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1、土钉墙在北京地铁万柳站基坑支护中的应用论文.freel,为明挖+矿山法施工,其中K0+266.8~+497.2为明挖车站。本车站为地下两层(三)四跨双岛式站台车站,长度为230.4m,基坑深度为14.2m,其上口开挖宽度为57m,下口为45.3m,边坡坡度为75°,采用孔径均为150mm的土钉墙进行支护(见图1)。1.2工程地质和水文条件本工程位于北京海淀区古清河河道内,场区地面标高为48.87m,.freel由人工修坡),边坡支护紧随其后,分层、分段及时支护。上层开挖面完全支护好且有一定强度后方可进行下一层土方的开挖。2.1土钉墙施工工艺(1)边坡开挖。采用反铲挖土机进
2、行分段分层开挖,分段开挖长度为8~10m,分层开挖深度在土钉孔位下50cm,以确保土钉成孔的工作面。基坑壁预留20~30cm人工修坡。在上层作业面的土钉未完成施工以及喷射混凝土强度未达到设计值的75%时,不得进行下层土方的开挖。(2)边坡修整。采用人工清理,为确保喷射面层的平整,此工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡,在支护面层背部插入长度为500mm,直径50mm的水平排水管,排水管两端用孔口大小为2mm×2mm的滤网包裹,其外端伸出支护面层,纵横间距均为2m,以便将喷混凝土面层后的积水排走。(3)定位放线。按设计孔位由测量人员用仪器定位,然后在每个孔位钉入1Φ8
3、长30cm的钢筋标识。(4)成孔。根据地质情况,1~3层土钉(位于杂填土层)采用人工洛阳铲成孔,4~9层土钉(位于砂卵层)采用锚杆机进行成孔。成孔后认真清孔,并及时安设土钉钢筋并注浆,防止成孔后闲置时间过长造成塌孔。成孔后要有专人检查成孔角度、深度和孔径,深度可通过洛阳铲或锚杆机把柄深入的长度来进行控制,成孔角度则可通过提前准备好的10°或15°的三角尺进行量测。(5)土钉主筋制作及安放。主筋按设计长度加20cm下料,当主筋下料长度不够需要焊接时,要采用E50焊条双面满焊5d。安放时,主筋上每隔2.0m设一个定位器,保证土钉主筋居中不偏斜。(6)造浆及注浆。采用搅拌机造浆
4、,应严格控制水灰比左右,采用注浆泵进行两次注浆。注浆时,导管口应始终处于孔中浆体表面之下,保证孔中气体能全部排出,确保注浆质量。注浆开始或中途停止超过30分钟时,应用水或稀水泥浆润滑泵及其管路。(7)挂网及焊接拉结筋。钢筋网片用插入土中的钢筋固定,与坡面土之间用3~4cm的垫块支垫。钢筋网片的制作必须是点焊,相邻网片间搭接时上下左右对齐焊接,其焊接长度应大于30d。(8)施加预应力。根据设计要求,第三、六排为预应力土钉,需要对其施加10%~30%的预应力。(9)喷射混凝土。根据现场地质条件,1~3层土钉喷射混凝土采用“先锚后喷”法,4~9层由于位于土质松散的砂卵石层中而采
5、用“先喷后锚”法。喷射作业时,空压机风量不宜小于9m3/min,气压0.2~0.5MPa,喷头水压不宜小于0.15MPa,喷射距离控制在0.6~1.0m,通过速凝剂控制混凝土初凝时间在5~10min,喷射厚度为150mm。现场作业人员应严格控制水灰比,保证混凝土表面平整,湿润光泽。并且要分段分片依次进行,同一段内喷射顺序应自下而上;段片之间,层与层之间做成45°角的斜面,以使混凝土牢固连结成整体。(10)养护。喷射混凝土2小时后,即进行洒水养护,养护时间为3~7天。(11)抗拔试验。每坡每一层土钉中做3个专门用于测试的非工作钉,其大体布置是基坑两端各一个,中间一个。非工作
6、钉位于两个工作钉的中间,它的施工工艺制作与工作钉相同,但它的注浆粘结长度不小于本层工作钉的二分之一,且不短于5m。试验结束后,非粘结段再用浆体回填。试验时,用测力扳手进行分级操作,通过扳手上表的显示来确定土钉的轴向拉力是否符合设计要求。2.2土钉预应力的施加土钉施加预应力使用测力扳手进行,土钉端头制作螺纹,通过紧固螺母施加预应力。(1)预应力钢筋端头螺纹在施工现场制作。预应力土钉采用Φ28钢筋制作,端头采用ZGS-40型钢筋剥肋直螺纹轧机轧制。(2)螺母使用高强螺母,螺距P=3mm,螺母对边46mm(M27)硬度等级为10H。(3)由铁道科学研究院铁道建筑研究所做试验与标
7、定,出具试验报告,制定出拉力kN与扭力kN.m的关系曲线,并对扭力扳手进行标定,试件为Φ28钢筋10件。螺母和300mm×300mm×10mm钢垫板各10件。通过试验得出M27螺纹的平均扭矩系数为0.138,施工扭矩=预应力×螺纹规格×扭矩系数平均值,Φ28钢筋预应力定为59.05kN(原土钉拉力设计值的26.8%)。经计算,Φ28钢筋施加扭矩=59·05×27×0·138=220N·m(4)预应力土钉的压浆采用1:0.45水泥素浆。预应力土钉端部80cm范围内套塑料管,套管两端用牛皮纸或土工布塞紧,形成自由端便于张拉。(5
