土钉墙施工技术

土钉墙施工技术

刘少强

（中铁十七局集团第二工程有限公司，陕西，西安，710300）

【摘要】土钉墙支护的适应性强，适用面广，可用于沙土、粘性土或破碎风化岩石，与通常的护坡结构相比较，土钉墙加固的最大特点是其施工简便，工程量小，材料消耗少，而且支护的效果好，是一种经济型的加固形式，本文结合西成高铁3标段花石花石西河大桥高边坡防护，介绍土钉墙施工的原理及其一整套的工艺流程，并提出了一些保证施工质量的有效控制措施，确保边坡的稳定性及安全性。

【关键词】土钉；喷射；返浆

一、工程概况

西成高铁3标段花石西河大桥位于宁陕县新场乡菜子坪西河西侧，地貌上属秦岭南坡低中山区，植被生长茂盛，地形起伏较大，大桥跨越V形谷，谷底为菜子坪西河，山坡陡峭，坡面地质情况复杂，坡面上部为粉质黏土、粗圆砾土、碎石土、块石土，下伏基岩为变质砂岩和强风化的片岩，节理发育，岩体破碎，夹泥断层明显。

二、边坡防护加固方案

花石西河大桥0～3号墩台挖基边坡需要采用土钉墙进行加固防护；刷方边坡坡率为1：0.2，每级高12m，平台宽2m；土钉交错布置，在横向、竖向的布置间距均为2m；土钉长度按照土钉墙高度进行调整。

土钉采用2根Φ28mmHRB335钢筋点焊并联制作，每隔2m设置一个对中架（Φ12mm钢筋），土钉外折10cm与钢垫板、钢筋网焊接为一体。土钉钻孔直径为90mm，孔内灌注M35水泥砂浆，砂浆灌注采用孔底反浆法一次注浆。水泥砂浆浆液水灰比为0.45～0.5，注浆压力为0.2MPa。

土钉墙面采用16cm厚网喷C25混凝土，混凝土分两次喷射。之间铺设一层Φ10@150mm钢筋网。面墙每隔15m设置伸缩缝一道，缝内填塞沥青木板，每隔2～3m上下交错设置泄水孔。

每级土钉墙墙角处设1.2m×0.6mC25混凝土脚墙，土钉墙周边嵌入坡面不小于0.4m。

三、土钉墙施工

3.1土钉墙施工工序

边坡开挖修整→设置伸缩缝及泄水管→第一次喷射混凝土→钻孔→安装土钉→孔内注浆→坡面挂网（安装垫板）→第二次喷射混凝土→坡脚墙施工

3.2土钉墙主要工序的施工方法

3.2.1边坡开挖与修整

边坡开挖遵循从上向下分级分段开挖，对贴近设计坡面的岩层严禁采用大爆破，装药量要适中，为确保外观质量，边坡进行平整时，对坑凹部分用混凝土或浆砌石进行嵌补，以保证整个坡面一致。若采用光面爆破及镐钎和风镐相配合方法施工，超挖工作量较小，现场也可采用了喷射混凝土进行修补。岩体坡面清方后要及时进行喷混凝土封闭，以免岩体暴露时间过长而风化脱落，改变其原有的性能和强度。每级开挖完成后，需支护一级，再进行下一级开挖。

3.2.2设置伸缩缝及泄水管

土钉墙每隔15m设置一道伸缩缝，伸缩缝板采用2cm厚的沥青木板，沥青木板宽度为15cm。墙面板设置泄水孔，泄水孔呈梅花型布置，间距为2.5m，泄水孔进口处设置无砂混凝土板反滤层。

3.2.3第一次喷射混凝土

为了保持边坡稳定，及时封闭岩壁，在开挖后即刻喷射一层混凝土，采用PH30转子式喷射机进行干喷。喷射时以混凝土表面平整，出现光泽，骨料分布均匀，回弹量小为度。采用s型循环法或螺旋形移动喷头喷射，喷枪尽量垂直坡面，并保持1～1.5m间距为宜，混凝土终凝后，进行洒水养护，养护时间为10～14d。

3.2.4钻孔与清孔

初喷射混凝土达到70%强度后，进行土钉钻孔作业。按照设计要求，对坡面土钉孔精确放样，使孔位误差不得超过±50mm，土钉孔的孔斜度误差不能超过±2º；钻孔深度误差不得超过±50mm。土钉孔采用风动钻进，严禁水冲钻进。如遇地层松散破碎易坍孔时，应采用跟管钻进技术。如遇坍孔，应立即停钻，灌浆固壁（灌浆压力0.1~0.2MPa），初凝后重新扫空钻进。潜孔钻在钻进过程中要做好钻孔的尺寸、钻进的速度、岩芯记录等数据，与设计情况相对比较，发现与设计情况不否时，及时与设计方沟通做调整。对于破碎带或渗水量较大的围岩，在安装土钉前前，应对土钉孔孔进行灌浆处理，待灌浆强度超过5MPa时，再进行扫孔。钻孔达到设计深度后，必须采用高压空气将孔中岩粉及水全部清除孔外，以免降低水泥浆与孔壁岩体的粘结强度。在安装土钉前，应将钻孔孔口堵塞保护。

3.2.5土钉安装

土钉是在加工场地加工后运往工地，包括杆件的焊接和固定托架的焊接，端杆与锚杆为接触对焊，放入土钉前，用高压风清孔，杆体居孔中间，因土钉较长，钢筋插入时容易变形而导致偏斜，使得钢筋无法插入，为此，事先在钢筋上每隔3～5m设置3根圆弧形导向筋（即托架），以确保钢筋位置居中，

（上接第67页）

同时便于灌浆的正常进行。清孔过后进行土钉安置，同时插入两根管子，一根为高压灌浆管，用于灌浆，另一根为排气管，用于灌浆时排出孔内空气，以免产生空洞而影响土钉质量，灌浆时灌浆管直插孔底，排气管距灌浆管为100～120cm。

3.2.6注浆

土钉安装完毕后注浆，土钉孔内注浆为一次注浆，采用孔底返浆法，灌注M35水泥砂浆，水泥采用P•042.5级普通硅酸盐水泥，水泥砂浆的水灰比控制在0.45~0.5，浆液要搅拌均匀，随搅随用。在注浆的同时严禁抽拔注浆管，如发现孔口浆液面回落，应在30分钟内从孔底进行压注补浆2~3次，注浆压力控制在0.2MPa左右，确保孔口浆体饱满。注浆结束前稳定5~10分钟，必要时可适当加入添加剂。

3.2.7坡面挂网安装垫板

待水泥砂浆强度达到设计强度的50%后，挂15×15cm的φ10mm钢筋网，使其紧贴坡面，钢筋网用焊接联接。

在锚杆端头、钢筋网上安装30×30×1cm的16Mn钢垫板，钢筋网与钢垫板焊接相连，紧贴坡面，使钢筋网与混凝土面密贴，产生一定的抗拔力并与钢筋网片成一整体。

3.2.8第二次喷射混凝土

继前面工序喷射第二层混凝土。喷射混凝土，配合比同第一次，喷完6h后，进行养护。喷混凝土严格按实验室测定的配合比，控制好水胶比，喷混凝土时要保持厚度尺寸，搭接处应有一定斜坡，避免出现搭接缝。

完成喷射第二层混凝土工序后，为保证喷层表面的平顺和美观，最后在喷射混凝土表面喷上一层lcm厚M20的水泥砂浆护面。

3.2.9坡脚墙施工

两级土钉墙的坡脚处常设置脚墙，每级土钉墙墙角处设1.2m×0.6mC25混凝土脚墙，与最下排土钉整体灌筑。

四、结束语

本工程土钉墙形成土钉复合体、显著提高了边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力，在土钉孔砂浆达到100%强度时进行拉拔验收试验，最大实验荷载为设计荷载的1.5倍，验收试验结果表明土钉受力大于设计荷载时的短期锚固性能良好，土钉墙的施工工艺及质量符合设计及规范要求，土钉墙成本费较其他支护结构显著降低，实现了经济合理及安全可靠的目标。

参考文献：

[1]柳春平;;土钉墙施工技术措施[J];中国房地产业;2011年03期

[2]周舟，黄运飞;土钉墙施工监测[J];军工勘察;1996年01期

[3]余东雷;;土钉墙在近障碍物的地下车行通道工程中的应用[J];城市道桥与防洪;2014年05期