情況進行自然放坡，也可保證施工容易處在可控范圍內，尤其當周邊無現況地表及地下構筑物的情況下，此種方法非常使用、簡單、快速。3.1.21）施工進度較慢。尤其施工前期的基坑降水一般為10天～20天左右，占用了大量的時間。延緩了實際施工進度，在當前城市基礎建設飛速發展的今天，是一種得不償失的方法。2）不利于環境保護。根據《XX市建設工程施工降水管理辦法》（京建科教（2007）1158號）文件的規定，XX市自2008年3月1日起限制施工時采用施工降水，除特殊情況下，必須經專家論證后方可實施。越來越多的經驗表明：采用施工降水極易破壞地下水平衡，容易造成該地區地下水失穩，從而造成該地區出現局部地區地表沉降、建筑物開裂等情況，3）經濟效益降水施工造價相對較大，在破壞環境的同時也加大了資金投入力度，同時，采用自然放坡的方法進行基坑開挖使得棄運土方量非常大，也對周圍環境造成了不良影響。3.2樁間旋噴樁止水帷幕此種方法主要采用在擬開挖基坑周邊采用基坑支護樁間設置旋噴樁與樁體形成止水帷幕，然后中間明挖開槽的方法。3.2.1優點此種方法能夠很好的將周邊地下水與中間基坑隔離開來，經過一段時間地下水平衡滲透后，形成干槽作業，有效的解決了因施工造成的環境破壞。同時，由于采用了止水帷幕，中間基坑開槽可以直槽開挖，也無形中節省了土方開挖及棄運土方的工程量，并對周邊地表及地下構筑物的擾動及破壞可能行減到了最低。3.2.2缺點1）施工進度較緩慢。樁基施工及樁間旋噴混凝土速度較慢，同時在開挖之前要等待旋噴注漿及混凝土樁需要一定的時間達到預期強度后方可實施。2）經濟效益。采用止水帷幕施工方法造價較高，主要是混凝土樁基及樁間旋噴混凝土造價較高，且施工周期較長，主要適用于周邊地表及地下構筑物較多，無法放坡及無法采用施工降水的情況。3.3土釘墻護坡支護措施此種方法主要利用注滿水泥漿的鋼筋錨桿將邊坡土體與邊坡表面噴射鋼筋混凝土護坡連接，共同承擔一部分土壓力，同時利用一定比例的放坡卸載一部分土壓力。施工時分層開挖，分層做土釘墻護坡結構。地下水排出主要依靠明排水。3.3.1優點1）由于采用了分層開挖、分層土釘墻的方法，施工速度不如降水施工后明開槽方法快，但要比止水帷幕方法施工進度較快。2）造價相對低廉，土釘墻護坡結構比降水施工后明開槽及止水帷幕都要低。3）由于不采用降水施工，在一定程度上避免了因地下水平衡失穩而導致的周邊地表及地下構筑物沉降，對環境破壞程度較小。3.3.2缺點1）由于未采用降水井降水，施工時難度加大，需要對施工完畢的土釘墻護坡結構的基坑底設置排水溝、積水坑，明排地下水。同時要對基坑底部進行處理（如換填天然級配砂礫或片石等措施）后方可開始建筑物結構施工。2）對安全管理要求較高，需要隨時進行基坑監控檢測，發現問題隨時進行處理。4、根據實際情況選擇施工方法根據本工程實際情況，由于本車輛段周邊為魚塘及藕塘，地下潛水水系較豐富，在基坑開挖時上層滯水及層間淺水排水主要采用基坑邊側設置排水邊溝及集水坑水泵明排水施工。由于污水處理站周邊建筑物如易燃品庫、洗車庫、內燃機車庫及地下管線等構筑物較多等情況，施工時盡量避免基坑尺寸加大。由于污水處理站施工圖紙出圖時間較晚，為保證在預定的時間內完成結構封頂，需要加快基坑施工的進度。綜上各種因素考慮，在加快施工進度、保證施工安全及質量、同時又經濟的前提下，采用土釘墻護坡結構支護措施是最好的方法。根據《建筑基坑支護技術規程》(DB11/489-2007)規定，同時經采用大力神土釘墻支護之星軟件計算結果確定，本工程基坑支護采用土釘墻支護邊坡，鋼筋錨桿長度5m～8m，噴射混凝土厚度為10cm，自然邊坡放坡坡度為1:0.75。4、施工準備4.1技術準備4.1.1專業技術人員熟悉設計方案，學習相關技術規范，實施現場技術指導。4.1.2對施工人員進行詳細安全技術交底和施工技術交底，確保安全施工。4.1.3施工所使用的檢測、測量設備和器具必須進行檢測和校準，以滿足精度要求。4.2生產準備準備施工所需的挖掘機、抽水泵、壓漿泵、鋼筋加工機械等工程所需的機械設備、施工所需的鋼筋、水泥、碎石混凝土等材料隨時組織到現場。5、施工技術措施5.1施工工藝流程開挖→修坡→定孔位→成孔→插筋→堵孔注漿→二次注漿綁扎、固定鋼筋網→釘端焊接→噴射混凝土面層→混凝土面層養護→循環下一層土釘施工5.2主要施工方法5.2.1修坡基坑開挖作業用挖土機。對挖掘后的邊坡需用人工進行修整，確保邊坡的立面角和壁面的平整度。當遇有上層滯水影響時，要在坡面上每隔1m插放一個瀉水孔，疏導滯水對坡面的作用。5.2.2編扎鋼筋網在修好坡后編扎鋼筋網。鋼筋接頭宜用焊接，由于編網是隨開挖分層進行，因此，上下層的豎向鋼筋必須用焊接接頭，以保證鋼筋網的整體性，有利于傳力。5.2.3造孔本工程主要采用人工洛陽鏟與錨桿機成孔，成孔直徑110mm5.2.4土釘制作與安放為保證土釘能定位于孔的中心位置，需沿長度每隔1.5m5.2.5注漿注漿方式一般為底部注漿，即將注漿管插入孔底（距孔底200mm5.2.6土釘端部焊接土釘端部應與加強筋、鋼筋網相互焊接。各鋼筋的位置由里向外是：鋼筋網，水平垂直加強筋，土釘端頭鎖定筋。5.2.7噴射混凝土噴射混凝土強度等級采用C20，其配比為：水泥∶砂∶碎石∶水=1∶2∶2∶0.5，碎石的最大粒徑不超過12mm，噴射混凝土機的工作壓力為0.3～0.45.3質量保證措施5.3.1土釘成孔采用的機具應適合土層的特點，滿足成孔要求。5.3.2修坡時專人進行測量，確保不吃槽。噴射混凝土時，由專人檢查鋼筋網長及標志桿的安裝。5.3.3成孔前，應根據設計要求定出孔位并作出標記和編號。孔位的允許偏差不大于150mm，成孔的傾角偏差不大于±3°，孔徑允許偏差+20mm、-5mm，孔深允許偏差+2005.3.4成孔過程中取出的土體特征應按土釘編號逐一加以記錄并及時與初步設計時所認定的加以對比，發現有較大偏差時應及時修改土釘的設計參數。5.3.5鋼筋、水泥進場要有材質單，并做復驗。5.3.6錨筋與中心支架點焊牢固，中心支架間距1.5m5.3.7插入鋼筋時，由專人檢查，若插入深度不足，則繼續取土成孔，插入鋼筋時要將注漿管綁在距孔底0.5m5.3.8水泥漿體的強度應大于20N/mm2，水灰比不宜超過0.5，并宜加入適量的速凝劑等外加劑以促進早凝和控制泌水。注漿時要嚴格按配比攪漿，并隨成孔隨注漿，注漿滲漏較多時，要進行二次、三次補漿直到注滿。5.3.9錨體的長度=設計深度+0.2m。錨筋制作長度誤差不得大于205.3.10水泥漿體的試塊每層做二組，每組試塊不應少于3個。5.3.11噴射混凝土粗骨料最大粒徑不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45詳見如下斷面示意圖6、基坑監控檢測6.1基坑監測目的通過對監測取得的數據及時分析，及時了解基坑邊坡變形狀況，以便及時采取恰當的補救和控制措施。同時要求現場變形觀測的數據必須準確、可靠、及時。要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責，保證觀測質量。6.2基坑監測內容根據規范要求，本工程為三級基坑，應重點對支護結構頂部位移進行監測。為在基坑開挖期間，確保基坑施工安全，做到隱患的早發現、早分析、早處理，擬對基坑邊坡進行施工監測。基坑現場監測是指在基坑開挖及地下工程施工過程中，對基坑支護結構變位和周圍環境條件的變化進行各種觀測分析工作，并將觀測結果及時反饋，以指導施工。本工程采用信息法施工，為確保基坑開挖過程中的安全，必須對基坑進行監測，發現問題，及時反饋并分析，采取相應的搶救措施，使基坑不發生意外破壞和變形。觀測內容如下：6.2.1自然環境監測（雨水、氣溫、洪水、地質等）6.2.2圍護結構墻頂位移。6.2.3周邊結構構筑物結構變形、周圍地下管線的變位與破損。6.2.4基坑周圍地面超載情況。6.2.5基坑滲漏水情況。6.2.6圍護結構裂縫及基坑周邊地表裂縫6.3觀測點的布置及觀點方法6.3.1在距基坑邊緣約10m6.3.2邊坡坡頂水平位移、垂直沉降觀測點在坡頂布設，測點原則上放在開挖陽角部位，測點間距可以適當調整。測點做好明顯標記，予以保護；6.3.3監測時間的確定：在土方開挖階段，每天監測不少于2次，在完成基坑開挖、變形趨于穩定的情況下，可適當減少監測次數至每周1次。6.3.4在施工開挖過程中，如發現變位速率較大、支護結構開裂等情況，應進一步加強觀測，縮短監測時間間隔，并及時向監理、設計和施工人員報告監測結果。6.3.5基坑開挖施工期間對基坑支護每天測量不少于一次；在施工過程中，如有基坑邊大量堆載、長期連續降雨等情況或當有事故征兆出現時，應連續測量。6.3.6觀測點沿基坑周邊上口布置，每隔10m基坑變形限值為0.006h(h為基坑深度)，本基坑變形限值為56mm。6.4觀測精度要求誤差控制<2.0mm6.5觀測時間方法6.5.1采用方向法進行觀測，從基坑開挖開始觀測。位移觀測點在第一步護坡做完后布置，并做好基準點的維護（2皮磚墻）。土方開挖期間，要每天觀測一次，其它可每周觀測2～3次，并做好記錄。6.5.2設專人專用J2經緯儀進行觀測，記錄要準確工整嚴禁涂改，每次觀測結果詳細記入匯總表；6.5.3如地面變形產生裂縫時，應增設觀測點，隨時觀測裂縫的變化。6.5.4基坑開挖完成7天后，如邊坡穩定不再繼續變形，經過業主、監理、設計三方同意可停止觀測。6.6場地查勘與觀測成果分析6.6.1每次觀測結果應詳細記入匯總表。正常情況下，分階段每隔5天進行觀測成果匯總，定期報告變形情況；6.6.2對觀測結果集中進行討論，分析變形是否過大或是否趨于穩定，及時發現問題并確定是否需采取必要的補救措施。7、應急預案7.1組織機構及職責項目部成立以項目經理為首應急組織小組，下設應急小組成員及應急小隊。7.2指揮機構及職責健全完善應急預案和救援演練，研究制定生產安全事故預防和應對措施。在發生生產安全事故時，緊急處置一般事故，對嚴重事故及時上報。事故發生后，立即趕赴事發地點，了解現場狀況，初步判斷事故原因及可能產生的后果，召集救援小組人員，明確救援目的、救援步驟，統一協調開展救援；救援完成、事故現場處理完后，與相關人員確認恢復生產的條件及時恢復生產；根據應急實施情況及效果，完善應急救援預案。7.3危險源監控7.3.1施工前、施工中進行危險源識別、評價，制定管理措施危險源清單7.3.2針對重大危險源制定管理方案。7.3.3根據施工特點開工前制定出風險點控制方案，并嚴格落實逐級審批制度。三級風險點：開挖深度超過5m（含5m）基坑或溝槽和周圍環境及地下管線及其復雜的工程。7.4預警行動7.4.1生產作業場所救援車輛行走和人員疏散路線，現場應用相應的安全色標明顯標示，并在日常工作中保證路線暢通。7.4.2受傷人員搶救方案。組織現場急救方案，并根據可能發生的傷情，確定2—3個最快捷的醫院，明確相應的路線。7.4.3現場易燃易爆物品的轉移場所，以及轉移途中的安全保證措施。7.4.4事故發生后上報上級單位的聯系方式、聯系人員和聯系電話，確保在四小時之內上報公司。7.5專項應急預案措施7.5.1預警措施1）在發現安全隱患、基坑突變位移、地面裂縫的突然增大等，必須及時上報應急處理小組。2）及時采取警戒疏散或其它措施。3）及時調集緊急處理人員、物資。4）12小時內形成文字報告給相關部門，組織相關專業