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岩土研究院

土钉支护施工详解

1097 2021-03-08 17:48:41



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。


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(e)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。


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。


土钉成孔

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。


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土钉的抗拔力,但也提高了工程造价。


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人,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。