土釘墻施工技術(shù)在邊坡支護(hù)中的應(yīng)用

郝曉華

1 概述

土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種原位土體加固技術(shù)，是以一定角度(一般為5°～15°)、一定密度(一般為水平、豎向間距1 m ～2 m)、一定長(zhǎng)度(邊坡高度的0.8倍～1.2倍)置于土體的土釘桿件及注漿體為主要受力構(gòu)件，與鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土面層共同組成的擋土結(jié)構(gòu)，承受墻后土體的主動(dòng)土壓力。土釘墻可最大限度地利用邊坡土體固有強(qiáng)度，變土體荷載為支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的一部分。它通過(guò)噴射混凝土面板和土釘加固邊坡周?chē)馏w，將土釘深入到主動(dòng)破裂區(qū)以外，利用穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)土釘和土體之間的摩擦力提供邊坡支護(hù)錨固力，從而使邊坡維持穩(wěn)定。

2 工程概況

陽(yáng)泉居馨花園六組團(tuán)小區(qū)在開(kāi)發(fā)建設(shè)中，北側(cè)邊坡約6 m～7 m高，邊坡前原為一深溝，后由陽(yáng)泉鋼廠爐渣回填而起，原設(shè)計(jì)為石砌擋墻，基坑開(kāi)挖受到限制，且施工時(shí)正值雨季，邊坡存在較大安全隱患，為確保邊坡穩(wěn)定和施工安全，后經(jīng)多方案研究討論，決定采用土釘墻支護(hù)邊坡。

3 土釘墻設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)方案

1)由于邊坡土質(zhì)為回填雜土，鋼筋土釘成孔困難，故采用打入注漿式土釘(也稱作鋼管土釘)，桿體直徑48×3.5mm鋼管，土釘間距1.2 m ×1.2 m、傾角15°方形布置，第一排距地0.5 m 布置，土釘鋼管端部封閉，管壁開(kāi)直徑8mm的注漿孔，@250mm，呈梅花形布置。2)噴射混凝土面板200mm厚，噴射混凝土標(biāo)號(hào)為C20細(xì)石混凝土。3)面板鋼筋網(wǎng)為φ6@150雙向雙層，面板預(yù)留泄水孔φ150@1200 PVC管，孔后放碎石，排水管坡度5%。

3.2 鋼管土釘制作注意事項(xiàng)

1)鋼管兼作注漿管，所以要加工成花管。鋼管端部封閉，管壁開(kāi)φ8mm～φ12mm的注漿孔，@250mm，呈梅花形布置。為了盡量使每個(gè)注漿孔都能出漿，鋼管越長(zhǎng)，注漿孔應(yīng)越小。開(kāi)孔位置不能太靠近端部，因?yàn)樽{過(guò)程中，當(dāng)孔口溢漿時(shí)通常就停止了注漿，如果注漿孔離端部太近，往往在別的注漿孔出漿量還很少甚至沒(méi)有出漿時(shí)，就已經(jīng)有漿液從鋼管孔口處流了出來(lái)，影響注漿質(zhì)量。2)鋼管外壁應(yīng)焊有倒刺，一方面保證注漿孔在鋼花管打入過(guò)程中不被土塞死，另一方面可以增加鋼管與周?chē)临|(zhì)的摩阻力。倒刺要焊牢，不能在鋼管打入過(guò)程中脫落。

4 土釘墻施工

4.1 工藝流程

修正邊坡→放線定位土釘位置→打入土釘→孔內(nèi)注漿→設(shè)置鋼筋網(wǎng)片→噴射混凝土面板→養(yǎng)護(hù)。

4.2 土釘入土

施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求放線定位，并做好明顯標(biāo)記，每一排土釘要拉線復(fù)核，確保在同一水平線上。采用空壓機(jī)、風(fēng)鎬頂住土釘尾部均勻用力振動(dòng)入土，實(shí)踐證明，該施工方法進(jìn)度快、工人勞動(dòng)強(qiáng)度不大，并保證土釘入土長(zhǎng)度和位置準(zhǔn)確。

4.3 鋼管土釘?shù)淖{

管內(nèi)注漿是整個(gè)施工工藝的關(guān)鍵控制工序，注漿效果直接影響到邊坡的穩(wěn)定。注漿采用純水泥漿，水灰比為1∶0.5，注漿壓力控制在0.25 MPa～0.35 MPa，根據(jù)不同的土質(zhì)情況，注漿壓力隨土的密實(shí)度降低而降低。注漿壓力過(guò)高，會(huì)使?jié){液很快從管口等處溢出，實(shí)際注漿量減少;注漿壓力過(guò)低則出漿慢，擴(kuò)散半徑小。因?yàn)橐c鋼管共同承擔(dān)力的作用，所以鋼花管內(nèi)的漿液也要飽滿。注漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，注漿要在初凝前用完，注漿完后，采用清水沖洗漿泵和注漿管路。

4.4 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)采用φ6@150雙向雙層鋼筋，鋼筋網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于300mm，鋼筋網(wǎng)片與土釘必須有效連接，邊坡橫向間距1.5 m設(shè)置通長(zhǎng)加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋不僅增加了面層的強(qiáng)度、剛度，還加強(qiáng)了土釘墻的整體性。通常土釘鋼管端頭周邊焊4根φ8鋼筋彎鉤作為錨頭，錨頭壓緊加強(qiáng)鋼筋后與之焊接牢固，保證噴射混凝土?xí)r鋼筋不晃動(dòng)。噴射混凝土?xí)r要特別注意錨頭位置，要噴射密實(shí)。

4.5 噴射混凝土面板

噴射混凝土面板是工藝流程中的最后一道工序，面板主要承受側(cè)向土壓力、釘頭拉力，限制土體側(cè)向變形的作用，并通過(guò)釘頭的拉力把土壓力等荷載傳遞到深層土中，從而保證土釘墻的安全穩(wěn)定。因此保證土釘墻的面層施工質(zhì)量非常重要，影響噴射混凝土施工質(zhì)量的因素主要有:

1)用水量。噴射混凝土中的用水量是噴射混凝土的關(guān)鍵技術(shù)，用水量完全由噴射手控制，為了使噴射手能迅速進(jìn)入最佳狀態(tài)，大面積噴射前最好進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試噴。用水量少，則回彈量大，混凝土拌合不勻，水泥水化不充分，混凝土強(qiáng)度偏低;用水量大，則易流淌下墜。最佳含水量約是水灰比0.45的含水量。

2)風(fēng)壓與風(fēng)量。噴射混凝土所用的空氣壓縮機(jī)的排風(fēng)量大于9 m3/min，小于17 m3/min。工作風(fēng)壓是由噴射機(jī)的輸送能力決定的，主要取決于輸料管的長(zhǎng)度。風(fēng)量與風(fēng)壓不足容易導(dǎo)致噴射過(guò)程中堵管，且會(huì)減弱噴射料流的沖擊力，粗骨料不易嵌入新鮮的混凝土中，從而使混凝土的密實(shí)度降低。風(fēng)壓過(guò)大，料流的沖擊力大，回彈率增大，粉塵濃度增大。經(jīng)驗(yàn)證明，料流在噴頭處的出口壓力為0.1 MPa ～0.12 MPa，效果最佳。

3)噴嘴角度、距離與移動(dòng)。噴嘴與面板宜保持在0.8 m～1.0 m的距離，距離過(guò)大會(huì)增加回彈量，降低密實(shí)度;過(guò)小也會(huì)增加回彈量，且噴射手容易受到回彈骨料的傷害。噴射時(shí)噴頭與受?chē)娒嫘纬?0°角，否則會(huì)使沖擊力減小造成混凝土密實(shí)度降低。噴射混凝土應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上，噴頭運(yùn)動(dòng)按螺旋式軌跡均勻的移動(dòng)，一次噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度，噴射手應(yīng)控制好水灰比，保持混凝土表面平整、濕潤(rùn)光澤，無(wú)干斑或流淌現(xiàn)象。

4.6 養(yǎng)護(hù)

噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)與現(xiàn)澆混凝土相比并無(wú)特殊之處，但施工單位往往對(duì)這個(gè)問(wèn)題重視不夠。噴射混凝土一般采用噴水養(yǎng)護(hù)方式，噴射混凝土終凝2 h后即開(kāi)始噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期根據(jù)溫度濕度等條件不同而有所區(qū)別，一般不應(yīng)少于3 d～7 d，噴水次數(shù)根據(jù)混凝土的濕潤(rùn)狀態(tài)決定。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)不同的地質(zhì)條件和不同的施工條件，我們及時(shí)地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了調(diào)整，本工程我們采用土釘支護(hù)邊坡，省略了石砌擋墻的基坑開(kāi)挖及地基處理工序，并且將土釘墻傳統(tǒng)施工工藝中的鉆孔機(jī)鉆孔安裝土釘錨桿，改變?yōu)椴捎每諌簷C(jī)風(fēng)鎬直接振動(dòng)打入鋼管土釘錨桿，鋼管土釘?shù)膬?yōu)點(diǎn)是施工工序少、速度快;在粉細(xì)砂、回填土、軟土等鋼筋土釘施工困難的土層中具有優(yōu)越性，在碎石土層中也有一定的施工能力，鋼管土釘擠土成形，鋼管對(duì)土體的擠密和漿液在土體中的擴(kuò)散都會(huì)提高土體的強(qiáng)度，增加邊坡土體的穩(wěn)定性。