土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝研究

盧玲

山西交通控股集團(tuán)有限公司大同北高速公路分公司 山西大同 037000

在邊坡處治工程實(shí)踐中，為了保證邊坡結(jié)構(gòu)的承載能力、荷載穩(wěn)定性及抗變形剛度滿足設(shè)計(jì)及后續(xù)運(yùn)營(yíng)要求，必須對(duì)其進(jìn)行必要的加固支護(hù)處治，以滿足其在強(qiáng)度、剛度、變形及穩(wěn)定性方面的要求。土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)于軟弱邊坡結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的支護(hù)施工技術(shù)。通過(guò)總結(jié)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)質(zhì)量和效率主要取決于結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)、施工工藝水平、施工工法及現(xiàn)場(chǎng)施工組織設(shè)計(jì)。通過(guò)總結(jié)最近幾年內(nèi)的涉及到土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的病害案例可知，主要原因是由于土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、超挖嚴(yán)重及水毀因素等，因此，在土釘擋土支護(hù)施工過(guò)程中，必須控制好支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，做好關(guān)鍵施工工藝的控制和管理，提高土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性[1]。

1 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)施工主要工藝研究

1.1 開(kāi)挖階段施工主要工藝研究

邊坡土體開(kāi)挖是土釘支護(hù)施工的第一步，在開(kāi)挖階段應(yīng)合理設(shè)計(jì)和確定不同位置的開(kāi)挖深度和開(kāi)挖流程，保證開(kāi)挖坡面外露的土體可以土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)布設(shè)之前提前進(jìn)入荷載穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡土體的荷載穩(wěn)定對(duì)于后續(xù)的土釘擋土結(jié)構(gòu)控制邊坡不良位移意義重大；單次的土體開(kāi)挖深度應(yīng)和土釘豎向布設(shè)距離相匹配，間距值一般控制在1.5m-2m范圍內(nèi)，土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)由上至下分層開(kāi)挖，單次開(kāi)挖深度主要依賴(lài)于邊坡開(kāi)挖面上保證土體自行直立的最大位移值。通常情況下，邊坡土體的開(kāi)挖坡度介于85°-90°之間。對(duì)于部分質(zhì)地過(guò)軟，強(qiáng)度極低的邊坡土體應(yīng)該先沿開(kāi)挖作業(yè)面錘擊鋼筋骨架、直徑合理的鋼管樁，并在對(duì)鋼筋骨架或者鋼管樁進(jìn)行混凝土噴射支護(hù)，提高開(kāi)挖面的土體強(qiáng)度指標(biāo)，在軟土邊坡位置開(kāi)挖時(shí)，為了降低開(kāi)挖荷載對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)影響，建議使用間斷式開(kāi)挖技術(shù)，局部開(kāi)挖完成后應(yīng)逐級(jí)布設(shè)土釘擋土結(jié)構(gòu)，做到開(kāi)挖和支護(hù)同步進(jìn)行[2]。

1.2 坡面層支護(hù)工藝研究

每一流程坡面開(kāi)挖支護(hù)施工完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行配套的坡面支護(hù)工作，防止因外部不良環(huán)境造成的坡面平整度和密實(shí)度下降。為了提高坡面結(jié)構(gòu)的整體性，可以提前在坡面內(nèi)打入高強(qiáng)度短鋼筋，并在短鋼筋末端掛上鋼筋網(wǎng)架，鋼筋網(wǎng)架單邊尺寸應(yīng)控制在2520mm以?xún)?nèi)，并噴射厚度為80mm-120mm的混凝土結(jié)構(gòu)層，若面層整體厚度較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加噴射施工次數(shù)，表面噴射混凝土應(yīng)添加一定比例的早強(qiáng)劑，以保證面層噴射混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的土釘布設(shè)提供基礎(chǔ)，面層混凝土噴射施工完畢后，應(yīng)養(yǎng)護(hù)至少24h，一旦發(fā)現(xiàn)面層局部存在開(kāi)裂，應(yīng)立即停止施工，并對(duì)裂縫進(jìn)行處治。

考慮到軟土邊坡土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中的面層結(jié)構(gòu)并不是主要的受力構(gòu)件，為了控制邊坡的總體自重，建議控制土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度，為了提高施工效率，實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制施工目的，可以采用混凝土預(yù)制板直接拼接作為面層結(jié)構(gòu)，在呈塊狀的巖石結(jié)構(gòu)上直接布設(shè)鋼筋焊接網(wǎng)架，保證土體邊坡的整體穩(wěn)定性，部分邊坡整體性較高的邊坡結(jié)構(gòu)可以先增設(shè)土釘再?lài)娚浠炷撩鎸咏Y(jié)構(gòu)。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)和混凝土面板結(jié)構(gòu)應(yīng)使用高強(qiáng)度螺栓固定，并借助型鋼直接連接到鋼筋網(wǎng)架上，在鋼筋網(wǎng)架連接位置噴射厚度滿足要求的混凝土層以提高局部的抗壓強(qiáng)度和抗變形剛度[3]。

1.3 土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)布設(shè)工藝研究

土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的布設(shè)是整個(gè)施工的核心環(huán)節(jié)，常用的土釘擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)的布設(shè)施工技術(shù)包括：鉆孔灌注施工法、錘擊法、注漿錘擊法及高壓噴射錘擊法等，不同的施工技術(shù)應(yīng)用于不同的施工工況和施工環(huán)境，在具體的施工過(guò)程中，施工技術(shù)選定應(yīng)力求因地制宜。

以鉆孔灌注施工法為例，一般使用可變形鋼筋材料作為土釘，可變形鋼筋的直徑值介于20mm-30mm范圍內(nèi)，鋼筋材料的屈服強(qiáng)度等級(jí)介于HRB350-HRB400之間，在選取對(duì)應(yīng)屈服強(qiáng)度的鋼筋材料時(shí)候應(yīng)結(jié)合鉆孔灌注樁的入土施工難度確定，如果屈服強(qiáng)度較低，則土釘?shù)男詢(xún)r(jià)比較差；如果單純追求高屈服強(qiáng)度，則土釘?shù)拇嘈詳嗔烟匦詣t更加明顯，將其放置在直徑介于70mm-120mm范圍內(nèi)的鉆孔內(nèi)，并在鉆孔內(nèi)澆筑混凝土漿液，結(jié)合施工位置的土體承載能力，動(dòng)態(tài)確定最終的面部噴射混凝土和鉆孔施工的前后順序。注漿施工技術(shù)涉及到的方式和種類(lèi)也較多，其中，重力注漿施工技術(shù)是施工難度最低的一種，但對(duì)施工工況的要求較高，為了保證重力注漿的順利下泄，應(yīng)保證鉆孔灌注孔道與平面呈15°-30°的夾角，重力注漿一般注漿壓力較低，為了防止內(nèi)部其他多大導(dǎo)致的注漿栓塞，應(yīng)同時(shí)布設(shè)排氣管道，為了能夠?qū)⒆{液體滲透至鉆孔灌注樁周?chē)耐馏w顆粒內(nèi)，可考慮使用二次壓力注漿施工技術(shù)，提高周?chē)馏w的密實(shí)度，提高鉆孔灌注樁與周?chē)馏w的粘結(jié)強(qiáng)度和有效粘結(jié)面積，增大鉆孔撞與周?chē)馏w的摩阻力指標(biāo)。部分軟弱邊坡使用型鋼土釘主要是提高相同條件下的型鋼與漿體之間的摩阻力水平，保證型鋼土釘始終位于鉆孔灌注樁的中心位置，從而保證土釘四周有厚度相對(duì)均勻的保護(hù)層材料。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上分析可知，在邊坡支護(hù)加固處治施工過(guò)程中，為了保證邊坡的承載能力、抗變形剛度及荷載穩(wěn)定性滿足后續(xù)運(yùn)營(yíng)及耐久性要求，對(duì)于部分軟弱邊坡必須采取必要的支護(hù)措施，土釘支護(hù)技術(shù)直接深入到邊坡內(nèi)部，通過(guò)與土體的粘附和相互作用力實(shí)現(xiàn)與邊坡的協(xié)調(diào)變形，以提升邊坡的承載能力和剛度，經(jīng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)，可以廣泛推廣應(yīng)用。