土钉墙喷锚支护在边坡工程中的应用

1、    土钉墙喷锚支护在边坡工程中的应用    曹杰波关键词：土钉墙喷锚支护;边坡工程;稳定性验算;施工;监测1、前言土钉墙喷锚支护就是在边坡表面铺设钢筋网、喷射混凝土，然后间隔一定距离埋入土钉，使混凝土、钢筋网、锚杆以及岩土体之间组成了一个受力整体，从而提高边坡的稳定性。2、邊坡支护设计根据周边场地条件，边坡坡项超载取5kpa，放坡坡度为1：0.3，经综合考虑采用土钉墙喷锚支护进行边坡加固。沿边坡高度方向布置11排锚杆，竖向间距为1m，水平方向间距均为1.5m，土钉的直径为20mm，均以倾角为10。植入。钢筋网采用10150双向设置，加强主筋采用181

2、500x1000，呈十字形与钢筋网焊接。面层喷射混凝土厚80ram，混凝土强度等级为c20，强度不小于10mpa。施工中，土钉成孔直径不小于100mm，放入钢筋后向孔内注浆，水泥砂浆类型选为m20，水灰比为0.5。3、稳定性验算依照经验及工程实例参照，对边坡土钉的参数进行设置后，需对边坡的稳定性进行验算，其中包括内部整体稳定性分析和外部整体稳定性分析。外部稳定性分析又包括抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性等方面，可用楔形滑移面法按照重力式挡土墙的公式对其进行初步验算，及将土钉墙视为一个“土墙”，其作用机理类似于重力式挡墙。内部稳定性则可用圆弧滑移面按条分法进行验算。4、土钉墙喷锚支护施工工艺土钉喷锚支

3、护作业过程应遵循从上到下、分步修建的原则，即边坡边开挖边支护的原则，本文采用ordinary、bishop、janbu三种极限平衡法对以下6种处理方案进行了该土钉墙的内部稳定性试算，加以佐证，（边坡沿高度从上到下分段依次为三级、二级、一级）。方案1：开挖第三级边坡，且支护1_3满足要求。要求抗倾覆安全系数kt（墙趾处抗倾覆力矩与倾覆力矩之比）1.6，kt可按式（2）进行计算。方案2：开挖第三、二级边坡，均支护;方案3：开挖第三、二、一级边坡，均支护;方案4：开挖第三级边坡，未支护;方案5：开挖第三、二级边坡，均未支护;方案6：开挖第三、二、一级边坡，均未支护;根据公路路基设计规则所规定：内部稳

4、定性验算的安，方案1方案5均经验算，该工程kt=1.681.6满足要求。本工程采用条分法对土钉内部稳定性进行验算，将滑动体分为9条，根据大量计算经验指出，最危险滑动圆弧的两端距坡顶点和坡脚点各为0.1nh处，且最危险滑弧中心在这两点的垂直平分线上，对土钉墙内部整体稳定性进行分析。全系数可取1.251_3。满足要求，方案6的安全系数则偏低，方案1相对于方案4，方案2相对于方案4，方案3相对于方案6的安全系数都要高很多，边坡的稳定性更好，不难看出，边开挖边支护在施工环节十分重要。结合本工程施工经验，土钉墙喷锚支护的一般施工工序为：边坡开挖一孔位放线一土钉制作、成孔及安放一注浆一编制钢筋网一焊加强筋

5、一喷射混凝土一养护，结合本工程经验，具体施工方法和注意事项有：（1）边坡开挖：坡面必须达到基本平整，符合尺寸的要求。（2）孔位放线：按设计的孔位布置进行测量画线，标出准（3）确的孔位，孔位误差小于5cm，本工程设计孔位间距为1500mmx1000mm。（3）土钉制作、成孔及安放：土钉制作必须符合设计要求，制作过程应严格监管，保证土钉的质量;适宜采用钻机成孔，然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔，逐孔进行验收，做好记录，不合格者重打;锚钉下入前应清除孔内虚土，为使土钉处于孔的中心位置，每隔1.52m焊结一个居中支架，将土钉安放在孔内。（4）注浆：水泥浆的水灰比为0.5，水泥砂浆类型选为m

6、20，压力强度不低于0.4mpa，以确保土钉与孔壁之间注满水泥浆，注浆采用由里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5m处。（5）编制钢筋网、焊加强筋：按照设计要求，钢筋网采用10150双向设置，加强主筋为181000x1500，呈十字形与钢筋网焊接，施工中应保证焊接的可靠度。（6）喷射混凝土：选用c20细石混凝土，粒径大小在510mm之间，厚度应按设计要求达到80mm，要求喷射表面平整。（7）养护：对混凝土进行养护，养护期间注意雨水和温度的不利影响。5、施工监测土钉支护的监测包括支护位移、地表开裂情况、附近重要建筑物和重要设施的变形等，其目的是为了及时了解边坡的状况，提早进行防范。结合本工程

7、实际，重点进行边坡位移的监测，在边坡上间隔8m设置两个观测点s1、s2，测量观测点偏离最初位置的水平位移量，观测精度要求达到1.0mm，支护完成后根据实际情况38d观测一次，若出现较大位移则每天观测1次，边坡趋于稳定后可减少观测次数。测量从2010年4月20日开始，历时约4个月，工程5月5日完成挖土，两测点的位移曲线变化走势基本一致，表明边坡变形具有同步性。位移的增长量在前期表现较快、后期较慢并逐步趋于稳定，挖土完成后一周内位移增长最快约占总位移的70%。边坡的高度为12.4m，支护结构的最大位移均出现在67m之间，观测点s1处的最大位移为13.6mm，s2的最大位移为11.8mm，位移曲线呈

8、上下两端小、中间大的“凸肚”形态，与土钉墙支护变形的典型形态特征相吻合。观测期间边坡变化无异常，说明该支护方案是成功的。边坡开挖时，应做到“分层开挖，分层支护”，即遵循边开挖边支护的原则，这样可有效提高边坡的稳定性，减小开挖造成边坡的位移，增加施工的安全性，保证工程的质量。采用土钉墙喷锚支护边坡的稳定性与很多因素有关，如土钉的长度、直径、倾角、布置方式以及混凝土的强度、厚度等，设计应综合考虑工程的实际情况和具体要求，在完成土钉布置后必须选择适宜的计算方法进行边坡内、外部整体稳定性验算，确保边坡的安全。6、结束语通过对边坡位移观测，土钉墙喷锚支护变形总体呈现“中间大，两端小”的形态，最大位移点处