1、土钉墙在受环境制约的边坡中应用与施工摘 要：莲茂路框架桥进口边坡，由于受房屋拆迁的制约、工期要求紧、边坡离房屋近，无安全放坡场地，所以采用土钉墙支护。在施工中严格按照规范要求施工，取得了较好的效果，同时取得较好效益。 关键词：边坡防护 土钉 成孔 注浆 喷射混凝土 中图分类号：U416.1+4 文献标识码： A 文章编号： 1、工程简介 厦深铁路东孚车站 LZDK663+210LZDK663+260 左侧边坡（由于房屋拆迁缓慢，影响莲茂路框架 1-3 节施工） ，为确保龙厦铁路如期贯通的目标实现，连茂路立交通道先实施至第 3 节箱涵，经现场确认采用土钉墙加固边坡。该边坡按 1：0.5 坡率分两
2、级开挖边坡后设置设土钉墙，长50m。土钉上下交错布置，水平方向和竖直方向间距均为 1.2m(最上面一排距墙顶 0.5 米)。土钉长 8m。钉材选用单根 25 HRB400 级螺纹钢筋；当岩、土层破碎、钻孔易坍塌、成孔困难时，采用自钻式锚杆(外径40mm,内径 20mm）做钉材。钻孔孔径为 100mm；钻孔采用 M30 水泥净浆或砂浆灌注。土钉墙底端设置脚墙，顶宽 0.6m，高 1.2m，坡率同土钉墙坡率，采用 C25 混凝土浇筑。沿墙面间隔 3.0m 呈梅花型布设 49泄水孔，孔深 24m，孔内安放 42PVC 花管。地下水发育时土钉墙坡脚设深层排水孔，孔内埋置 75HMY 圆形塑料盲沟材型。
3、 L1=L2=L3=8m 2、施工流程 喷射墙面板土钉墙施工顺序：分层开挖边坡，土钉墙坡率为1：0.5，控制开挖层数和每层开挖深度，开挖高度以每排土钉位置为准。每层及时开挖完毕，立即进行第一层喷混凝土支护，再进行土钉施工。；清除坡面浮土、松石，进行必要的嵌补平整后，立即喷射第一层 5cm厚 C25 混凝土；钻孔，施做土钉；待土钉孔内砂浆强度达到设计强度的 70%后，方可挂铺钢筋网、在锚杆上安装钢垫板、拧紧螺母，并施加510KN 的预应力；喷射第二层 9cm 混凝土；待第二层混凝土达到设计强度的 80%后方可进行下一层开挖，如此循环施工完整个路堑土钉墙；最后分幅喷射 1cm 厚 M20 水泥砂浆
4、面层。边坡开挖（分层）喷射第一层砼护面土钉钻孔及安装注浆预应力张拉安装钢筋网喷射第二、三层砼护面。 3、施工技术及工艺要求 3.1 边坡（基坑）开挖：两侧基坑边坡坡率为 1：1，开挖高度及施工同原地面以上边坡。 （1）每层开挖时，根据本层中的土钉位置、潜孔钻机的可调幅度修正开挖高度，以便潜孔钻机在设计的钻入角度内进行作业。 （2）设 3 米以上的平台作业潜孔钻机的稳定作业平台，不足 3 米，搭钢管支架作为辅助作业平台。 3.2 土钉钻孔 （1）钻孔设备：根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等选择采用潜孔冲击式钻机。 （2）准确锚孔测放与钻机就位 （3）钻进方式：钻孔采用干钻
5、。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制。 （4）钻进过程：钻进过程中作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.10.2MPa） ，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。 （5）孔径孔深：实际钻孔深度大于设计深度 0.5m 以上。 （6）锚孔清理：钻进达到设计深度后，稳钻 12 分钟。钻孔孔壁无沉碴及水体粘滞，使用高压空气（风压 0.20.4MPa）将孔内残渣及水体全部清除出孔外，并以织物或水泥袋纸塞好孔口待用。 （7）锚孔检验：锚孔钻造结束后，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，退钻顺畅，清理干净。同时复查锚孔孔位、倾角和方位。 3
6、.3 土钉架制作与施工 （1）土钉架制作：沿土钉钢筋每隔 2 米焊接一个托架，保证土钉体保护层厚度不小于 40mm。 （2）土钉安装：土钉入孔前，要核对土钉长度是否合格，再以高压风清孔一次。放入孔内后确保锚固长度满足要求。 （3）锚固注浆：采用排气注浆，注浆管插至孔底，砂浆由孔底注入，空气由土钉孔排出。注浆采用 M30 水泥砂浆。注浆压力为 0.4Mpa.孔口用沙袋作来止浆袋，以孔口溢出砂浆为注浆结束的标准并做好注浆记录。 （4）土钉锚头制作：采用土钉-网喷体系防护，采用螺丝端杆锚具与钉材焊接，200cm*200cm*15cm 钢板作为锚垫板。锚垫板固定在 5cm 厚C25 混凝土上。方向与锚
7、孔方向一致，摆放平整，锚垫板安装严格要求与锚索垂直。 （5）土钉的张拉：土钉张拉采用 LM25 螺丝端杆锚具，土钉孔内砂浆强度达到设计强度的 70%后，方可挂铺第一层钢筋网、在锚杆上安装钢垫板、拧紧螺母，并施加 510KN 的预应力，预应力三级张拉 见下表： （6）土钉锚固体强度达到达到设计强度等级进行土钉试验。最大试验荷载取土钉轴向拉力设计值的 1.2 倍。 3.4 挂网喷射混凝土 干喷法流程见下图： 喷混凝土分为初喷和复喷。 （1）混凝土采用湿喷，混凝土喷射机的风压控制在 0.450.7MPa之间。根据喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。 （2）喷射方向与受喷面垂直，
8、一次喷射厚度不超过 10cm，若需喷第二层，两层喷射的时间间隔为 1520min。 （3）喷射作业分片进行。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约 30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。 3.5 圆形塑料盲沟制作 。 3.6 井点降水 3.6.1 施工顺序 （1）钻孔：钻孔深度井管埋设底标高11.5m。 （2）下井点管：钻孔到达规定深度后，拔出潜水钻机，且井管上端固定。 （3）加砂：下入井点管后，立即向孔内加入 1020mm 加工砂。 （4）抽水清孔：抽水清孔指井点管加砂后立即抽水，同时向孔内不断加入清水。 （5）正式抽水：在地下工程开挖前 7 天抽
9、水，工程开挖施工过程中井点降水要连续进行。 3.6.2 工艺流程 （1）采用 160 井点管下部滤网管一般用尼龙布包扎，并要将所有孔眼全部包进，扎牢。 （2）潜水电机的钻头直径为 330mm，钻进速度控制在每分钟50cm，不宜太快、边钻孔、边向钻机加入压力水，加水流量控制在1.3m3min，水压为 0.5Mpa。同时加入压缩空气，促使泥浆顺利翻出孔口被排走。 （3）钻孔到位后，继续向孔内加入清水，拔出钻机，立即居中下入井点。及时向井管内加入清水，增加井管自重，迫使下沉到位，遇坍孔，拔出井管重新钻孔。 井点降水工艺流程图 1-3: 4 施工控制与注意事项 4.1 土钉墙 （1）土钉墙面层由喷射
10、C25 混凝土、钢筋网组成，厚 15cm，分三次喷射。在钢筋网上焊接垂直于钢筋网长度不小于 20cm 直径为 8 的钢筋，喷射完后，钢筋头外露 5cm。以控制喷射混凝土厚度。 （2）土钉墙底端设置护脚墙，顶宽 0.6m，高 1.2m ,胸坡同土钉墙胸坡，采用 C25 混凝土浇筑。 （3）螺丝端杆采用紧固件国家标准尺寸,钢材采用 45 号钢（采用手焊）或 16Mn 钢。 （4）土钉墙施工应从上至下分层开挖，并进行分层锚固，分层护面。分层高度按分层小于 2 米高度控制。 （5）沿墙面每间隔 23m 呈梅花型布设 49 泄水孔，孔深 24m，孔内安放 45 的软式透水管。 （6）地下水发育时土钉墙坡
11、脚设深层排水孔，孔内埋置 75HMY 圆形塑料盲沟材型。其技术指标如下：单位长度质量700g/m，孔隙率85%，5%压缩率的抗压强度50Kpa；0.5m 标准试件通水量18m3/h。 4.2 质量控制措施 （1）施工 土钉孔眼根据要求进行布置。土钉用的钢筋，使用前须除锈矫直。灌浆时从孔底开始，连续均匀的进行。挂钢筋网前将坡面清理平顺使钢筋网紧靠坡面钢筋网与土钉的联接牢固可靠。分层喷射混凝土时后层混凝土应在前层混凝土终凝后进行，如超终凝 1 小时以上时，则受喷面必须用水、风清洗；喷头应与受喷面垂自其间距 0.6-1.2m。喷头连续、缓慢横向移动喷射厚度应均匀。喷射混凝土施工终凝 2h 后及时进行
12、湿润养护，养护时间 l4 天以上。 （2）质量控制 建立质量信息反馈制度，通过自检、互检、专检、抽检将质量情况及时反馈到有关部门，特别是岩体位移、地质预报等信息要及时提供，对反馈的信息及时组织技术人员进行攻关分析，制定措施。 4.3 排水 喷射坡面布置泄水孔；基坑四周及基坑内坡角处和距基坑边缘 1.0m处设置排水沟；采用降水井进行降水。土层内水位控制在开挖面以下 2米。 4.4 边坡监测 4.4.1 基坑监测的主要内容为边坡土体变形及稳定性监测、基坑周边环境监测。 4.4.2 监测方案 （1） 观测点的设置：在基坑四周坡顶设置位移观测点，监测位移及沉降变化；基准点设置在不受影响的稳定地段。 （2） 边坡变形监测：做好边坡土体的变形观测。沿基坑坡顶设置水平位移观测点。 （3）周边环境监测：监测临近房屋是否存在裂缝以及对裂缝的发展趋势进行量测监控。 （4）监控指标：边坡坡顶位移累计小于 30mm，分布开挖位移值不大于 30/h（h 开挖高度） ； 地表、道路沉降累计不大于 20mm。 8 结束语 本工程采用土钉墙支护达到了预期的安全、经济效果，对受环境制约的边坡施工起到了很好的借鉴作用，同时缩短了工期。有较好的推广使用价值。 参考文献： 客运专线铁路路基工程施工技术指南TZ212-2005
