土钉墙在边坡加固防护中的应用

土钉墙在边坡加固防护中的应用工程概况图SEQ图表\*ARABIC1本工程采用土钉墙施工的范围是:里程专DK0+299.5～+371.5,长度72米,主要目的是为了确保办公楼不致于在路堑开挖时而遭受破坏,确保办公楼能正常使用，土钉墙下部另设7米高的挡土墙。施工方案原设计该段施工采用明洞方案，后经过变更采用土钉墙施工，节省资金约一百多万元，同时加快了施工进度，获得的好评。土钉墙具体施工工艺流程如下：工艺流程表边坡开挖→边坡修整→定位放线→钻孔→安放锚杆→注浆→挂网→喷射砼2．1边坡开挖采用挖掘机进行开挖，预留20-30cm人工修坡，分层开挖深度不大于2米，并在土钉孔位下50cm，以确保土钉成孔的工作面。土方开挖我们严格按设计和规范要求进行分层分段开挖，按作业顺序施工，在完成上层作业面的土钉注浆体及喷混凝土强度未达到设计的70%，不得进行下层土方的开挖。2．2边坡修整按设计1：0.36的坡率,采用人工修整,为确保喷射面层的平整，该工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡，可在支护面层背层部插入长度为400~600㎜，直径不小于40㎜的水平包滤网排水管，其外端伸出支护面层，间距为2m，以便将喷砼面层后的积水排走。在进行边坡修整时，要注意预先埋设喷射混凝土厚度的控制标志。本工程在边坡修整后，进行第一次喷射厚5Cm的C20混凝土。2．3定位放线图2设计在该坡面上设置纵向9排土钉,横向61根土钉,土钉的水平间距和竖向间距均为1.2米。（如图2）测量人员按设计要求，用Φ8长30cm的钢筋钉入每一个土钉的位置，并用线控制横向水平和纵向的垂直度。2．4钻孔人工采用洛阳铲成孔，每个孔的倾斜角为20。，孔径为0.13米,根据设计要求，最顶上两排的孔深为12米，接下来两排为13米，再接下来为15.75米,后两排为14.65米,最后一排为13.5米。（如图1）成孔后进行清孔，并请监理检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即压浆处理，并及时安设土钉钢筋并注浆。钻孔允许的偏差:倾斜度不大于30%,孔深为±50mm。2．5安放锚杆钢筋锚杆按孔深长度加25Cm进行下料加工,使用前应调直并除锈去污。钢筋接长时，采用绑条焊接长，每条焊缝不小于５ｄ。土钉安装之前进行隐蔽检查验收。安放时应设定位支架，为避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉杆应一起放入孔内，注浆管应插至距孔底250mm－500mm，为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管。2．6注浆注浆前，将孔内残留或松动的废土清理干净，注浆开始或中途停止不能超过30MIN，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。注浆材料采用水泥砂浆，配合比为1：1~1：2（重量比）并应严格控制水灰比W/C=0.38~0.45；注浆采用注浆导管，把导管插入钉孔底部，随着浆液的注入,将导管缓慢均匀拔出，必须保证砂浆均匀地填满钢筋与孔壁间的空隙,但出浆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。注浆采用压力注浆,一般为0.2MPa。土钉孔注浆后应至少养护7天，养护期间，严禁敲击钢筋。2．7挂网钢筋网片采用φ8@200×200双向布置，加强筋采用φ16的钢筋（如图2）。钢筋一般采用双面焊接，焊接长度应大于5d。钢筋网片与土钉焊接成一体，保证在喷射砼时钢筋不晃动。钢筋网安装完毕，自检查合格后及时进行隐蔽验收。2．8喷射混凝土在进行钢筋网隐蔽验收后，并且做好钢垫板、螺母、PVC排水管等予埋件的埋设后开始进行喷射第二次C20混凝土，厚度9CM。在第二次混凝土初凝后进行喷射M20的水泥砂浆找平层，厚度1CM。图3喷射混凝土作业应注意的事项：2.8.1喷射作业分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射的混凝土厚度不超过40mm；2.8.2喷射混凝土时，空压机风量不宜小于9㎡/min,气压0.2~0.5Mpa,喷头水压不宜小于0.15Mpa,喷头与受喷面保持垂直，距离宜为0.6~1.0米;2.8.3喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3~7d。2.8.4混凝土分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行。3、土钉墙稳定性分析及效果观测在土钉墙施工前，为了验证锚孔壁对砂浆的粘结强度τ=60Kpa的设计参数，我们取3孔做破坏性拉拔实验，每孔的孔深、钢筋长度、注浆深度均为12米。根据每根土钉的抗拔拉力计算公式：P=D*π*τ*LD--------孔径τ-------抗剪强度或土钉界面粘结强度L--------土钉伸入稳定土体中的长度我们算出抗拔拉力为：P=D*π*τ*L=0.13*3.142*60*12=294KN。在水泥浆达到设计强度后，我们请某建筑设计研究院来进行土钉抗拔试验，每根土钉的极限抗拔力施加均不小于295KN后得出的试验结果如下：试验数据表编号最大施加荷载（KN）累计位移量（mmm）极限抗拔拉力（KN）备注129527．22≥295229533．51≥295329538．05≥295根据试验结果，确认在最大试验荷载作用下，土钉位移稳定，未达到极限状态，符合设计要求的抗剪强度τ=60Kpa。因此，可以判定单根土钉的极限抗拉力符合稳定性要求。我们在土钉墙施工后，在办公楼前端设置观测桩进行监测，根据观测资料，桩的水平位移和沉降记录都在极小的数值范围内，数值变化也不大，并且土钉墙经过2005年的几次大暴雨冲刷，仍处于稳定状态，未发生坍塌和位移沉降变形等现象，这说明本土钉墙的加固效果是成功的。4、结束语通过总结本工程土钉墙技术在边坡加固防护中的应用，有以下两个方面的实践经验值得以后施工类似工程用来参考：4．1施工规范中规定每层开挖的深度不超过2米，但由于一般土钉墙的间距都超过1米且为了工作面能够展开，加快施工进度，我们在土质好的情况下开挖深度达到3~4米。4．2设计采用注浆材料一般