??????? 摘要:土釘墻支護是通過土釘技術的加固使其成為一個復合擋土結構。盡管該技術應用較為廣泛,但其理論研究卻落后于工程實踐,特別是對于土釘支護軟弱巖質邊坡工程的研究則更少,因此,本文通過分析土釘墻支護的特點,針對邊坡支護的機理,從施工材料及機具的準備,到施工工藝及質量控制的相關技術進行探討,以期充分發(fā)揮土體的空間支護作用,使邊坡位移和變形及時得到約束限制。
??????? 關鍵字:土釘墻支護;邊坡;材料;施工工藝、質量控制
??????? 1 土釘墻支護的特點
??????? 土釘墻支護法,以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度,變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面,在噴層與土層間產生“嵌固效應”,并隨開挖逐步形成全封閉支護系統(tǒng);噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土,使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落,以及隔水防滲等作用。土釘?shù)奶厥饪貕鹤{可使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地質體,其內固段深固于滑移面之外的土體內部,其外固端同噴網面層聯(lián)為-體,可把邊壁不穩(wěn)定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網可使噴層具有更好的整體性和柔性,能有效地調整噴層與土釘內應力分布。
??????? 2 土釘墻邊坡支護的機理
??????? 土釘墻加固與傳統(tǒng)的護坡和擋土墻支撐機理不一樣,土釘墻在邊坡的一定范圍內形成了一個加固區(qū),由于很密的土釘錨桿的作用,滑移面不可能出現(xiàn)在加固區(qū),只能產生于非加固區(qū),從而使滑移面遠離邊坡,達到穩(wěn)定邊坡的目的,加固區(qū)的整體穩(wěn)定,包括加固區(qū)抗傾覆與抗滑移問題,用增加加固區(qū)的寬度和底排土錨桿打成向下傾斜穿過滑移面等措施來解決,土釘墻通過下述幾個方面的綜合作用使邊坡周邊土體形成加固區(qū)。
??????? 2.1 錨固作用
??????? 密布的錨桿與砂漿柱體相結合對周圍土體產生有效的錨固作用,限制了砂漿柱體周圍的土體變形。①土釘不需要施加預應力,而是在土體發(fā)生變形后使其承受拉力工作;②土釘支護在邊坡中比較密集,起到了加筋的作用,提高了土的強度,為被動受力機制。由于土釘在全長范圍內與土體接觸,其荷載傳遞沿整個土體進行。
??????? 2.2 土釘漿孔對土體的擠密作用
??????? 由于土釘錨桿的密度比較大,擠密作用的影響也較大,使加固區(qū)的土體比非加固區(qū)土體密度大。密集的土釘與土釘之間土形成復合土體,其結構類似重力式擋土墻,個別土釘?shù)钠茐牟粫拐麄€結構的功能完全喪失。
??????? 2.3 護坡作用
??????? 土釘墻的面層不是主要受力結構,其主要作用在于保持土體的局部穩(wěn)定性。在公路邊坡治理中,土釘墻的面層還起到防止沖刷、防止雨水滲入坡體影響邊坡穩(wěn)定性的重要作用。
??????? 2.4 土釘受力及規(guī)模
??????? 一般錨桿長度在15~45m之間,直徑較大,錨桿所承受的荷載可達400kN以上,某些預應力錨索設計荷載更可達3000kN。其端部的構造較土釘復雜,以防止面層沖切破壞;而土釘長度一般為3~10m,漿體直徑100 mm左右,一般不提供很大的承載力。單根土釘受荷一般在100kN以下,面層結構較簡單,利用小尺寸墊板及掛網噴射混凝土即可滿足要求。
??????? 目前國內土釘支護結構主要用在建筑基坑支護上,用于公路邊坡支護的較少。這主要是因為基坑深度不大,一般不超過20m。但是山區(qū),道路路塹邊坡很高,原來的力學平衡破壞嚴重,產生的滑坡推力每延米可達1000kN以上,采用土釘支護結構則難以滿足要求。對于一些滑坡推力小的土石質路塹邊坡,仍可采用土釘支護,既節(jié)省投資,也能縮短工期,具有明顯的優(yōu)勢。一些缺乏穩(wěn)定性的高路堤或擋土墻也可以采用土釘支護加固,但還有待于我們改進土釘支護技術,使其優(yōu)點發(fā)揮在整個邊坡支護中。