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摘要：土钉墙作为深基坑支护的施工技术，以其独特的受力性能、良好的技术经济效果，被越来越多地使用于工程项目中，并取得了明显的技术经济效益。文中结合特大山洪泥石流灾后恢复重建公路深基坑工程中成功应用的实例，阐述了土钉墙支护技术在公路工程中的应用前景。
关键词：土钉墙支护技术；公路深基坑；施工应用
前言
深基坑支护技术是伴随着城市的经济发展和建设而发展起来的，土钉墙支护技术是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构, 由于经济、可靠且施工速度简便等优点, 已得到迅速推广和应用, 发挥了良好的经济效益, 已成为基坑支护的主要手段, 并产生了许多创新的发展, 开拓了土钉墙的应用领域。
1土钉支护概述
土钉支护是指以密集的土钉群作为筋体用于加固和稳定岩土边坡的柔性被动支护技术,或指利用土钉技术形成的支护结构。土钉支护通常由土钉群、被加固的原位岩土体、混凝土或钢筋混凝土块、板、梁柱等连续或不连续的面层及必要的排水、防水系统组成。土钉支护类型包括:
1.1由土钉与含钢筋网或土工格栅网的喷射混凝土面层构成的支护结构;
1.2由土钉与将各个钉头拴系在一起的钢筋混凝土网格梁及边梁或地梁组成的支护结构,其中又包括网格梁下有喷射混凝土层和无喷射混凝土层两种;
1.3独立的土钉及钉头混凝土保护块构成的支护结构;
1.4由土钉与立柱及挡土板构成的支护结构;
1.5由现浇或预制的钢筋混凝土面板拼装成连续面层并与土钉结合构成的支护结构。
2工程概况及工程特点
2.1 工程概况
本论述所述工程为特大山洪泥石流灾后恢复重建公路上跨某水电站尾水渠而设的一座框架箱涵，设计采用两个分离式钢筋混凝土单箱双室异形框架结构，主要工程量为基坑开挖土方32956m3，现浇混凝土4268m3，加工钢筋614t。工程已于当年顺利完工并投入使用。
2.2 工程特点
该水电站尾周边既有公路和电站多条施工便道穿越箱涵施工场地，桥位地势狭窄，可提供放坡开挖空间有限。基坑开挖深度最浅10m，最深至14.76m，基坑底部开挖面积近1000m2，且地下水位较高，属于典型的深基坑。基坑边坡支护方案的合理制定及实施对于周边建筑安全及施工人员设备安全至关重要。
3基坑支护技术方案的选择和支护方案设计
3.1 基坑支护技术方案的选择
工程场地位于南岸岸提，场地地层自上往下分别为杂填土、洪积碎石土、淤泥及冲洪积角砾土和卵石土，场地土质不均；开挖深度范围内主要以冲洪积的角砾、碎石土、卵石土为主，偶含孤石，颗粒间以黏土和细砂充填。基坑开挖深度10.00～14.76m，最大可放坡比为1:0.3。结合工程特点，通过技术经济综合分析，采用土钉墙支护方案最为经济可靠。
3.2 支护方案设计
经过软件分析计算确定支护参数，开挖坡度1:0.3，土钉道数9 道，水平间距1.5m，竖向间距1.0m，倾角15°，杆体φ48 钢管，梅花型布置。坡顶钢筋网翻边1.5m，坡顶及放坡平台内设置摩擦锚桩（结构需要，支撑坡顶网），采用Φ48 钢管，1.5m，间距1.5m。居民楼局部用加长锚杆补强。以上支护结构经过软件验算符合相关要求，见图1。
图1 土钉墙支护结构示意图
3.3 土钉墙施工工艺
3.3.1 施工准备
在正式施工前，应充分掌握锚固工程范围内地层的种类及土层的物理特性、管道、电缆的分布情况，做到有的放矢，同时检查现场水电量是否满足施工要求。
3.3.2 土方开挖
土方开挖必须紧密配合锚喷支护施工。土方必须分层开挖，每层开挖深度1.5～2.0m，严格做到开挖一层，支护一层，上层未支护完前不得开挖下一层，同时开挖要到位，不得欠挖，严禁超挖。在机械开挖后，立即组织人工按照设计放坡系数修整边破，以利于后期施工。
3.3.3 钻孔
根据场区土层情况选用潜孔钻成孔或跟管钻进设备成孔。成孔前，根据设计，定出孔位，作出标记。钻机开钻前，应检查钻杆的角度位置，确保钻杆在水平方向的误差在±50mm以内，垂直方向的误差在±100mm 以内，钻进过程中，随时注意钻进速度，避免“卡钻”，应把土充分倒出后再拔钻杆，减少孔内虚土，提高钻进效率。
3.3.4 杆体加工及下放
用作土钉杆体的锚杆应平直，采用套管连接，沿杆体轴线方向每隔1.5m 设一个居中支架，支架用￠8 钢筋制作，将￠8 钢筋弯成弧形与土钉相连接。锚孔成孔后，尽快安放制作好的锚杆，在锚杆放入锚孔前，认真检查锚杆组装的质量是否满足设计要求，在安装锚杆过程中，严禁杆体扭曲变形。
3.3.5 注浆
采用注浆机进行注浆。一般情况下压注水泥浆，水泥浆水灰比1：1，孔口注浆压力0.5～1.0MPa。当地下水较大时采用水泥-水玻璃浆液，水泥浆水灰比1：1，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水玻璃35 波美度，施工时具体比例根据现场情况进行调整。注浆时将注浆管插入距孔底100 ～150mm 位置，注浆泵压力调整在0.5 ～0.8MPa，使浆液通过注浆管慢慢注入孔底，水泥浆液液面逐渐上升直至孔口后，稳压注入3～5min 后停止注浆，封堵孔口。若浆液硬化而未能填满锚固体，应及时补浆。注浆过程中浆液采用循环搅拌，随搅随用，循环搅拌浆液时间不得少于2min，浆液应在初凝前用完。
3.3.6 铺设钢筋网
钢筋网加工成网格为20cm×20cm 网片，人工安装。安装时将钢筋网片点焊在土钉杆体上，网片应贴近坡面铺设，钢筋网贴岩面一侧留出2～3cm 保护层，网片间搭接长度≥20cm。边坡上的钢筋网片要在基坑开口外翻1.5m。
3.3.7 喷射混凝土
喷射混凝土均采用TK-961 型混凝土湿喷机，利用湿喷工艺施工。喷射混凝土的施工顺序为：施工准备→ 施喷面处理→ 沙石、水泥、水计量配备→ 搅拌→ 装运→ 加速凝剂、现场施喷。喷射混凝土施工要点为：开挖后应立即对岩面初喷混凝土，以防岩体发生松弛，喷射前应设置控制喷砼厚度的标志；喷射前处理危石，用高压风吹净岩面，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理；喷射机具安设在安全地带，在不良地质地段，设专人随时观察坡面变化情况；喷射混凝土时，喷头工作风压控制在0.10~0.12MPa，喷头与喷面保持垂直，喷头距喷面0.8~1.0m，由下向上分段、分片、分层螺旋式喷射，先喷射填平有较大凹洼处；喷射时在先喷射混凝土达到初凝后方能喷射下一层，首次喷射混凝土厚度应不小于50mm；施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头，处理故障时断电、停风，发现堵管时立即停风关机；喷混凝土配比，喷射方法按设计参数及施工规范进行；新喷射混凝土终凝后2h 后要洒水养护。
结束语
总之，我国幅员辽阔,各地地质条件不一,岩土性质复杂,且土钉支护在我国公路工程中的应用历史还较短,因此有关土钉支护的研究和实践还有待深人。土钉支护安全可靠、节约资材、缩短工期、施工简单,是一种很好的深基坑支护形式,它将在我国的公路、铁路建设中得到更为广泛的应用。
参考文献
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论文作者:樊占东
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/2
标签：混凝土论文; 基坑论文; 浆液论文; 钢筋论文; 工程论文; 结构论文; 技术论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;