基于防止边坡坍塌的土钉墙护坡施工要点详解

土钉墙是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。        

       

施工方法

土钉墙施工中采取 一快一慢 法。施工中根据实际情况可以调整土钉参数（长度密度）特别是遇到管线时，必须采用洛阳铲人工成孔，调整孔位，避开管线，同时保证基坑安全。

1） 一快：在开挖后8小时内必须把土钉安放完毕，在环境恶劣的情况下2小时内要完成土钉安放。

2） 一慢：前层土钉完成注浆48小时以上，面层砼喷射完毕24小时以上方可进行下一层边坡面的开挖。

常见类型    

   

   

1 钻孔注浆型

先用钻机等机械设备在土体中钻孔，成孔后置入杆体（一般采用HRB335 带肋钢筋制作），然后沿全长注水泥浆。钻孔注浆钉几乎适用于各种土层，抗拔力较高，质量较可靠，造价较低，是最常用的土钉类型。  

 

2 直接打入型

在土体中直接打入钢管、角钢等型钢、钢筋、毛竹、圆木等，不再注浆。由于打入式土钉直径小，与土体间的粘结摩阻强度低，承载力低，钉长又受限制，所以布置较密，可用人力或振动冲击钻、液压锤等机具打入。直接打入土钉的优点是不需预先钻孔，对原位土的扰动较小，施工速度快，但在坚硬粘性土中很难打入，不适用于服务年限大于2 年的永久支护工程，杆体采用金属材料时造价稍高，国内应用很少。  

 

3 打入注浆型

在钢管中部及尾部设置注浆孔成为钢花管，直接打入土中后压灌水泥浆形成土钉。钢花管注浆土钉具有直接打入钉的优点且抗拔力较高，特别适合于成孔困难的淤泥、淤泥质土等软弱土层、各种填土及砂土，应用较为广泛，缺点是造价比钻孔注浆土钉略高，防腐性能较差不适用于永久性工程。  

 

 

 

施工工艺

     

     

放线 ——开挖 ——修坡 ——安放锚杆 ——注浆 ——编网喷砼 ——开挖下一层

1 周边放样

根据土钉墙实际施工位置，进行放样复核，如有偏差应会同各方讨论解决。拐角处土体极不稳定，所以放线时尽可能取直，挖土时形成一个弧面。

2 土方开挖

根据出土方向和道路情况，可沿基坑一边分层分段开挖沟槽，土方开挖应与土钉布置相协调，分层挖土，第一层挖土深度1.1m，以下各层均为1m，第一层挖土时先挖出工作沟槽，宽度6米左右，必须按施工设计要求开挖，严禁超挖。 开挖时挖机不得撞击网壁和锚头。

3 土钉制作、成孔

土钉按设计采用中φ48×3焊接钢管。 土钉按照设计标准加工制作，钢管上打梅花形8mm孔，间距300-500mm。剖面上面两排土钉长度为12米，下面两排土钉为9米，上面翻边2米靠外位置加一根3米土钉以10度向外侧倾斜。D-D、E-E剖面上面两排土钉长度为12米，下面两排土钉为9米。土钉采用冲击锤直接打入。土钉定位误差上下左右均小于50mm，傾角误差小于3度。如遇障碍，应设法避开。

4 注浆

土钉锚管注浆，从锚管底部开始注浆，边注边拔管，最后进行口部高压注浆，然后封孔。 注浆泵必须压力恒定，注浆压力取0.4-0.6mpa，流量不大于5L/min，水泥浆用量25kg/m～30kg/m

5 编制钢筋网

按设计要求绑扎或点焊双向钢筋网。钢筋定位误差小于20mm相邻钢筋接头错开500mm，每层土钉部用联系筋焊接，用螺纹钢井字压在钢筋网上，钢筋网片、联系筋土钉、井字架之间用点电焊联接。

6 喷射砼面层

在土层开挖、修坡面层后，在钢筋网编焊工作完成一次性喷射总厚度100mm，砼标号为C20。喷射砼应掺加速凝剂，砼初凝小于10min，终凝小于30min。混凝土配比为： 普通水泥：砂石1：4-1：5 砂率：45-45% 水灰比：0.4-0.45 速凝剂：3—5%水泥重量。

 

特殊情况的处理措施

基坑支护工程是风险性较大的工程，施工过程中可能会遇到各种意外情况，为做到备无患，针对本工程特点，制定以下措施：

1） 坑外地面堆载应控制在10KN/m2以内，并禁止载重汽车通行。

2） 边坡局部涌水的处理：迅速用特种止水材料缩小范围，埋管引流，注浆封堵。

3） 位移、沉降过大的处理：在位移沉降过大区域根据产生的原因加大加密土钉，加大注浆量。

4） 坑底局部管涌、突涌的处理：如因特殊情况出现突涌，应立即用粘土或水泥封堵，在最短的时间内制止突涌的发展，还可在突涌处采用现场的泥土堆压或先用木板放在下面，再用钢筋或其他密度较大的建筑材料设备等压在木板上阻止突涌情况进一步恶化，再根据具体情况进行处理。

质量保证措施

1、 落实施工责任制：施工全过程实行责任制，项目负责人、技术负责人、施工人员明确职责，保证工程质量及施工安全。

2、 值班制度：实行工程各班组管理人员现场值班制度，保证施工现场管理人员在岗位在位。

3、 技术培训制度：技术人员定向各施工班，组技术交底，做好技术培训和劳力教育，使全体施工人员了解设计意图，熟悉操作规程。

4、 值班负责人及施工班组开好施工碰头会，及时布置施工计划，解决施工难题。

5、 严把材料进场关，所有材料均有产品合格证，出厂检验报告，水泥、钢材均应进行复检，质量不合适的产品不准进入施工现场。

6、 加强施工质检工作，钻孔、倾角、孔深、注浆量达到方案要求，同质检员对每这工序进行质量验收，做好施工记录。

7、 现场技术人员负责工程进度、质量，对边坡安全情况全面了解，密切注意边坡移和地面沉降，发现问题，及时处理。

主要特点

(1)合理利用土体的自稳能力，将土体作为支护结构不可分割的部分，结构合理；

(2)结构轻型，柔性大，有良好的抗震性和延性，破坏前有变形发展过程。1989 年美国加州7.1 级地震中，震区内有8 个土钉墙结构估计遭到约0.4g 水平地震加速度作用，均未出现任何损害迹象，其中3 个位于震中33km 范围内。2008 年5 月12 日四川汶川8.0 级大地震中，据调查发现，路堑或路堤采用土钉或锚杆结构支护的道路尚保持通车能力，土钉或锚杆支护结构基本没有破坏或轻微破坏，其抗震性能远远高于其它支护结构 ；

(3)密封性好，完全将土坡表面覆盖，没有裸露土方，阻止或限制了地下水从边坡表面渗出，防止了水土流失及雨水、地下水对边坡的冲刷侵蚀；

(4)土钉数量众多靠群体作用，即便个别土钉有质量问题或失效对整体影响不大。有研究表明：当某条土钉失效时，其周边土钉中，上排及同排的土钉分担了较大的荷载；

(5)施工所需场地小，移动灵活，支护结构基本不单独占用空间，能贴近已有建筑物开挖，这是桩、墙等支护难以做到的，故在施工场地狭小、建筑距离近、大型护坡施工设备没有足够工作面等情况下，显示出独特的优越性；

(6)施工速度快。土钉墙随土方开挖施工，分层分段进行，与土方开挖基本能同步，不需养护或单独占用施工工期，故多数情况下施工速度较其它支护结构快；

(7)施工设备及工艺简单，不需要复杂的技术和大型机具，施工对周围环境干扰小；

(8)由于孔径小，与桩等施工方法相比，穿透卵石、漂石及填石层的能力更强一些；且施工方便灵活，开挖面形状不规则、坡面倾斜等情况下施工不受影响；

(9)边开挖边支护便于信息化施工，能够根据现场监测数据及开挖暴露的地质条件及时调整土钉参数，一旦发现异常或实际地质条件与原勘察报告不符时能及时相应调整设计参数，避免出现大的事故，从而提高了工程的安全可靠性；

(10)材料用量及工程量较少，工程造价较低。据国内外资料分析，土钉墙工程造价比其它类型支挡结构一般低1/3～1/5。

施工要求

1 土钉墙施工前应先检测路堑横断面，净空合格后方能进行土钉墙施工。  

2 土钉墙应按“自上而下，分层开挖，分层锚固，分层喷护”的原则组织施工，并及时挂网喷护，不得使坡面长期暴露风化失稳。

3 施工前应按设计要求进行注浆工艺试验、土钉抗拉拔试验，验证设计参数，确定施工工艺参数。

4 土钉钻孔时，严禁灌水。钉孔注浆应采用孔底注浆法，确保注浆饱满，注浆压力宜为0.2MPa。

5 土钉墙施工时应按设计要求制作支撑架。

6 挂网材料为土工合成材料时，应采取妥善的防晒措施，防止土工合成材料老化。挂网前应清除坡面松散土石。

7 坡脚墙基坑施工应尽快完成，同时应采取措施防止基坑被水浸泡。

8 喷射混凝土前应进行现场喷射试验，确定施工工艺参数。

9 喷射作业应自下而上进行，喷层厚度大于7cm时，应分两层喷射。喷射过程中应采取有效措施保证泄水孔不被堵塞。

10 土钉墙所用砂、石料、水泥、粉煤灰、矿物掺和料、外加剂、钢筋应符合本标准第10.1.14条的规定。

11 土钉墙所用的土工合成材料的品种、规格、质量应符合设计要求。进场时应进行现场验收，并对其技术性能进行检验。

12 土钉孔的布置形式、土钉长度应符合设计要求。土钉墙钻孔施工时，严禁灌水。

13 土钉孔锚固砂浆强度等级应符合设计要求。钉孔注浆应采用孔底注浆法，确保注浆饱满。注浆压力宜为0.2MPa。

14 网的规格尺寸、网与土钉的连接应符合设计要求。

15 喷射混凝土强度等级应符合设计要求。

16 喷射混凝土面层厚度在每个断面上60﹪以上不应小于设计厚度，且厚度最小值不应小于设计厚度的一半；同时，所有检查孔的厚度平均值，不应小于设计厚度值。

17 泄水孔施工质量、墙后反滤层构造、墙基坑开挖、墙身混凝土强度、脚墙模板、沉降缝（伸缩缝）预留与塞封应符规定。

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