土钉墙高路堑边坡防护施工技术

袁仕贵

摘要：土钉墙是从隧道新奥法基础上发展起来的一门边坡防护支挡新技术，它是通过钢筋或其它高强度长条材料对原位岩体进行加固，从而提高原位岩体视凝聚力及其强度，使被加固岩土体形成了性质与原来大为不同的复合材料的视重力式挡土墙。在西南地区铁路、公路建设中，应用相当广泛，特别是在地材紧缺的地区，就显得更为经济。

关键词：土钉墙；施工工艺；施工技术

中图分类号：U213.1+58 文献标识码：B 文章编号：1674-3954（2013）21-0342-02

1 工法特点

（1）施工工艺简便，可操作性强；

（2）施工速度快，工效高，确保工期；

（3）解决了地材紧缺地区工程施工中边坡防护的问题；

（4）施工质量容易控制。

2 适用范围

（1）本工法适用于一般地区土质或石质路堑地段，在不良地质地段使用时，须采取相应措施。

（2）本工法还适用于深基坑开挖支护。

（3）土钉墙高度控制在30m以内，墙面胸坡为70～90°（1：0～1：0.36），坡面较高时采用多级，在多级墙上、下两级之间设平台，平台宽度不小于1.5m，每级墙高控制在12m以内，单级土钉墙墙高控制在18m以内。

3 施工工艺

3.1 工艺流程（见图1）

3.2 施工方法

3.2.1 边坡放线测量、土石方开挖

根据设计提供的施工图确定边坡开挖线，施工时从路堑顶往下分层开挖，土质边坡开挖每层控制在2～3m，岩质邊坡每层可适当增大。开挖时按设计坡率进行，尽量使开挖面平整。

3.2.2 喷射第一层混凝土

对土质路基边坡，由于其自稳性差，先行喷射5cm的混凝土进行封闭，喷射混凝土按试验室提供的配合比进行施工，为了便于衔接，上部留30cm暂不喷射。待5cm的混凝土喷射完成后即可进行钻孔；对岩质路基边坡，可直接钻孔。

3.2.3 钻孔

按设计布置土钉孔位，施工时采用风钻和水钻按设计倾角、长度进行施钻。钻孔完成后，进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应进行处理。

3.2.4 土钉制作、安装及注浆

土钉材料采用φ25Ⅱ级钢筋，严格按设计要求进行制作。为了确保土钉居中，在土钉钢筋置入孔中前，沿杆长每2～3m焊接一个中支架，支架的构造以不妨碍注浆时浆液的流动为前提，采用金属或塑料件材料制作。土钉安装完毕后即可灌注350号水泥砂浆，灌浆时将塑料管插入孔底，用挤压式压浆机注浆。注浆有重力、低压（0.4～0.6MPa）或高压（1～2MPa）三种方法注浆填孔，其中水平孔采用低压或高压方法注浆，下倾孔采用重力或低压注浆的方法。压力注浆时需在钻孔口部设置止浆塞，注满后保持压力3～5min。重力注浆以满孔为止，在初凝前需补浆1～2次。

下倾孔采用重力或低压从底部注浆时，注浆导管底端先插入孔底，在注浆同时将导管以匀速缓慢撤出，导管的出浆应始终处在孔中浆体的表面以下，保证孔中气体全部逸出。

水平孔采用口部压力注浆或分段压力注浆时，需配排气管并与土钉钢筋绑扎，在注浆前与土钉同时送入孔中。

3.2.5 铺设钢筋网

当一幅内土钉全部施工完毕后，即进行施挂钢筋网，钢筋网由φ8钢筋编制而成。φ8钢筋调直后，截成5～6m及2～3m两种，然后在现场采用焊接或绑扎编制成网，并与土钉钢筋通过螺纹、螺母、垫板进行有效连接，且保证钢筋网与开挖面之间留有一定的保护层。钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于网格边长或200mm，

3.2.6 喷射第二层混凝土并进行养护

钢筋网铺设完成后，即可进行喷射第二层混凝土，对于土质路基边坡第二层喷射混凝土厚度为9cm及1cm C25水泥砂浆（设计厚度为15cn0，对于石质路基边坡采用一次性喷射C20混凝土14cm及1cm C25水泥砂浆，喷射混凝土配合比为：水泥：砂：碎石=1：2：2，水灰比控制在0.4～0.45之间，并通过外加剂来调节所需工作度及早强时间。喷射第二层混凝土施工完成后及时组织养护。

喷射混凝土喷射顺序及方法：喷混凝土施工时应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.8～1.5m范围内，射流方向指向喷射面，但在钢筋部位，应先喷填钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，防止钢筋背面出现空隙。在继续进行下步喷射混凝土时，必须仔细清除预留施工缝接合面上上的浮浆层和松散碎屑，并喷不使之湿润。

4 质量要求

4.1 钻孔施工质量

（1）孔位允许偏差：不大于150mm：

（2）钻孔的倾角误差：不大于3°

（3）孔径允许偏差：-5mm/+20mm：

（4）孔深允许偏差：-50mm/d+200mm。

4.2 锚杆施工质量

（1）PAn≥PA

（2）PAmin≥0.9PA

式中：n——每批锚杆试验的试件组数；

PAn——同批n组试件抗拨力的平均值（N）；

PA——锚杆设计锚固力（N）；

PAmin——同批n组试件抗拨力的最低值（N）。

对于抗拔力不符合要求时采用加密锚杆予以补强。

4.3 钢筋网施工质量

（1）钢筋网网格允许误差：±10mm；

（2）钢筋网绑扎搭接长度：不小于网格边长或200mm：

（3）钢筋网焊接搭接长度：不小于网筋直径的10倍。

4.4 喷射混凝土施工质量

（1）喷射混凝土的抗压强度：大于设计强度；

（2）喷射混凝土的厚度：不小于设计厚度。

4.5 喷射混凝土外观质量

（1）无漏喷、离鼓现象；

（2）锚杆尾端及钢筋网等不得外露；

（3）泄水孔布置要均匀；

（4）喷射混凝土、砂浆表面平顺、蜂窝麻面不超过5%。

5 质量控制

5.1 原材料控制

（1）采购的水泥必须经检查合格后方可使用；

（2）砂石料必须选择清洁、坚硬、耐久的骨料，并经理化试验合格方可使用，禁止使用含有达到有害量的废物、泥、盐类、有机物等不合格材料；

（3）选择的混合剂不能对水泥的凝固、水化作用产生有害的影响；

（4）土钉所用钢筋的型号、规格、品种及各部件质量和技术性能必须符合设计要求。

5.2 施工工艺控制

（1）土钉孔眼的位置必须根据受喷面实际情况和设计要求布置；

（2）作为土钉用的钢筋，使用前必须作防腐、除锈和矫直处理，安装位置为孔眼中心，孔口用木楔临时封固，钢筋插入深度不得小于设计要求的90%，安装后不得敲击、碰撞；

（3）灌浆用的砂浆应拌和均匀，随用随拌，孔眼在灌浆前用风吹净，灌浆时从孔底开始，连续均匀的进行；

（4）挂钢筋网前必须将坡面清理平顺，使钢筋网紧靠坡面，钢筋网与土钉联接必须牢固可靠；

（5）喷射混凝土时严格按操作规程施工。

5.3 及时作好各种施工记录，规范、认真、详实填写内业资料。

6 安全措施

（1）加强施工人员安全意识教育；

（2）进入施工现场必须戴安全帽；

（3）定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全；

（4）施工前必须认真检查边坡上的危石；

（5）喷射混凝土作业人员必须穿戴劳动保护服；

（6）不得单人作业，并严格按操作顺序施工：

（7）上脚手架必须系安全绳；

（8）喷射混凝土前，对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查及试运转；

（9）坡面锚杆挂网必须高脚手架，严禁攀登锚杆露头；

（10）发生故障时，必须先停机后处理。