【摘 要】土钉墙支护技术己在我国边坡支护工程中广泛应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。本文以山地风电场进场道路施工中的土钉墙边坡支护工程为实例，重点阐述了土钉墙边坡支护技术及施工控制要点，介绍了土钉墙主要施工工艺和施工技术要求。针对施工中遇到的实际情况,谈谈自己体会和认识，希望能对今后的道路边坡支护及深基坑边坡支护工程起到作用。
【关键词】土钉墙 边坡支护技术 原理 施工工艺 钢筋网 喷砼 质量控制
1 工程简介
1.1工程概况
国电灌阳马头风电场项目位于灌阳县西部地区，与全州县接壤。进场道路为县道至风电场规划区升压站全长约36km。灌阳境内以山地、丘陵为主，河流沿岸有较为平坦的小冲积平地。进场道路区域地质条件复杂，主要为加里东期花岗岩类，杂砂岩、页岩及碳酸盐岩，存在松软土堆积层、高边坡等，土石方工程量较大，且当地施工气候条件主要特点为：夏湿冬干，夏长冬短，雨季周期较长，对边坡稳定性存在一定影响，该工程共设计4处土钉墙支护边坡。
1.2土钉支护设计参数
（1）土钉为注浆土钉，采用φ48钢管，与水平面间的夹角为15度，土钉竖向间距1.2m，横向间距1m，长8.0m, 第一排锚杆设置在坡顶下0.3m，锚杆上梅花形布眼，孔眼直径ф10mm，间距20—30cm。锚杆为全粘结注浆，注浆材料M30水泥砂浆，注浆压力0.5MPa。
（2）土钉采用常压灌注水泥浆，水泥为普通325#水泥，水灰比0.5。
（3）钢管锚杆端头对称焊接1m长Φ20钢筋，并与喷射砼面板连接成整体。
（4）喷射混凝土面板厚度为15cm，强度为C20混凝土。坡面挂钢筋网，￠8@200*200。坡顶设截水沟，混凝土面层应设置泄水孔和排水孔,泄水孔间距为2m*2m梅花型布置。
2 土钉墙边坡支护原理
土钉支护在边坡中比较密集，起到了加筋的作用，提高了土的强度，密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用，限制了砂浆柱体周围的土体变形，达到稳定边坡的目的。
在土钉支护体系中，土钉是重要的受力构件，土钉的作用是将作用于面层的土压力，通过土钉与土体的磨阻力传递到稳定的地层中去；通过密而短的土钉将支护后土体的变形约束起来，形成由土体、注浆体及土钉组成的复合土体。土钉通道注浆不仅形成了土钉挡墙与地层之间的摩擦带，同时以劈裂、渗透及压密注浆的形式加固了支护后土体，在边坡的一定范围内形成了一个加固区，加固区的整体稳定，包括加固区抗倾覆与抗滑移问题，用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决。
3 土钉墙主要施工工艺及质量控制
土钉：土方开挖—修整边坡—初喷—测放土钉位置—钻孔至设计深度—插拉杆—压力灌浆—绑扎钢筋网片—喷射混凝土—砼面层养护
3.1挖土及修坡
土钉应按照设计规定分层、分段开挖，做到随时开挖随时支护，随时喷射混凝土，在完成上层作业面的土钉与混凝土以前，不得进行下一层土的开挖。
3.2初喷
为使挖好的坡面不产生垮塌，凡挖好的坡面需立即进行混凝土喷射，以使表层固结。其混凝土材料的配合比为水泥：石子=1.5:1.5，水灰比=0.5～0.6。
3.3钻孔
（1）、采用干作业法钻孔时，要注意钻进速度，避免“别钻”。要把土充分倒出后再拔钻杆，这样可减少孔内虚土，方便钻杆拔出。
（2）、采用湿作业法成孔时，要注意钻进时要不断供水冲洗，始终保持孔口水位，并根据地质条件控制钻进速度，一般以300—400mm/min为宜，每节钻杆钻进后在接杆前，一定要反复冲洗，直至益出清水。
（3）、在钻进过程中随时注意速度、压力及钻杆平直，待钻至规定深度后继续用水反复冲洗钻孔中泥砂，直至溢出清水为止，然后拔出钻杆。
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（4）、钻进时要比设计深度多100-200mm，以防深度不够。
3.4拉杆的安设
拉杆应由专人制作，接长采用电弧焊，为使拉杆置于孔的中心，应按设计要求焊接支撑环，钻孔后应立即插拉杆以防塌孔。
3.5灌浆
（1）、灌注材料采用水泥浆，水灰比为0.5～1.0，采用32.5普通硅酸盐水泥，为加快凝固，可掺速凝剂，但使用要搅拌均匀，整个浇注过程要在4min内完成。
（2）注浆采用清孔——底部灌浆——压浆的三步操作工艺。
锚管打入后开始注浆，先将注浆管插入锚管底部，用高压水清洗管孔，洗孔后再将注浆管插入锚管，然后从锚管底部开始注浆，边注边拔管，最后进行口部高压注浆，封孔。
注浆量根据场地土质及环境的实际情况进行调整，回填土的注浆量大一点，粘土因土的密度较大，注浆量就相对减小。在管线处为保证管线的安全，防止因注浆造成管线变形出现事故，注浆量也要减小。
每次注浆完毕，应用清水通过注浆枪冲洗管路，以便下次注浆时能够顺利进行。
3.6 钢筋网
钢筋网通常用钢筋使用前应调直并清除污垢，钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与坡面的间隙不宜小于20mm，钢筋网片采用绑扎方式，网格允许偏差10mm，钢筋搭接长度不小于一个网格的边长，并不小于300mm，钢筋网与土钉应连接牢固，钢筋网外侧宜用加强筋固定在土钉上。
3.7喷射混凝土
（1）、在拌合料搅拌处，必须控制材料质量及配合比符合设计要求，拒绝使用任何不可靠的水泥和级配不良、质量差或含水率大于7%（按重量计）的骨料。
（2）、喷射混凝土的厚度为150mm,强度等级为C20，水灰比0.5～1.0，现场过磅计量。喷射作业应分段、分片进行，同一段应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.8-1.5m范围内，射流方向垂直指向喷射面，为保证喷射混凝土厚度达到规定值，可在边壁上垂直插入短钢筋作为标志。喷射混凝土终凝2h后，应进行养护。
4 施工注意事项
喷射砼原材先检验合格后才能使用，速凝剂应注意保管防止受潮变质。拌合地点距喷射地点较远，速凝剂应在喷射机喂料时加入，若在拌合时加入，应自加入速凝剂时起15分钟内喷完，现场配备2台250KW发电机作为应急电源。喷射人员应穿戴防护用品。喷射砼养护，终凝1～2h后喷水，经常保持湿润状态，养护时间≮14天。
5 施工测量监测
土钉墙边坡支护施工过程中，监测是非常必要的，支护的位移、沉降的测量，地面开裂状态（位置，裂缝）的观察是监测重点。在支护阶段，每天检测不少于一次。对土体内部变形的监测，可在坡面后不同距离的位置布置测斜管，用测斜仪进行观测。其它的监测项目，如土钉应力、土压力和面层应力等，可根据实际工程的需要选择。加强雨天和雨后特别是暴雨后的观测，要设专人观测。 做好施工期间的监测，可以达到信息化施工的目的，对保证工程质量和安全具有重要的意义。
6 土钉墙支护施工体会
目前国内土钉支护结构主要用在建筑基坑支护上，一些缺乏稳定性的高路堤或挡土墙也可以采用土钉支护加固，用于公路边坡支护的较少。伴随着良好社会环境与经济体制的发展，土钉支护技术以其显著的造价、经济、施工工艺等方面的优点，除广泛的应用于一般土层和软土支护外，还将大量地运用于流砂、复杂填土、强膨胀土和砂砾等不良土层中。土钉墙能充分利用土体的自承能力的特点，与喷锚支护相比，其造价低，施工方便。土钉墙施工周期短，与挖土同时进行，很少占用独立工期。挖土与土钉支护都分层分块施工，充分发挥土体的空间支护作用，并在开挖后几个小时内封闭，使边坡位移和变形及时得到约束限制。在山区修筑公路，道路路堑边坡很高，原来的力学平衡破坏严重，采用土钉支护结构则难以满足要求。但是对边坡高度较小、滑坡推力小的土石质路堑边坡，在条件允许的情况下仍可采用土钉支护，既节省投资，也能缩短工期，具有明显的优势。
参考文献：
[1]李喜明;;土钉支护结构设计问题探讨[J];山西建筑;2011年11期.
[2]曾宪民，李世丁，王作民，土钉支护设计与施工手册，北京：中国建筑工业出版社，2002。
[3]冯志众，土钉工作机理和土钉墙稳定性研究，西安建筑科技大学，1998。
论文作者:周志军
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：注浆论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 钻杆论文; 水灰比论文; 钻孔论文; 面层论文; 《低碳地产》2016年7月第14期论文;