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土钉支护施工全过程详细介绍!

521 2021-09-29 10:36:16

在土钉支护施工前,必须了解工程的质量要求,熟悉地质资料、设计图纸、周围环境以及施工中的测试监控内容与要求;确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等,并在设置后加以妥善保护;应确保各种施工设备的正常运行,如需降水则需确保降水系统正常工作。

 施工流程

土钉支护施工应按施工组织设计制定的方案和顺序进行,仔细安排土方开挖、出土和支护等工序并使之密切配合;力争连续快速施工,在开挖到基底后应立即构筑底板。土钉支护的施工流程一般为∶ ①开挖工作面,修整边坡;②喷射第一层混凝土;③设置土钉(包括土钉定位、钻孔、清空、置入钢筋、注浆、补浆);④加工钢筋、铺设固定钢筋网;⑤安装泄水管;⑥喷射第二层混凝土面层;⑦养护;⑧开挖下一层工作面,重复以上工作直到完成。

对于打入钢管注浆型土钉,则没有钻孔清孔过程,直接用机械或人工打入。

施工开挖和成孔过程中应随时观察土质变化情况,如发现异常应及时进行反馈设计。

4.6.2 开挖

土钉支护应按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工,在完成上一步作业面的土钉与喷混凝土以前,不得进行下一步的开挖。分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护,即及时设置土钉或喷射混凝土。对于自稳能力差的土体如高含水量的黏性土和无天然粘结力的砂土应立即进行支护。基坑在水平方向的开挖也应分段进行,可取10~20m。当基坑面积较大时,允许在距离四周边坡 8~10m 的基坑中部自由开挖,但应注意与分层作业区的开挖相协调。

为防止基坑边坡的裸露土体发生坍陷,对于易于塌方的土体,可采取以下措施∶

(1)对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土,待凝结后再进行钻孔;

(2)在作业面上先构筑钢筋网喷混凝土面层,而后进行钻孔并设置土钉,如图4.8(a)所示;

(3)在水平方向上分小段间隔开挖,如图4.8(b)所示;

(4)先将作业深度上的边壁做成斜坡,待钻孔并设置土钉后再清坡,如图 4.8(c)所示;

(5)在开挖前,沿开挖面垂直击入钢筋或钢管,或注浆加固土体。

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当采用机械进行土方开挖时,禁止边壁出现超挖或造成边壁土体松动。基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡,以保证边坡平整并符合设计规定的坡度。

4.6.3 土钉成孔

在成孔作业时,应根据地质条件、周边环境、设计参数、工期要求和工程造价等综合选用合适的成孔机械设备及方法,保证进钻和抽出过程中不引起塌孔时,可选用冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机和洛阳铲等;在易塌孔的松散土体中宜采用套管成孔或挤压成孔,成孔困难时,可采用注入水泥浆等方法进行护壁。当土钉成孔范围内存在地下管线等设备时,应在查明其他位置并避开后,再进行成孔作业;当成孔时遇到不明障碍物时,则应停止成孔作业,在查明障碍物的情况并采取针对性措施后方可继续成孔。

4.6.4 钢筋土钉杆体制作、安装与注浆

钻孔后应进行清孔检查,对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即进行处理;成孔后应及时安设土钉钢筋并注浆。土钉钢筋置入孔中前,应先设置金属或塑料件的定位支架,保证钢筋处于钻孔的中心部位,支架沿钉长的间距为1.5~2.5m,支架的断面尺寸应符合土钉杆体保护层厚度(不宜小于20mm)要求,对中支架可选用直径 6~8mm 的钢筋焊制。支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动。

钢筋使用前,应调直并清除污锈;当钢筋需要连接时,宜采用搭接焊、帮条焊连接,焊接时应采用双面焊,双面焊的搭接长度或帮条长度不应小于主筋直径的 5倍,焊缝高度不应小于主筋直径的 0.3倍。

土钉钢筋置入孔中后,可采用重力、低压(0.4~0.6MPa)或高压(1~2MPa)方法注浆填孔。水平孔或倾角较小时应采用低压或高压方法注浆,注满后保持压力 3~5min;

对于倾角较大的土钉孔,采用重力或低压注浆时,宜采用底部注浆方式,注浆导管底端先插入孔底,注浆管端部至孔底的距离不宜大于 200mm,在注浆同时将导管匀速缓慢地撤出,注浆管口应始终埋入注浆液面内,保证孔中气体能全部逸出。重力注浆以满孔为止,但在初凝前需补浆 1~2次。

土钉一般采用一次注浆,采用二次或多次注浆可明显提高+钉的抗拔力,但也提高了工程造价。

4.6.5 打入式钢管土钉施工

对于打入式钢管土钉,在施工前钢管端部应制成尖锥状便于钢管的击入,而在钢管的顶部宜设置防止钢管顶部施打变形的加强构造。

钢管的连接采用焊接时,接头强度不应低于钢管强度;钢管焊接可采用数量不少于 3根、直径不小于 16mm 的钢筋沿截面均匀分布拼焊,双面焊接时钢筋长度不应小于钢管直径的2倍。

注浆时应在管顶周围出现返浆后停止注浆。当不出现返浆时,可采用间歇注浆的方法。

4.6.6 喷射混凝土面层施工

(1)施工顺序

土钉墙面层通常采用喷射混凝土面层。一般要求喷射混凝土分两次完成,先喷射底层混凝土,再施打土钉,之后安装钢筋网,最后喷射表层混凝土; 土质较好或者畸射厚度较薄时,也可先铺设钢筋网,之后一次喷射而成;如果设置两层钢筋网,则要求分三次喷射,先喷射底层混凝土,施打土钉,设置底层钢筋网,再喷射中间层混凝土,将底层钢筋网完全埋入后再敷设表层钢筋网,最后喷射表层混凝土。

(2)材料要求

细骨料宜选用中粗砂,含泥量应小于3%;粗骨料宜选用粒径不大于 20mm 的级配砾石;水泥与砂石的重量比宜取 1∶4~1∶4.5,砂率宜取 45%~55%,水灰比宜取 0.4~0.45。

(3)喷射工艺要求

喷射前,应将坡面上残留的土块、岩屑等松散物质清扫干净。喷射作业应分段依次进行,同一分段内应自下而上均匀喷射,自上而下的次序宜因回弹物在坡脚而影响喷射质量。喷射作业时,喷头应与土钉墙面保持垂直,其距离宜为0.6~1.0m;一次喷射厚度要适中,一般宜为 30~80mm,厚度较大(超过 100mm)时应分层,在上一层终凝后即喷下一层,一般间隔2~4h。喷射混凝土终凝 2h 后,应采取连续畸水养护5~7d,或畸涂养护剂。

(4)钢筋网及连接件安装

钢筋网一般现场绑扎接长,搭接长度应大于 300mm;钢筋连接宜采用搭接焊,焊缝长度应不小于钢筋直径的10倍。当面层厚度大于120mm 时宜设置二层钢筋网,采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第—层钢筋网被喷射混凝十覆盖后铺设。

连接件施工顺序一般为;首先置放土钉、注浆;其次,敷设钢筋网片;再次,安装加强钢筋、安装钉头筋;最后,喷射混凝土。加强钢筋应压紧钢筋网片后与钉头焊接,钉头筋应压紧加强筋后与钉头焊接。

土钉支护的喷射混凝土面层宜插入基坑底部以下不少干 0.2m,钢筋网在坡顶向外延伸一段距离,用通长钢筋压顶固定,喷射混凝土后形成宽度为1~2m 的喷射混凝土护顶。

4.6.7 排水系统

基坑四周支护范围内的地表应加修整。构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面,防止地表降水向地下渗透。在靠近基坑坡顶宽 2~4m 的地面应适当垫高,便于降水流向坡外。

在支护面层背部应插入长度为 400~600mm、间距1.5~2m、直径不小于 40mm 的水平排水管(泄水孔),其外端伸出支护面层,以便将喷混凝土面层后的积水排出。

在坑底应设置排水沟及集水坑,以便排除基坑内的积水和雨水。排水沟应离开边壁 0.5~1m,排水沟及集水坑宜用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏,坑中积水应及时抽出。

4.6.8 质量检测

土钉墙应按下列规定进行质量检测∶

(1)应对土钉的抗拔承载力进行检测。土钉的检测数量不宜少于土钉总数的 1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3 根。对安全等级为二级、三级的土钉墙,抗拔承载力检测值分别不应小于土钉轴向拉力标准值的 1.3 倍、1.2 倍。检测试验应在注浆固结体强度达到10MPa 或达到设计强度的 70%后进行,当检测的土钉不合格时,应扩大检测数量。

(2)应进行土钉墙面层喷射混凝土的现场试块强度试验,每 500m²喷射混凝土面积试验数量不应少于一组,每组试块不应少于3个。

(3)应对土钉墙的喷射混凝土面层厚度进行检测,每 500m²喷射混凝土面积检测数量不应少于一组,每组的检测点不应少于3 个; 全部检测点的面层厚度平均值不应小干厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的 80%。

(4)复合土钉墙中的预应力锚杆,应进行锚杆的抗拔承载力检测,并应符合锚杆抗拔承载力检测的有关规定。

(5)复合土钉墙中的水泥土搅拌桩或旋喷桩用作截水帷幕时,应进行截水帷幕的质量检测,并应符合截水帷幕质量检测的有关规定。