土钉墙施工工艺.doc

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1、土钉墙施工工艺、工艺概述 土钉墙支护的适应性强，适用面宽，可用于砂土、黏性土或破碎风化岩石。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。 土钉墙作用原理： 1土钉墙的支护原理来源于隧道的新奥法施工，土钉墙用于露天边坡支护，所不同的是，露天边坡与隧道中结构形式不一样，造成岩体受力，方向有所区别，土钉一般较隧道的锚杆更长，孔径更大能支护边坡中更深层次和大面积的岩土体。 2岩土体自身有自动平衡受力的特性未经扰动的岩土体受力是均衡稳定的，经人为破坏后，未破坏部分岩土体重新平衡受力点。对于岩土体为破碎体状， 图1 钉墙代表性横

2、断面示意图 层间有泥化夹层，造成多个受力平衡的岩土体，形成不稳定的岩土体结构；土钉与岩土体的作用，一方面是在灌浆锚固后，依靠土钉表面与岩土体的摩擦作用将锚固岩土体形成一个整体控制岩土体产生侧向位移。另一方面，依靠土钉控制岩土体沿滑移面的滑移，土钉墙与墙背岩土体间由钢筋和墙体摩擦力来阻止岩土体滑动。3土钉墙利用有规律布置的高强度大直径土钉和钢筋网与喷射混凝土，有机地结合这一个联合受力结构，有效地封闭岩土体表面阻止岩石风化和脱落，使有土钉部分的岩土体形成一个具有复合材料性质的土钉墙，以此来抵抗墙后的土压力和滑移面的位移。其次，有了喷网使土钉墙成为一柔性支护体系，使支护更为合理。 图3 -5.2 钉

3、墙施工实体固、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喷第一次混凝土；5钻孔；6按土钉7灌浆；8挂网、安垫板紧螺栓；9喷第二次混凝土：10.喷水泥砂浆；11.坡脚脚墙施工。、质量标准及检验方法一、原材料检验1水泥：宜用32.5级普通硅酸盐水泥，有出厂合格证及试验报告，性能符合附录16-B要求。2粗、细骨料：粗、细骨料的各项指标应符合附录16-B规定。3钢筋：品种和规格均符合施工图规定并有出厂合格证和试验报告。4外加剂：掺加料，根据施工需要并通过试验确定，符合附录16-B要求。5拌制用水：一般饮用水均能满足附录16-B要求。二、土钉墙施工质量检验1土钉墙质量检验应符合表1规定

4、。分部项目序号 检验项目 质量要求 检查数量 检验方法 土钉 1 土钉钢筋品种规格数量应符合施工图要求每批任选2根各做l组试样（每组各2根）做拉伸机冷弯试验 2 土钉布置应符合施工图要求全部检查观察 3钉孔锚固砂浆强度应符合施工图要求每lOOm3砂浆取试件1组，不足者亦按一批计砂浆试件抗压强度钢筋网 4钢筋或土工合成材料品种、规格、质量应符合施工图要求按TB10424规定原材料检验 5 检测路堑横断面 符合施工图要求 挂网前检查4个断面测量、观察坡面松散土石 6 网与土钉连结网规格、尺寸、网与土钉连结应符合施工图要求按网面积的10%进行检查尺量、观察连结及查焊接试验报告喷射混凝土面层 7 喷射

5、混凝土强度强度等级符合施工图要求每5 0ITl3喷射混凝士制取试1组抗压强度试验 8 喷射混凝土厚度60%以上不应小于施工图标示厚度，最小不小于施工图标示厚度一半，平均值不小于施工图标示厚度检查3个断面，每个断面不少于5个检验点凿子L实测或预埋厚度标志 9 泄水孔设置孔径、位置、坡度符合施工图要求检查排水孔数量的20%观察、尺量 10 反滤层墙后反滤层分布及厚度应符合施工图要求检查10处观察、尺量混凝土（砌体）坡脚墙 11 明挖基坑基坑底面无浮渣基底地基承载力应符合施工图要求检查2点土质基坑采用动力触探石质基坑现场目测 12砌石砂浆、混凝土强度强度等级应符合施工图要求每lOOm3砂浆、混凝土取

6、试1组，不足亦取1组做抗压强度试验 13 混凝土坡脚模板应支架稳固、接缝严密、具有足够的强度和刚度全部检查观察、尺量 14沉降缝（伸缩缝）预留与塞缝应符合施工图要求，接缝平直塞缝弘宓全部检查观察、尺量2土钉孔深、间距、长度允许误差及检验标准应符合表2规定。 表2 土钉孔深、间距、长度允许误差及检验标准序号项目允许偏差检查数量检验方法1孔深50mm总数的10%尺量2间距50mm总数的10%尺量3长度50mm总数的10%尺量、施工机械及工艺装备土钉墙施工机械配套设备见表33-5.3主要配套机械表机械名称型号功率数量备注风钻YT-283台风动风镐GXY-12台风动挖掘机EX2001台土石方完成后退出

7、250L强制式搅拌机250L7.5kW1台灌浆机JHBl.2lOkg/cm31台喷射混凝土机PJ -II5.5kW2台内燃空压机VY-12/712mm31台钢筋切割机GQ402.5kW1台电焊机BX3 - 300 -123.4kVA1台混凝土振动棒4套、施工准备 1路堑土石方开挖成型 路堑大批量土石方采用爆破开挖方法，边坡应留23m的保护层，按开挖高度12m为一层，每分层开挖高度不得超过4m。保护层开挖部位应用小炮分段开挖，为了减少爆破对边坡的扰动，采用了光面爆破技术。 2土钉锚固及喷射混凝土试验 在材料进场前，应先通过试验鉴定，合格后方可采用。对土钉锚固及喷射混凝土事先进行试验，取得能满足施

8、工图要求，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。 3编制施工组织设计 根据核对的工程量、工地特点、工期要求以及施工条件，结合设备能力，做出实施性施工组织设计，应包括施工方法和相应的技术措施、工程数量、所需劳动力、机械设备、材料数量、临时工程、场地布置以及车辆运输等。根据施工组织设计编制好技术交底对操作人员进行交底。 4土钉墙施工前，充分注意基坑或土坡排水，应在施工前57d首先做好墙顶排水设施，降水深度在开挖层以下1. 5m。土坡渗水时应预先设好排水管。、 工艺及质量控制流程 土钉墙施工工艺及质量控制流程见图3。、工艺步序说明 土钉墙施工随开挖从上而下施工，一般按4m高一层施

9、工土钉墙，12m为一个台阶，待上一个台阶支护完成后，再进行下一个台阶施工。每层施工步骤要点说明如下： 一、搭设脚手架 1搭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。 2搭脚手架时主杆要垂直。立杆时先立角柱，然后立主柱，主力柱完成后，再开始绑扎大小横杆。脚手架搭至三至五步时，就要扎十字撑。撑与地面的角度在45。以内，撑的交叉点应绑扎在柱或横杆上，确保脚手架牢固稳定。 3由于脚手架的侧向刚度差，为了加强稳定性，可与墙体连结。使用中要定期检查，发现问题及时处理。 二、路堑边坡清方刷坡和平整嵌补 1边坡基本成型后，镐钎和风镐相配合按施工图边坡坡率

10、对边坡进行修整清理干净。2为确保外观质量，边坡进行了平整时，对坑凹部分用混凝土或浆砌石进行嵌补，以保证整个坡面一致。若采用光面爆破及镐钎和风镐相配合方法施工，超挖工作量较小，现场也可采用了喷射混凝土进行修补。 图3 -5.3 钉墙施工工艺及质量控制流程图 3岩体坡面清方后要及时进行喷混凝土封闭，以免岩体暴露时间过长而风化脱落，改变其原有的性能和强度。 三、安装伸缩缝板和泄水孔 1土钉墙每隔15m设置一道伸缩缝，伸缩缝板采用2cm厚的沥青木板，沥青木板宽度为15cm。 2墙面板设置泄水孔，泄水孔呈梅花型布置，间距为2.5m，泄水孔进口处设置无砂混凝土板反滤层。无砂混凝土板是由材料35mm、510

11、mm、1020mm的各等级砂砾或碎石和水泥混合灌筑成的混凝土块，其配合比为水泥：碎石（或砂砾）-1：6厚度为10cm平面尺寸为6050cm，下口设置55cm的缺口，板块渗水性好且有一定强度。 3无砂混凝土板灌筑时水胶比控制在o380.46之间，防止水过多造成水泥浆下沉堵塞无砂混凝土板，使得砂砾或碎石间无空隙而失去渗水作用，无砂混凝土板与山体接触面采用中粗砂隔离，以增强渗水性，安装无砂混凝土板时要求无砂混凝土板安置在土钉墙面板内，严禁进入面板而影响质量。 4在无砂混凝土板下口安设一根长25cm的+50mm的透水软管，透水软管入口端用中粗砂固定在无砂混凝土板上，出口端固定在钢筋网上并用纸或黏土封口

12、，避免了面板混凝土喷射时堵管，施工完后再使管口畅通。 四、喷第一次混凝土 1为了保持边坡稳定，及时封闭岩壁，在开挖后即刻喷射一层5cm的厚混凝土，采用PH30转子式喷射机进行干喷，其配合比为水泥：砂；砾石：速凝剂-1：2：1.5：o03，采用普通硅酸盐水泥C32.5级，砂为中粗砂，砾石为1015mm， 水胶比控制在0. 400.45之间，混凝土干料拌制采用搅拌机。 2喷射时以混凝土表面平整，出现光泽，骨料分布均匀，回弹量小为度。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1o1. 5m间距为宜，混凝土终凝(6h)后，进行洒水养护，养护时间为1014d。 五、钻孔 1初喷射混凝土

13、达到70%强度后，进行土钉钻孔作业。土钉孔径为100mm,设计深度为6m、10m、12m孔深较土钉长0.15m。 2采用潜孔钻机进行钻孔作业，孔身与水平方向呈下倾1 5度角，并应保证孔距和倾角的准确性。 3钻孔时严禁带水作业，以免孔位太深废渣堵孔，钻孔完毕进行清孔，清孔利用风钻高压空气把废渣排挤出来，清孔时风钻还要进行空钻，避免出渣太多堵孔，同时注意防护废渣飞出孔时伤人。 六、安装土钉 1土钉：25mm的II级钢筋，相应配套件有：焊接在钢筋上的定位托架、焊接在土钉端头的螺丝端杆和端杆螺母（见图3 -5.5）；土钉长12m、10m、6m三种，间距为1.6m（竖）1.8m（横）矩形布置。 2土钉是

14、在加工场地加工后运往工地，包括螺丝杆件的焊接和固定托架的焊接，端杆与锚杆为接触对焊，放入土钉前，用高压风清孔，杆体居孔中间，因土钉长612m，钢筋插入时容易变形而导致偏斜，使得钢筋无法插入，为此，事先在钢筋上每隔35m设置3根圆弧形导向筋（即托架），以确保钢筋位置居中，同时便于灌浆的正常进行。 3清孔过后进行土钉安置，同时插入两根管子，一根为高压灌浆管，用于灌浆，另一根为排气管，用于灌浆时排出孔内空气，以免产生空洞而影响土钉质量，灌浆时灌浆管直插孔底，排气管距灌浆管为100120cm。 七、灌浆 1土钉安设完毕后用M30水泥砂浆灌筑，灌浆压力为0.20.4MPa，灌浆时要随时掌握灌浆情况，开始

15、时灌浆很快，当灌浆速度变慢时，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灌浆，以保证灌浆管埋入砂浆深度保持在50cm左右。 2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。 八、挂网、安锢垫板紧螺母 1待水泥砂浆强度达到施工图标示强度的50%后，挂2020cm的8mm钢筋网，使其紧贴坡面，钢筋网用焊接联接。 2在锚杆端头、钢筋网上安装20201.5cm的16Mn钢垫板，中部预留33mm杆孔(见图3-5.4)其作用是固定杆体在岩面和支架螺母受力。用扳手拧紧螺母，施加5lOkN的预

16、应力，使钢板钢筋网与混凝土面密贴，产生一定的抗拔力并与钢筋网片成一整体。 螺丝端杆 沿土钉35m焊接固定托架 图3-5.4螺丝端杆和端杆螺母九、喷第二层混凝土1继前面工序喷射第二层混凝土。喷射C20混凝土9cm厚，配合比同第一次，喷完6h后，进行养护。 2喷混凝土严格按实验室测定的配合比，控制好水胶比，喷混凝土时要保持厚度尺寸，搭接处应有一定斜坡，避免出现搭接缝。 十、喷射水泥砂浆 完成喷射第二层混凝土工序后，为保证喷层表面的平顺和美观，最后在喷射混凝土表面喷上一层lcm厚M20的水泥砂浆护面。土钉墙是由原位岩土体、土钉、钢垫板、钢筋网、喷射混凝土组成，其结构见图3 -5.5。冷拉II级或II

17、I级螺纹钢单位：cm图5 土钉墙结构示意图 十一、坡脚脚墙施工 1两级土钉墙的坡脚处常设置脚墙，采用顶宽0. 6m，高1.2m，C15混凝土与最下排土钉整体灌筑。 2土钉墙部分的路基边坡按1：0.5坡率，土钉墙以上边坡按1:0.75坡率清方后，设喷锚网护坡防护，锚杆长3. 8m;土钉墙与喷锚网护坡间平台宽2m，采用C15混凝土封闭，厚0.15m。 3土钉墙高度低于12m按1：0.5坡率清方后设土钉墙加固，土钉墙高度高于12m设二级土钉墙，单级土钉墙最大高度为12m。第一级土钉墙土钉长6m，第二级土钉长10m。 4一、二级墙之间的平台上下各3排土钉长12m，土钉按间距1.6（竖）1.8m（横）矩

18、形布置，最下排土钉自脚墙顶下0.1m处开始布置。平台内置钢筋网（包裹），于第二级土钉墙的脚墙靠线路侧按纵向间距2Om打一排+18mm竖直锚杆固定钢筋网，锚杆长2Om。、作业组织 在路基清方结束后立即进行清洗，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4个作业班组（见表4）。 作业队管理人员设置：队长、技术、测量、试验、安质各1名。表4作业工班及人员数量表序号作业班组主要工作内容人数1队长现场组织、指挥和协调12钻孔班钻孔63喷射混凝土班初喷和复喷94钢筋班管钉的制作和安装，加强筋的焊接8a灌浆班水泥浆的制备及管钉内灌浆6、 生产效率及材料消耗表3 -5.5土钉墙人工及材料消耗与机械

19、台班表项 目单位土钉(100m)人工工日13. 98普通水泥42.墨级kg305. 90锯材11130. 080中粗砂Ill30. 39螺纹钢+16以上kg312. 90钢板Q235-A 8-830kg58. 87合金钻头姐3个3.000水t4.00气腿式凿岩机台班3. 300气动锻钎机d90台班0. 520钻头磨床台班0. 520电、动空气压缩机20m3 /min台班0. 660气动灌浆机3 rr13h台班0. 280钢筋切断机d40台班0. 030灰浆搅拌机400L台班0. 050表6砂浆锚杆及喷射混凝土人工及材料消耗与机械台班表项 目单位砂浆锚杆喷射混凝土C20挂网不挂网每增减lcm厚8

20、cm厚5cm100m100mz人工工日12.5825. 5017. 302. 60混凝土C20m3(9.79)(6.12)(1.22)普通水泥32.5级kg105.284798.02999.0600. 00原木m30.100O.030锯材m30. 0610.020碎石(61)以内m35. 293.30O66中粗砂m30. 287. 254.530.91速凝剂tO20O.120.02圆钢Q235-A69kg5000螺纹钢，I 16以上kg312. 902800合金工具钢空心kg5.000钢板16q8=610kg58.87镀锌低碳钢丝声2.85kg25.00O10O20镀锌低碳钢丝如7lkg1.0

21、0高压胶管d38m1.280.80O20扣紧螺母M20个34.00电焊条结507+3.2kg4.00合金钻头+43个3.000水t5.0011.006.901.40气腿式凿岩机台班2.360气动锻钎机d90台班0.419钻头磨床台班0.619电动空气压缩机9m3 /min台班1.500O900O180电动空气压缩机20m3/min台班0.525续表6项 目单位砂浆锚杆喷射混凝土C20挂网不挂网每增减lcm厚8cm厚5cm100m100m:单筒决速卷扬机10kN台班1.300带式输送机10m台班1.3000.800O.163混凝土搅拌机400L台班1.300O.1960.039混凝土喷射机7 m

22、3/h台班1.3000.800O.163气动灌浆机3 m3/h台班0.221灰浆搅拌机400L台班0.010交流弧焊机30kVA台班0.200钢筋切断机d40台班0.027、施工安全及时环境保护 一、施工安全 1土钉墙施工应随开挖自上而下分层进行，每层开擦的最大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坡面挂网、喷护作业时，应设置施工脚手架。进行钻孔、喷混凝土、灌浆施工不得重叠作业，高处施工作业人员必须戴安全帽，须系好安全带。 3施工采用高压风、水吹孔，进行喷射混凝土及砂浆作业时，都应制定安全防护措施。 二、环境保护 1土钉墙施工中应加强环境和水土保护方面的工作，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在喷射作业时发生风、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口罩、防护镜等加强自身劳动保护。