土钉机在公路滑坡管理中的应用

土钉机在公路滑坡治理中的应用摘要:土钉是一项原位岩土加筋技术，适用于基抗开挖支护和边坡加固。本文结合坪乳线洋碰西滑坡处治工程实践，对土钉的类型、适用性、特点、作用机理、设计方法和施工方法进行介绍。关键词:土钉类型，特点，机理，设计施工１概述土钉是将拉筋（常用钢筋做拉筋）插入土体内部，使其全长度与土粘结，并在坡面上喷射混凝土，从而形成土体加固区带，其结构类似于重力式挡土墙，用以提高整个边坡的稳定性。适用于基坑开挖支护和边坡加固，是一项实用的原位岩土加筋技术。土钉技术在我国部分城市的深基坑开挖中得到应用，具有广泛的应用前景。由于土钉作用机理、破坏形式和破坏原因较复杂，加之土钉技术应用时间较短，许多工程技术人员对这种边坡支护方法还不太熟悉，有必要进行介绍。作者结合省道１９４７线（即坪乳线）洋碰西滑坡处治的工程实践，简略地谈谈土钉的类型、特点、作用机理、设计和施工方法。２土钉类型、适用性及特点2.１土钉的类型按施工方法不同，土钉可分为钻孔注浆型土钉、打入型土钉和射入型土钉三类：（１）钻孔注浆型土钉：先在土坡上钻直径１００～２００mm有一定深度的横孔，然后插入钢筋、钢杆或钢绞索等小直径杆件，再用压力注浆充实孔穴，形成与周围土体密实粘合的土钉，最后在土坡坡面设置与土钉端部联结的联系构件，并用喷射混凝土组成面层结构，从而构成一个具有自撑能力且能够支挡其后来加固体的加筋域。这是土钉中应用最多的形式，可用于永久性或临时性的支挡工程。（２）打入型土钉：采用ZSTD-150土钉机（气动冲击锚杆机）将钢杆直接打入土中。长度一般不超过６m。用气动土钉机每小时可打入１５根。其提供的摩阻力较低，因而要求的钉杆表面积和设置密度均大于钻孔注浆型土钉。但由于防腐问题难以解决，因此，多用于临时性支挡工程。（３）射入型土钉：由采用压缩空气的射钉机依任意选定的角度将直径２５～３８mm，长３～６m的光直钢杆（或空心钢管）射入土中。土钉可采用镀锌或环氧防腐套，土钉头通常配有螺纹，以附设面板。这种形式施工快速、经济，适用于多种土层，具有很大的发展潜力。2.２土钉适用范围（１）适用于地下水位低于土坡开挖段或经过降水使地下水位低于开挖层的情况；（２）适用于有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉性土、黄土类土及弱胶结的砂土边坡；（３）对标准贯入击数低于１０击或相对密实低于０.３的砂土边坡与不均匀系数小于２的级配不良砂土，土钉法不经济；（４）对塑性指数Ⅰ犘＞２０的粘性土，必须仔细评价其徐变特性后，方可将土钉用作永久性支挡结构；（５）土钉法不适用于软土边坡，也不适用于侵蚀性土（如煤渣、矿渣、炉渣、酸性矿物废料等）中作为永久性支挡结构。逢

2钓.晶３土喊钉的特琴点于浅（１）块对场地幕邻近建息筑物影梅响小。室由于土点钉施工最采用小呀台阶逐升段开挖碎，且在梯开挖成丧型后及质时设置荒土钉与欧面层结纠构，使握面层与庸挖方坡滨面紧密检结合，荐土钉与里周围土尾体牢固歌粘合，拒对土坡扑的土体辞扰动较认少，对变相邻建位筑物的改影响小隆。轿嚼（２）备施工机粥具简单发，施工枝灵活。络设置土介钉采用乡的机具挠及喷射启混凝土亮设备都姜属可移怪动的小佣型机械吃，移动扭灵活，贯所需场劝地也小乱。此类我机械的聚振动小巷、噪声捧低，在糠城市地近区施工泪具有明激显的优毙越性。另土钉施刺工速度膊快，在谎开挖过互程中较泽易适应轮不同的悉土层条鼻件和施候工程序顽。存肚（３）静经济效启益好。剥据西欧碧统计资愚料，土荡钉支护沟比锚杆光墙支护回方案可厉节约投该资１０陡％～３巧０％。滔在美国浆，按其医土钉开食挖专利嚷报告（四犈犖犚恐１９７睁６）所州指示的叙可节约蜂的投资回３０％驳左右。注国内据熊９项土悬钉工程系的经济双分析统等计，认烟为可节震省投资叛３０％趁～５０桥％奋。什稀３土串钉的作虏用机某理顺孤土体的估抗剪强羞度较低疾抗拉强旦度几乎驼可以忽言略，但坛土体具形有一定坚的结构珍整体性踢。在土润体内放骆置一定场长度和糟密度的备土钉后冬，土钉催与土共舱同工作厌，弥补轰土体自惰身强度仍的不足璃，构成答复合土师体。土膊钉在复羡合土体堆内的作廉用主要唱有屯：齿海（１）删箍束骨轧架作用梅。这是听由土钉执本身的帖刚度、户强度以盲及它在采土体内闷分布的份空间组抵合方式丙所决定尊的。它穿具有约眨束土体亏变形的坑作用，助并使复竟合土体涨构成一国个整体零。闷速（２）壮分担作匠用。在冶复合土真体内，描土钉与匀土体共蹦同承担勿外荷载愁和土体企自重应圆力，土怖钉起着问分担作绘用。土谨钉分担淡的比例流取决于赴土钉与洪土体的敢相对刚登度比、颗土钉所莫处的空郊间位置免及复合庸土体的跃应力水浩平倾。星捕（３）唇应力传炭递与扩祥散作用容。在相怨同荷载职作用下抢，土钉笋墙土体闹部分的踩应变水魂平比素首土边坡纽低，从券而推迟牲了开裂驻域的形免成和发商展（如灾图１所捞示）舰。低寸(由略赏)哈（４）绢坡面变危形的约此束作用指。在坡坐面上设板置与土考钉连在饲一起的挂钢筋网挪喷射混僵凝土面伯板，是淘发挥土挑钉有效圣作用的著重要组斗成部分烫。家船４土如钉设耐计盗宝4再.轧１土钟钉设计榜内袜容决润（１）分确定土拢钉墙的框平面与掉剖面尺席寸及分嫁段施工计高度恳；疮锣（２）重确定土山钉的布疮置方式炒和间距耗；文苹（３）相确定土导钉的直湖径、长礼度、倾锄角及在重空间的亲方向功；详酸（４）切确定土港钉钢筋州的类型体、直径逆和构造革；胜推（５）就注浆配胶方设计摆，注浆绑方式，维确定浆狸体强度驾指标打；衔缺（６）千喷射混正凝土面冈层设计肌及坡顶负防护设级计喇；滔刘（７）圈土钉抗志拨力验统算铜；需碰（８）剂进行整庭体稳定碌性分析龙；些殖（９）荒变形预始测和可灶靠性分眠析和；凑评（１０屿）施工冷图设计色及其说效明箭；附庆（１１论）现场秒监测和况质量控茅制设计共。家茫4敏.裕２土优钉构造寿设辽计志迹（１）房土钉墙龙坡度宜间为洲１序∶益0堂.冻３～桂１兽∶躲0罢.降７，有兆时可根傲据实际艰情况与辽路基边霞坡同坡炭；沸庸（２）样土钉必场须和面饰层有效兵连接在胞一起，勒常设承约压钢板支和加强辱钢筋盖；把宽（３）共土钉的报长度宜另为开挖府深度混的污0竭.尿５提～照1谊.道２倍，换土钉间映距宜为暮１～璃２济m指，土钉帝与水平李面夹角耳宜为１直０编°刊～２浩０界°廉；析限（４）豪土钉钢走筋宜忧用对Ⅱ为级以上启螺纹钢堂筋，钢判筋直径宋宜为１粒６～３驻２眨m爱，钻孔企直径宜锐为７０赛～１２隙０乔m绸m坏；合书（５）径喷射混捷凝土面驳层厚度击宜为８牵０～２寿０舰０衡m私m毫，常用跃１０郑０贯m焦m吹；衔涛（６）亿喷射混太凝土设赴计强度阳等级不红宜低于沾犆２０袍；嘴叛（７）诵喷射混责凝土面火层中应陪配以钢租筋网，饰钢筋网孝宜采猾用派Ⅰ短级钢筋复，钢筋季直径宜珍为６～饥１恼０治m枪m贸，钢筋缸网间距剪宜为１脸５０～截３０端０额m雨m巷；咬抵（８）望注浆材启料宜用著水泥净千浆或水蔽泥砂浆忘，其强声度不应惕低于２陕０暂MP锐a姜；壳皱（９）雀施工图渣设计应劈说明施班工中每经层开挖烟高度和币长度众；循先（１０跳）土钉雁墙顶地霞面应做误混凝土睁护面，僻在坡顶疮和坡脚羽应做好帜排水设倡施，严模禁雨水谁、污水惰等地表们水渗入驶坡体并；香狸（１１挺）坡体捏开挖后意暴露时叹间应尽连可能缩动短钞。标娇５土激钉施错工炕拣土钉施呈工包括词以下几争个方面释。周疑5古.仔１工吨作面开挑挖百灰土钉施衡工是随移着工作们面开挖昼分层施纱工的，风每层开店挖的最违大高度累取决于添该土体竖可以站渐立而不员破坏的炼能力，此在砂性过土中每料次开挖金的高度率为狠０水.享５～疮２洲.册０帐m急。开挖抄高度一迫般与土傅钉竖向著间距匹拳配，便案于搭设竿脚手架耐及土钉塘施工黑。洋钳5丸.望２土穷钉施更工粗若土钉施莲工包括扶成孔、欠清孔、秘置筋、棒注浆等吐工序反。宾盈（１）燃成孔：咸根据设装计要求锋的平面驳位置、逢孔深、剩下倾角柜、孔径监，选择饥合理的阴钻孔设厨备。目谢前常采狸用多节欧螺纹钻办头干法舒成孔。腰钻机可化采露用定X宵J婶－１０偶０型钻筝机，也蠢可采害用朽YT职N晓－８７约型土层碎锚杆钻洗机。成母孔质量叠标准：禾孔位偏盾差煮±滥５房m赔m垫，倾斜祝度偏凳差厚±惩２杀°让，孔深趟偏争差酿±呀１０精０笨m娱m愈。既并（２）首清孔：捆采用追０缓.颠５～０焦．墓６理MP君a触空气压千力将孔基内残留不及松动拔的废土肾清除干工净。当头孔内土调层的湿淡度较低条时，需言采用润清孔花管拴由孔底蔬向孔口个方向逐佩步湿润黑孔壁，友润孔在简管内喷关出的水淹压不宜大超过企０按.傍１骨５担MP片a甘。充俘（３）存置筋：规钢筋使熄用前应闸平直、贯除锈、间涂油。眯为确保悠钢筋置采中，在蒜钢筋上尾每隔私３小m努焊置一圈个托架榴作为定南位器椅。娱特（４）冰注浆：炉土钉注其浆采用忙注浆泵组或砂浆伶泵灌注困，浆液尊可为纯恩水泥浆殊也可为杜水泥砂妨浆。纯刺水泥浆粥采用４白２５号递普通硅宇酸盐水生泥用搅厅拌装置惜按水灰江比尝０掀.秤４５左待右搅拌狠，水泥泥砂浆采迈用塌１马∶灰２～须１巨∶唤1惑.迅３的配绿合比用不砂浆搅项拌机搅污拌；采誓用注浆捏泵或灰采浆泵进换行灌注蹄时，先莲将注浆勉管插到岁距孔服底喜0纹.今２快m忙左右的扯地方，僵进行常晒压注浆斥。当第走一次注督浆浆液挖终凝后件及时进炒行孔口霞补浆，爷直至浆寿体充满简钻孔与瑞垫板连耀成一体虽。该吵5模.牢３面碧层施棉工乓垒一般情皱况下，广为了防敞止土体暮松动及突局部塌垦方，必责须尽快回做第一迷层面层让。根据演地层的参性质，炒可以在仆安设土滋钉之前沿做，也殿可在放并置土钉狠之后做准。每次轧施作５仙０～８殖０省m妹m奖。当采骨用喷射窜混凝土开做面层程时，混猫凝土中伏水泥含苍量不应丑低于４雕０扒０摩k亏g公／锋m壶３集料鸽，采用富中粗砂炎和粒径秋不大于酷１湿０作m爬m察的卵石旨或碎石歌，两次捏喷射作智业应留债有一定敌的时间目间隔。婶采用水榴泥砂浆唇抹面时昌，水泥解砂浆设照计强度知不应低狡于犕５终常用转１丽∶局（贡2到.旦５立～央3垫.菜０）配雀比的水雾泥砂浆克，用水码泥砂浆写进行面裤层处理痕时只用塑于临时亦性支护呈结构。础采用喷挽射混凝评土作面应层时，闲常表用申ф屿６～１腿０无m宜m突钢筋，条网距为盒１５０你～３０慢０半m召m惰的钢筋些网；采伐用水泥伙砂浆作肤面层时嘉，常铺腾设２０帖号钢丝东网嚷。盖搂5恢.酸４局岩部渗水池处性理获哀土体开栋挖后，散如发现绣土体局狱部渗水醒时，应漆及时施叛作面层龄并埋设判泄水管息。泄水均管通常跌用塑料流花管制漆成，长苏度５０柔０甩m榆m初左右，察埋入开烛凿好的悼泄水孔透内并封无堵孔口牲。拢叫６土坐钉在洋译碰滑坡卸处治中客的具体耀应处用计皇6散.适１概模述漂施广东韶奸关市坪难乳公路祖洋碰西题滑坡位伍于叉K叙６９＋厦１４０妈～恒K问６９＋的３５０绸段左侧跟斜坡上缎，东西橡长２１剩０调m恳，南北菜宽约７这５刷m绵，边坡粮高３５于～５门０虏m应，自然庸坡度１吓７冻°刷。在修哈建公路脆时，由容于深切士路堑，云造成大界范围滑减移。滑滚坡区为痛山前斜否坡地貌烤，从上爱往下依另次为坡经积层、穷残积层乘，基岩疮为泥盆浇系灰黑裙色角砾滨状灰岩泛。滑坡勿区内断岂裂十分献发育，绣滑坡体赶由松散驶的坡积腥层、残裳积层组茎成。滑五坡体底缎部（基后岩面）妥、坡积稀层与残计积层分卸界面为物两个含咳水层面涂，特别起是基岩嘱面上的断含水层细为整个灿滑坡体挠的滑动牵面。本终滑坡在塞１９９条６年底秧至１９续９７年蹲初，曾挺采用锚菜杆式挡启墙进行教处治。刚但由于和没抓住胆施工季西节，加陆上施工蓄单位机振械设备谈能力不膏够，导甘致今年眉雨季到碰来时发阵生新的筹滑坡，在严重影灾响坪乳惰公路的奋施工进凝度。为厕此，我渡们特邀广请广东仓省交通旧厅耕“寻边坡综棋合治慎理检”棋课题组更对该滑街坡进行继处治帐。侧何

6来.喇２处副治方案舱设楼计蚕叹根据地到质勘察从资料及携地形水直文情况搅，采用播减载、骡土钉、望混凝土旱挡墙支它挡、坡酬面拱圈棚植草防网护、截厉、排水被等综合示治理措杆施（如夺图２所踪示）声。赖安(绍略库)陶（１）覆减载：翠卸除中哪、上部倾已滑动缺土体约竹１０万奶立方米仅，以减锅轻下滑扬推力隆。块侦（２）译土钉：系在边坡邮中部采辩用土钉架（如图麻２所示布）加固败残积土固及强风脑化板岩篮，提高意边坡的则整体稳姨定性。以土钉孔菊径１０光０妖m昂m传（如图关３所示诸），钉市杆为直鹅径２绞５跳m随m绪的螺纹语钢筋，炎土钉间矛距颜1击.串５仰×1舍.舟５穿m歌，设计姨钉长４丰～刷８凡m奸，进入三稳定岩葛层约富２肥m刷，土钉稳外挂钢牵筋网，缓喷１２密０舅m射m咸厚犆２涨０细石怕混凝土阁面层（显如图４沟所示）令。确秆(粪略篮)剩（３）钓混凝土猴挡墙：绞在框K拐６９＋扎２３８探～次K父６９＋贱３４０糟段，边众坡底部册设置现铁浇犆２拖０混凝冒土挡墙刻，每隔秤１异０楼m来设一道垄２犯c字m抄宽的伸德缩缝，脏每隔宰２金m劝设一泄减水孔厨。艇拢（４）气边坡坡舱面采用炼砌石拱驾圈加植辨草防护犹，拱圈拿采用厚逢度３畜０贼c赠m妈的子7足.喊５＃水涝泥砂浆冻砌片石勒，砌石暴拱圈中搁间空出获部分种骡植草皮浑。平台违采用厚扬度３么０测c厨m堵的池7赚.郊５＃水纷泥砂浆电砌片石捆防护盐。枝幸（５）搅截水沟堆、排水测沟采难用输7雄.亏５＃水依泥砂浆钟砌片石界，厚３为０切c醋m观，１０缸＃水泥璃砂浆抹掀面蜡。仿公6穿.拔３土录钉施