土钉墙在公路边坡支护中的应用分析

郑轩 杨超

西安沣东热力有限公司

（陕西省西安市710000）

摘要：公路工程施工中会应用到不同的施工技术，土钉墙是其中十分重要的一项技术，该项技术应用范围越来越广泛，而且取得了不错应用效果。土钉墙施工技术在公路工程中应用具有施工速度快、安全性高等多项特点。本文针对土钉墙施工技术在公路高边坡中的应用进行探讨，希望文中内容对相关工作人员可以有所帮助。

关键词：公路工程；土钉墙；边坡支护

引言：

边坡是公路工程重要的组成部分之一，为避免边坡失稳，在开挖过程中要采取有效的支护措施。土工式挡土墙以其诸多优势在边坡支护工程中得到广泛应用。为充分发挥出土钉墙的作用，必须保证其质量达标，这就要求施工人员必须掌握相关的技术要点。借此就公路边坡土工墙支护技术要点展开分析探讨。

1、工程概况

某公路工程第三合同段，起讫桩号为K13+450—K16+800，在该路段上，共有两处高边坡开挖和支护，其中1处的挖方高度为16.8m，坡率为1：1，另外一处的挖方高度为17.2m，坡率与第一处相同。本次边坡支护采用的土工式挡土墙中效果较好的是土钉墙，下面重点对边坡土钉墙支护的施工技术要点展开分析。

2、公路边坡土钉墙支护技术要点

2.1施工准备

1. 按照设计要求，本次支护选用的杆体材料为HRB400钢筋，用于施工中的钢筋表面必须顺直，不得弯折，且表面无锈蚀，端部采用螺丝端杆，配有螺帽和钢垫板；钢筋网的规格为15×15cm；水泥砂浆为M40，水泥为42.5#普硅水泥，细骨料为中细砂，粒径在2.0mm以内，拌和水选用水质达标的自来水。（2）根据现场实际情况，结合工程特点，对施工机械设备、器具等进行合理选择，并确定合理的施工工艺，在保证质量的前提下，加快速度。以所选的施工机械设备的型号和规格作为依据平整施工场地，给安全生产创造有利条件。（3）开工前，要对施工中使用的原材料品种、规格、型号全面检查，并重点检验土钉各个部件的质量，看是否与设计要求和规范标准的规定相符，发现问题必须及时处理，避免对工程整体质量造成影响。

2.2施工技术要点

2.2.1锁顶锚杆

采用土钉墙对公路边坡支护时，按照设计要求，先对锁顶锚杆施工。本工程中，锁顶锚杆采用钢筋制作，长度为3.0m，间距按照1.2m设置，钻孔直径为10mm。

2.2.2开挖路堑

1. 按照土层高度0.5～2.0m，石质高度1.0～4.0m[4]，采用分层的方式开挖台阶。在开挖石方时，可以选用破碎锤对石块进行破碎处理，也可通过潜孔爆破的方式破碎石方。利用挖掘机或装载机装碴，运至指定位置堆放。（2）依据设计图纸中给出的坡度开挖路堑，施工过程中，用破碎锤处理不规则的部位。路堑开挖完毕后，可采用人工的方式将坡面刷齐。在修整边坡时，要做好防排水措施，可在土石方开挖前，于路堑顶部挖设排水沟，以此来防止水流冲刷边坡，提高边坡的结构稳定性^[1]。

2.2.3混凝土首喷

1. 将边坡修整为比较平顺且规整的坡面后，便可依据实验室给出的配合比，配制强度等级为C35的混凝土，随后按照设计厚度喷射首层混凝土，完成边坡封闭。在下部留出30cm不喷射，以便下一层衔接。（2）混凝土喷射过程中，采用简易的钢管脚手架作为操作平台，按照从下向上的顺序，以螺旋形移动喷头完成喷射。混凝土喷射完毕6h后，可依据相关规范中要求的方法进行养护，预防早期开裂。（3）混凝土机械喷射前要先试喷，对水灰比进行优化调整，提高混凝土表面的平整度和光泽度，使骨料分布得更加均匀，减少回弹量。需要注意的是，雨水会影响混凝土的喷射效果，所以施工中遇到降雨必须及时停止施工[6]。2.2.4钻设孔位

1. 当首层混凝土喷射完毕后，可按照设计图纸中标注的位置，在施工现场对土钉的位置准确布设，随后利用钻机，配以空压机钻设孔位。在土层或是风化的岩层中钻孔时，不得向孔内灌水，以免引起坍孔及缩孔的现象。要保证钻孔方向垂直于边坡的坡面，孔深比土钉略长15cm左右。孔位钻设好之后，可用高压风将孔内的浮碴吹出。（2）钻设好的锚孔要在质量检验合格后，方可进入下道工序。可将检验的重点放在孔深和孔径两个方面，验孔时，钻头平顺推进，避免产生冲击或抖动，使钻具入孔的长度与设计土钉孔的深度相符，退钻时，必须达到顺畅、无阻滞的要求。以高压风吹验钻孔时，不得存在尘碴及水体飞溅的情况。除此之外，还要对孔位、倾角全面复查，确认合格后，方可安装土钉。

2.2.5土钉安装与注浆

1. 本工程中使用的土钉由螺纹钢加工制作而成，端部通过对焊的方式与定制的螺丝杆可靠连接。在土钉上，每间隔2.0m设置一个用直径6.0mm的钢筋制成的托架，确保土钉有足够的保护层。（2）在土钉安装施工前，要对每根钢筋全面检查，看是否顺直，表面有无油污和锈迹，如果有要及时清理，以免对质量造成不利影响。钢筋表面洁净，可使水泥浆液包裹得更加牢固。锚杆的螺丝端，可以使用塑料纸包裹捆扎，以免丝扣上黏附水泥浆液^[2]。（3）安装锚杆时，必须复核锚孔编号，看是否正确，随后用高压风扫孔，缓慢将锚杆插入孔内，并用钢直尺测量外露的端杆长度，对孔内的土钉长度进行计算，保证锚固深度与设计要求相符。（4）土钉顺利入孔之后便可开始灌浆，具体操作前，要检查机制砂的质量，看其中是否含有石子等杂物，如果有要及时清除，避免造成设备堵塞。同时，还要对注浆泵、管路以及接头细致检查，发现问题采取相应的措施加以处理，确保灌浆施工顺利完成。（5）本工程中，锚孔注浆采用的是孔底注浆法，具体的操作要点如下：注浆管随着锚杆一并下入到孔内，管口与孔底保持5.0～10cm的距离，随着浆液的注入，缓慢拔出注浆管；从孔底开始压浆，无特殊情况时，中途不得停歇，要保持连续性，注浆压力控制在0.2MPa，当孔口有浆液溢出后，便可停注。为确保浆液饱满，可在混凝土初凝前二次注浆。上拔注浆管时，注意不要将钢筋从孔内带出^[3]。

2.2.6挂设钢筋网

当土钉孔灌浆完毕并达到规定的养护时间后，便可在其上挂设规格为15×15cm的钢筋网，并在锚杆外露的端头上布设钢垫板，用钢垫板将钢筋网压紧，然后拧紧螺母，预紧力控制在5～10kN。

2.2.7浇筑土钉墙面板当土钉施工完毕，且强度达到设计要求后，便可支立模板，对土钉墙面板进行浇筑，具体的操作要点如下：（1）由吊车完成混凝土入模，浇筑顺序为从低到高，浇筑过程中，采用插入式振捣棒对混凝土振捣密实，当混凝土不再出现下沉的现象，且表面无气泡产生时，便可停止振捣。土钉墙面板混凝土要一次性浇筑，不得形成施工缝，保证板面平整、光滑。（2）土钉墙面板混凝土的强度达到设计强度85%以上，便可将模板拆除，并在拆模后按照现行规范标准的要求养护，可以采用塑料薄膜覆盖加洒水的方法开展养护工作，要保证养护达到规定时间，最少不得少于7d，以免养护不到位，引起混凝土早期开裂。

2.2.8注意事项

1. 钻设锚孔时，要选取合理可行的方法，并由经验丰富的人员操作，避免塌孔、缩颈等质量问题的发生，保证锚孔质量，为土钉的顺利安插和浆液灌注提供有利条件。（2）严格按照受喷面的情况，并结合设计要求，合理布设土钉孔的位置。用于土钉制作的钢筋，在使用前要进行调直、除锈及防腐处理。（3）土钉的安插位置为锚孔的中心，可用木楔子对孔口临时封固，土钉插入孔内的深度必须与设计要求相符，安装到位后不得敲击土钉。

3. 结语：

将土钉墙技术合理应用到公路边坡施工中，能够提高公路高边坡稳定性，提高公路工程质量，满足应用需求。随着人们对土钉墙技术研究的不断深入，该项技术将会变得更加成熟，而且应用范围也会不断扩大，这能够推进公路工程建设行业的稳定前进，改善交通环境，提高人们生活质量。

参考文献：

1. 罗远明.土钉墙支护基坑边坡的稳定性及影响因素分析[J].公路与汽运，2021（3）：82-86.

2. 侯童非.阶式土钉墙支护结构稳定性数值模拟与变形监测分析[D].河北大学，2020.

3. 孙华波，周振鸿.装配式土钉墙复合三向土工格栅面板的技术分析[J].工程勘察，2020（10）：23-28.