维普资讯 http://www.cqvip.com １８８ 西部探矿工程 ２００８年第７期 隔水帷幕与土钉墙在基坑支护中的组合运用 强运坤 （浙江省义乌市水务局，浙江义乌３２２０００） 摘要：降水和挡土是保证建筑深基坑开挖得以顺利进行的重要措施，将定喷隔水帷幕与土钉墙支护 组合运用能够收到良好的效果。结合工程实例，论述了这项技术的一般原理和要点。 关键词：土钉墙；隔水帷幕；基坑支护；设计；施工方法；厂房建筑 中图分类号：ＴＵ９４２文献标识码：Ｂ文章编号：１００４－－５７１６（２００８）０７—０１８８～０３ 某基坑需进行基坑开挖，开挖土层厚度为７．０ｍ，场 保证土钉对土体的锚固和加强作用。如隔水帷幕施工质 量良好，则后续工作量很少，这也是其一大优点。 ２基坑支护设计原理 ２．１定喷隔水帷幕设计 区地基土由上至下分别为冲洪积粉质粘土、粉土、粉砂， 总厚度约６．０～７．０ｍ，持力层基岩为中等风化泥岩。地 下稳定水位为地表下约１．０ｍ，临近场地挖孔桩施工过 程中形成流砂，孔壁塌陷较严重。该压洗池周围可作业 采用定喷三重管法施工隔水帷幕，其原理是：将高 压清水、空气、水泥浆液通过特制钻杆送至钻杆底部，通 场地狭窄，无法进行全放坡。 过喷嘴形成水、气同轴喷射流，冲刷切割土体成槽（或 １基坑支护方案的选择 基于挡土的目的选择土钉墙支护，它是一种新型挡 桩）。水、气喷嘴以下的水泥浆喷射流注入，置换部分土 土技术，其实质属于土体加筋技术的一种。利用土钉与 体，并与土体混合，形成具有一定厚度和强度、渗透性较 土体牢固结合而共同工作，从而弥补了土体自身强度的 低的水泥土固结体。施工时使其相邻喷射固结体相互 则形成封闭的隔水帷幕。 不足，增强了土坡坡体自身的稳定性。土钉墙支护施工 搭接，设计时初拟施工参数，根据工程地质情况和以往经 灵活、安全迅速、无噪声、无污染，对施工机械要求低，对 场地要求小，与传统的围护工艺相比，边开挖边围护，工 验，采用工程类比法拟定水泥浆水灰比、喷水压力、喷浆 期大大缩短。从经济角度考虑，与地下连续墙及带支撑 压力、提升速度、喷射孔距以及喷射角度。正式施工前 进行现场喷射试验，通过检验定喷效果对设计初拟参数 的支挡型围护结构相比，造价降低约３０ ～５０ ９／６。 土钉墙支护，适用于地下水位以上或降水后密实性较 进行调整，以确定最佳施工参数。好的砂土或可塑以上的粘性土。对于本基坑而言，土钉支 ２．２土钉墙支护设计 护在砂ｌ生土层中的运用，降水阻水是成功的关键。只有把 ２．２．１放坡与护面 地表以下３．０ｍ进行第１级放坡，根据基坑土体类 地下水降低，才能提高土体的抗剪强度和内摩擦角指标， 型，放坡坡度采用（１：１）～（１：０．８）。在坡顶和坡面打 土钉的锚固力也相应提高，从而缩短土钉，减少工期。 在考虑降水措施时，主要从井点降水和定喷隔水帷 入３排１．０ｍ长的粗钢筋，水平间距２．５ｍ，坡面挂细铁 幕中进行选择。采用降水措施时，应充分考虑水位下降 丝网，外喷射５０￣１００ｍｍ厚Ｍ５水泥砂浆，形成加筋柔 对周围环境的影响。如采用井点降水措施，坑外水头降 性护面。喷浆罩面的目的是防止浅层土体松弛、崩解，低，地面沉降会对该基坑周围临近建筑物产生不利影 避免边坡遭受雨水冲刷。地表３．０ｍ以下，按１：０．２５ 再进行土钉支护。 响。同时，开挖土层的渗透速度较小，井点降水恐难收 放坡，同样做水泥砂浆护面，到良好效果。此外，井点降水连续作业、不断电要求高， ２．２．２土钉墙的计算方法 土钉墙的破坏，应按外部稳定性和内部稳定性破坏 需配备足够的降水设备及备用发电机，花费较大。 而在土钉墙外围采用隔水帷幕则能避免井点降水的 不足。一方面，它能够保证帷幕外土体与地下水位的稳定 及饱和，减少对周围环境的影响；另一方面，显著降低帷幕 内土体的水力梯度和形成流砂的可能性，避免地下水对边 坡土体的润滑和膨胀作用，为土钉提供良好的工作环境， ２种情况计算。 （１）土钉墙外部稳定性计算。将土钉墙作为重力 式挡墙，进行主动土压力情况下的抗倾覆、抗滑移验算， 其安全系数分别不应小于１．３和１．５。 （２）土钉墙内部稳定计算。土钉受力很复杂，通常 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第７期 西部探矿工程 １８９ 拉力、剪力、弯矩并存。大量试验认为，土钉墙的剪力作 用是次要的，而土钉相对弯曲刚度对土钉墙安全系数提 定喷帷幕轴线 高０ ￣－－１５ 。设计时仅考虑抗拉作用偏于保守，但很 方便。 本设计参考ＪＧＪ１ ２０—９ ９《建筑基坑支护技术规程》 （后简称《规程》）中的方法。该方法以朗肯土压力理论 为基础，根据土钉墙倾角进行修正，在计算土钉拉力的 同时，也进行了破裂面分析，即作了内部稳定分析。对 于比较简单的土钉墙，在作了直线滑移面分析后，也可 不进行复杂的圆弧滑移面分析，但要从构造上保证土钉 有足够的锚固长度。 《规程》中土钉拉力的计算，其极限平衡状态如图１ 所示： 滑动面 Ｗ Ｅ 中… 摩擦角 图１土钉极限平衡状态 《规程》在分析中近似取０—１／２（ｐ一 ）以简化计 算，计算表明，一般情况下误差不超过２ 。 本工程中给土钉拉力方向一个水平向下的角度 ｃｇ为０￣￣２０。），以使土钉进入强度较高的下层土中，有 利于增加土钉的锚固性能并利于注浆。 （３）土钉的选型及长度计算： 土钉的选型：考虑到现场土质为粉土及粉砂，成孔 困难，故采用打入注浆型土钉。 土钉长度由两部分组成：土体破裂面以内长度Ｉ 和锚 固长度Ｌ锚。其中Ｉ锚是由土钉的抗拔承载力确定的。 单根土钉的抗拔承载力一般通过抗拔试验确定，为 消除施工工艺的偶然性，设计中取最小值并除以安全系 数Ｋ。对于临时土钉抗拔安全系数，中国建筑科学研究 院地基研究所提出：粘土、粉质粘土Ｋ取１．３～１．４，砂 性土取１．２～１．４。在无试验资料时土钉抗拔承载力亦 可根据经验数据由计算确定，施工前再作抗拔试验，以 验证设计数据。 ３保证支护质量、安全的主要技术措施 隔水帷幕与土钉墙支护总平面布置如图２所示。 Ａ—Ａ、Ｂ—Ｂ断面如图３所示。 ３．１定喷隔水帷幕采取的技术措施 （１）为加速进度、提高帷幕防渗效果，所用水泥为 图２隔水帷幕与土相墙支护总平面布置 ㈠ 图３ Ａ—Ａ（Ｂ—Ｂ）剖面 早强型水泥或普通水泥内添加适量早强剂。 （２）为保证帷幕厚度（ ２００ｍｍ）并良好搭接（水平 方向搭接长度 １５０ｍｍ），正式施工前应进行试喷并检 验效果，以对初拟施工参数进行调整。 （３）为避免相邻孔出现窜浆，影响帷幕质量，采用跳孔 施工法，即待已施工孔水泥土初凝后再施工其相邻孔。 （４）水泥土浆在凝固过程会中出现沉淀现象，使其 凝固后的墙体标高低于设计标高。故应在其初凝下沉 后，采用施工过程中形成的水泥土冒浆或纯水泥浆对其 进行回灌，使其达到设计标高。 ３．２土钉墙采取的技术措施 （１）为节约工期并及时保护已开挖面，土方开挖与 土钉施工交叉进行，做到开挖一段、支护一段。同时，土 方开挖从中间向四周进行，有利于排除帷幕内积水和边 坡稳定。 （２）土钉水平间距１．２ｍ，采用 ４８ｍｍ钢管，其上 预钻注浆孔及外焊倒刺，增加与土体的锚固性能。必须 保证注浆压力，并辅以注浆量检验注浆效果。 （３）严格控制土钉人土长度，以保证土钉足够的锚 固长度。 （４）土钉墙底加设１排泄水孔（ １０ｍｍＰＶＣ管）， 距坡脚１＂－￣２ｍ挖排水明沟及集水井，用于排除土层内 积水和雨水。 维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ９Ｏ 西部探矿工程 ２００８年第７期 电力预防性定期试验在中小型电站的应用和作用 天：吴 敏 驭 （广东水电二局股份有限公司，广东增城５１１３４０） 摘要：针对目前水电厂绝缘技术监督管理，阐述电气设备绝缘技术监督的必要性，定期安排此工作 可以有效地减少电气设备事故，确保生产安全与经济效益。 关键词：减少；事故；定期；预防性试验 中图分类号：ＴＶ７３７文献标识码：Ｂ文章编号：１ＯＯ４—５７１６（２ＯＯ８）０７一Ｏ１９Ｏ—Ｏ２ 电气设备本身运行质量是否良好是电气设备能够 量吸收比来判断绝缘缺陷。 安全、可靠、经济地运行的主要因素，而设备运行状况的 １．３测量介质损失角 好坏是怎样进行判断的呢？通常是给电气设备做预防 它是一项灵敏度很高的试验项目，它可以发现电气 性试验，即对已投入运行的设备按规定的试验条件、试 设备绝缘整体受潮、劣化、变质以及小体积被试设备贯 验项目和试验周期进行试验，从而来判断设备能否继续 通或未贯通的局部缺陷。例如，对绝缘油而言，一般在 投入运行。它是预防设备损坏以及保证设备安全运行 耐压试验时，好油的击穿场强可达２５０ｋＶ／ｃｍ，坏油为 好油和坏油的击穿场强在数值上的差别是 的重要措施。它能够准确地诊断出电气设备的运行状 ２５ｋＶ／ｃｍ，况，能及早的发现运行设备所存在的问题，防患于未然。 １Ｏ：１。但是测量其介质损失角时，好油的很小，其 １ 电气设备预防性试验常规项目及诊断方法 ｔａｎ￣：０．０００１，而坏油则大到ｔａｎ￣＝０．１，二者之间的差 别是１：１０００，也就是说，后一种试验的灵敏度较前者 １．１测量绝缘电阻 它是一种最常用而又最简单的试验方法，通常用兆 提高１００倍。 由于介质损失角测量具有很高的灵敏度。所以在 欧表进行测量。根据测得的试品在ｌｍｉｎ时的绝缘电 阻的大小，可以检测出绝缘是否有贯通的集中性缺陷、 电工制造和电气设备交接和预防性试验中都得到了广 整体受潮或贯通性受潮，但不能检测出绝缘的局部缺 泛的应用。但是，当被试品体积较大，而缺陷所占的体 积又较小时，用这种方法就难以发现了。 陷。 １．２测量泄漏电流 １．４ 交流耐压试验 它与测量绝缘电阻的原理基本上是相同的，而且检 出缺陷的性质也大致相同。但由于泄漏电流测量中所 用的电源一般均由高压整流设备提供，并用微安表直接 读取泄漏电流。因此，它与绝缘电阻测量相比又有自己 以下的特点：第一，试验电压高，并且可随意调节；第二， 泄漏电流可由微安表随时监视，灵敏度高，测量重复性 它是破坏性试验中的一种，它能进一步诊断出电气 设备的绝缘缺陷。交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘 强度的最严格、最有效和最直接的试验方法，它对判断 也较好；第三，根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电 阻值，而用兆欧表测出的绝缘电阻值则不可换算出泄漏 电流值；第四，可以用ｉ—ｆ（ｕ）或ｉ—ｆ（ｔ）的关系曲线测 电气设备能否继续投入运行具有决定性的作用，也是保 证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。 １．５ 直流耐压试验 它除能发现设备绝缘受潮、劣化外，对发现绝缘的 某些局部缺陷具有特殊的作用，往往这些局部缺陷在交 流耐压试验中是不能被发现的。 （５）对基坑开挖实施动态监测，达到信息化施工的 好，可达到预期目的。但对定喷帷幕施工的技术参数应 目的。最直观、最重要的是监测土钉墙顶面的水平和垂 进一步改进，并应设法对回浆重复利用以减少浪费；如 直位移，必要时采取补救措施，消除隐患。 ４工捍体会 何采取合理的技术措施来扩大土钉墙支护的适用范围， 进一步提高其安全性可靠性，也有待广大技术人员继续 隔水帷幕和土钉墙在本工程中的组合运用效果良 探索和总结。