土钉墙施工工艺
土钉墙施工工艺
7.9.1工艺概述
土钉墙是在土质或破碎软弱岩质路堑边坡中设置钢筋土钉，靠土钉拉力维持边坡稳定的支挡结构。土钉墙支护的适应性强，适用面宽，适用于一般地区土质及破碎软弱岩质路堑地段。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，是一种经济性的加固形式。在腐蚀性地层、膨胀土地段及地下水较发育或边坡土质松散时，不宜采用土钉墙。
7.9.2作业内容
1.搭设脚手架；
2.刷坡嵌平；
3.安设伸缩缝、泄水管；
4.初喷混凝土；
5.钻孔；
6.安装土钉；
7.注浆；
8.挂网、安装垫板紧螺栓；
9.复喷混凝土及水泥砂浆；10.坡脚墙施工
7.9.3质量标准及验收方法
一、原材料检验
1.所采用的中（粗）砂、碎石、钢筋、水泥等原材料应符合设计及相关验标要求，进场
时必需对其进行抽样检查。
2.土钉钢材的品种、规格、性能应符合设计要求；下料后应做调直、除污处理，并焊接定位支架，在腐蚀环境下钢筋表面应按设计要求进行处理。
3.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。同一厂家、品种、批号的土工合成材料。
二、施工质量检验标准及验收方法
1.土钉墙质量检验应符合表7.9.3-1 规定。
表7.9.3-1 土钉墙施工质量要求、检验数量及检验方法
2.土钉孔位、孔深、间距允许偏差及检验方法见表 7.9.3-2。
表7.9.3-2 土钉施工的允许偏差及检验方法
3.挂网采用土工合成材料时，其铺设范围、搭接宽度的允许偏差、检验数量及检验方法见表 7.9.3-3。
表 7.9.3-2 土工合成材料施工检验表
土钉墙施工工艺流程如图7.9.4 所示。
图7.9.4 土钉墙施工工艺流程图
7.9.5工序步骤及质量控制说明
一、施工准备
1.路堑开挖
路堑大批量土石方采用挖掘机开挖或爆破开挖方法。开挖作业采用机械时，预留30～50cm 厚人工修整，确保边坡的坡角和坡面的平整度。爆破开挖时为减少爆破对边坡的扰动，应采用光面或预裂爆破技术。
2.土钉锚固及喷射混凝土试验
对土钉锚固及喷射混凝土应事先进行试验，取得能满足设计要求，并切合实际的配合比及施工技术参数，为正式施工提供技术依据。
土钉墙施工时必须进行注浆工艺试验，在土钉抗拔力满足设计的情况下取得水泥砂浆和
水泥浆用量、注浆压力等参数。
每种土层须做3 根非工作土钉抗拔试验，试验采用破坏性试验，在试验钉上进行抗拔试验直至破坏，用以确定极限荷载，并据此估算土钉的界面极限粘结强度。测试土钉进行抗拔试验时的注浆体抗压强度一般不小于6MPa。试验采用分级连续加载。根据试验得出的极限荷载，可算出界面粘结长度的实测值。这一试验平均值应大于设计计算所用标准值的 1.25 倍。
3.土钉墙施工前，首先做好墙顶排水设施。当遇有上层滞水影响时，要在坡面上每隔1.5m
设置一根泄水管，以减少滞水对坡面的压力。
二、搭设脚手架
搭设脚手架应根据负载要求进行工艺设计，并对作业人员进行技术交底。采用的材料都应经检验，质量符合有关规定。搭设脚手架时立杆要垂直、扫地杆、剪刀撑等按规定搭设，地基承载力应满足要求。
三、整理坡面
1.土钉支护是分层进行的，因此挖土深度不能超过设计深度，同时要保证坡角达到设计要求，坡面平整光滑，坡角未达到设计要求的则要进行专门修整。边坡基本成型后，镐钎和风镐相配合，按设计边坡坡率对边坡进行整修，清理干净。
2.为确保外观质量，边坡进行平整时，对凹坑部分混凝土或浆砌石进行嵌补以保证整个
坡面一致，也可采用喷射混凝土进行修补。
四、安装伸缩缝和泄水孔
1.土钉墙伸缩缝间距及填缝料应满足设计要求。
2.墙面应设置泄水孔，泄水孔间距、位置、孔径等应满足设计要求。反滤层及墙背填料
所使用材料应符合设计及验标要求。
五、初喷混凝土
1.开挖好的坡面应立刻进行混凝土喷射封闭，喷射厚度满足设计要求。喷射混凝土其配合比通过试验室确定。
2.喷射时以混凝土表面平整，出现光泽，骨料分布均匀，回弹量小为宜。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1.0～1.5m 间距为宜，混凝土终凝后，进行洒水养护，养护时间10～14d。
六、钻孔
1.初喷混凝土达到70%强度后，进行土钉钻孔作业。
2.土钉孔采用钻机成孔，成孔直径、孔距和倾角应满足设计要求。
3.在成孔过程中，孔中残土应清除干净，确保有效孔深。
七、土钉安装
1.土钉在加工场地加工后运往工地。为保证土钉能定位于孔的中心位置，需沿长度每隔
1.5m 焊上定位支架，定位支架的高度要确保使土钉能够居中。
2.插入土钉前应检查长度、注浆管是否有破漏等。插筋时应抬起后部使之与成孔角度相同，徐徐插进，防止碰坏孔壁。土钉外露部分应满足固定长度要求。
3.土钉安装时，同时插入高压注浆管及排气管。注浆时注浆管直插孔底，排气管距注浆
管为100～120cm。
八、注浆
1.注浆时应严格按配合比施工，并根据施工需要，在浆液拌制过程中添加早强剂，以确保浆液的流动性和提高早期强度，使土钉早日进入工作状态。
2.注浆用水泥砂浆标号及注浆压力满足设计要求，注浆方式为底部注浆，即将注浆管插
入孔底（距孔底200mm 左右），浆液从孔底开始向孔口灌填。注浆时要随时掌握注浆情况，开始时注浆很快，当注浆速度变慢时，排气管排气也由多变少，这说明孔内砂浆灌筑已达50cm 以上深度，两根管即可同时往外抽，管子抽动要缓慢并继续注浆，以保证注浆管埋入砂浆深度保持在50cm 左右。
3.为提高土钉抗拔能力可采用二次挤裂注浆方法，即在首次注浆终凝后2～4 小时内，用高压2～3MPa 向钻孔中的二次注浆管注入水泥净浆，保证浆液充满锚孔。
4.应随时掌握排气管的排气量，严禁快速抽管和出现排气管排气量突然增大，造成砂浆灌筑不连续，出现断钉而报废。
九、挂网
1.待水泥砂浆强度达到设计强度的50%后，按设计要求，将钢筋网片按设计网距焊接，固定紧贴于坡面之上。
2.在危险坡上的土钉之间用金属件连接在一起，以进一步加强支护强度。钢筋网搭接宜采用焊接，土钉外端与钢垫板或加强钢筋应采用螺丝端杆锚具或焊接进行连接。各钢筋的位置由里向外是：钢筋网，水平加强筋、土钉端头固定筋。
十、复喷混凝土
1.挂网后，整个坡面复喷混凝土，其喷射厚度达到设计要求。
2.喷射混凝土强度等级及碎石的最大粒径应满足设计要求。喷射混凝土机的工作压力为0.3～0.4MPa。每层喷射混凝土从下至上进行喷射。
十一、坡脚墙施工
1.两级土钉墙的坡脚处按设计要求设置脚墙。
2.土钉墙以上边坡按设计坡率修整后，应设喷锚网护坡防护。土钉墙与喷锚网护坡坡间平台采用混凝土封闭。
十二、质量控制要点
1.施工前要检测已开挖的路堑横断面和边坡是否符合设计要求，施工前应按设计要求做注浆工艺试验和土钉拉拔试验，以验证设计参数。
2.土钉墙施工原则是：“自上而下、分段施工”，“分层开挖、分层锚固、分层喷护”，“及时挂网喷护”。不得使坡面长期暴露风化失稳。分层开挖的高度，应按坡面土质允许暴露的时间结合土钉排距确定，土层一般为0.5～2.0m，岩层一般为1.0～4.0m。
3.开挖时应选用对坡面扰动较小的施工机具和施工方法。在开挖中，应防止上部和上下层连接处局部失稳。发生局部超挖时，应采用浆砌片石或混凝土回填。
4.钻孔直径应不小于设计尺寸，土钉孔的孔深、间距、长度等必须满足设计要求。土钉
钻孔时严禁向孔内灌水，防止塌孔、缩孔。
5.钉孔注浆采用的水泥浆或水泥砂浆应按工艺试验确定的参数要求配制；当边坡渗水较严重时，宜添加膨胀剂。
6.注浆应采用孔底注浆法，注浆压力应满足设计要求，确保注浆饱满。注浆前，应把注浆管插至钉孔底部，随着浆液的注入，慢慢拔出注浆管，必须保证砂浆均匀地填满钢筋与孔壁间的空隙；当注浆管拔至孔口时应减压回零避免喷浆，并应防止浆液不足空气进入钉孔。
7.土钉孔注浆后至少应及时养护，养护期间，严禁敲击钢筋。
7.9.6施工机械及工艺装备
土钉墙施工机械配套设备见表 7.9.6。
表7.9.6 主要配套机械表
7.9.7作业组织
在路基清方结束后，做好土钉墙施工前各项准备工作。现场成立 1 个作业队，下设5 个作业班组。作业工班人员配置见表7.9.7。
作业队管理人员设置：队长、技术、测量、试验、安质各1 人。
表7.9.7 作业班组及人员数量表
7.9.8材料消耗
材料消耗见表7.9.8-1、表7.9.8-2。
表7.9.8-1 土钉墙材料综合消耗表
表7.9.8-2 砂浆锚杆及喷射混凝土材料消耗表
7.9.9生产效率
生产效率见表7.9.9-1、表7.9.9-2。
表7.9.9-1 土钉墙人工及机械台班表
表7.9.9-2 砂浆锚杆及喷射混凝土人工及机械台班表
一、安全生产
1.土钉墙施工应随开挖自上而下分层进行，每层开挖高度应与该土体的自稳能力相适应，确保山体开挖面边坡保持稳定。施工前应先清除墙顶山坡危石，做好坡顶排水，作业过程中应注意观测，发现变化及时处理。
2.应根据地质情况及设计要求设置监控量测点，监控量测频率应满足相关要求。当数据异常时应立即撤离现场施工人员，待分析完原因并采取相关措施后方可继续施工。
3.现场所有的电器设备均做漏电保护装置，配电线采用三相五线制；施工中，应定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。
4.已完工的基槽，在雨后要仔细观察土壤情况，如发现有裂缝、鼓包、滑动等现象，要及时排除险情后方可继续施工。
5.工人上下基坑要走人行安全通道，进入施工区必须戴安全帽。
6.喷射混凝土施工作业中，要经常检查出料弯头、输料管、管路接头有无磨薄、击穿或松脱现象，发现问题，应急时解决。
7.喷射混凝土施工出现堵管时，应将输料管顺直，必须紧按喷头，严禁喷头随意摆动，并且疏通管路的工作风压不得超过0.4Mpa。处理机械故障时，必须先使设备断电、停风。向施工设备送电、送风前，应通知相关人员。
8.喷射第一步混凝土前，应在坡顶设置有效防护措施，避免喷射混凝土中的石子飞出施工区域。非操作人员不得进入正在进行施工的区域，喷头和注浆管前严禁站人。喷射混凝土作业人员工作时，宜采用防尘口罩、防尘帽等防护用品。
9.移动式空气压缩机停置后，应保持水平，轮胎应楔紧，且半径15 米以内不得进行焊接或热加工作业；移动式空气压缩机拖运前应检查行走装置的紧固、润滑等情况，拖行速度不超过20km/h；使用压缩空气吹洗零件时，严禁将风口对准人体或其它设备。
二、环境保护
1.土钉墙施工中应加强环境和水土保护工作，在施工前应做详细调查，确定合理的施工
方案，制定切实可行的环保措施；土钉墙施工要提前做好降排水，在水位下降过程不能过急，避
免影响周围建筑物发生沉降危害。
2.喷射混凝土作业时发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停风、水、料的输送，防止对周边环境造成污染；施工作业人员要戴好防护口罩、防护镜等，加强自身劳动保护。
3.施工用水需按规定进行处理，不得直接排放。
4.锚喷施工时混凝土喷射机处容易形成扬尘，可在混凝土喷射机处搭设施工棚来控制尘
土外扬。