土钉墙在岱海电厂的应用

(内蒙古第二电力建设有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010000)
摘 要：文章就土钉墙技术的主要施工机理、重要质量技 术要求及施工方法进行了介绍。
关键词：土钉墙；岱海电厂；土钉支护技术
中图分类号：TU753.1(226)  文献标识码：B  文章编 号：1007—6921(2008)21—0126—02
1 工程概况

岱海电厂二期工程输煤系统翻车机室建筑结构安全等级为二级，长40.0m，坑底深度－15.5 0m。
2 土钉墙加固机理

土钉支护技术是一种先进的新型岩土加固技术，它充分利用原状土体自 身的承载能力，通过密布土钉及压力注浆，彻底改善加固区原状土体的力学性能，在边坡原 状土体中形成加固区(土钉墙)以抵抗不稳定的侧向土压力；边坡加固施工紧随开挖，迅速封 闭开挖面，使得因开挖造成的土层应力释放及时得到控制，从而使边坡土体变形得到有效控 制；用土钉将不稳定的土压力引入深层土体中，借助稳定土层自身的承载力，提供有效的锚 固力来平衡不稳定的压力。从而形成一种先进的深层承载力主动支护体系，与土体共同作用 ，充分发挥土层能量，提高边坡土炽的整体性、自身强度和自稳定能力，使边坡得以稳定。 虽然土钉墙支护能使边坡土体变形得到有效控制，但土体变形总会发生。
3 土钉墙设计计算

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4 基坑支护设计方案
4.1 支护结构布置
本基坑支护采用土钉墙支护结构，从上至下共设10层土钉，土钉孔径10c m，土钉倾角10°，土钉纵向间距1.50m，横向间距1.50m，呈梅花形布置，第一层土钉在地 表下1.0m，各层土钉长度及锚筋规格见土钉计算成果表。以上设计土钉横压加强筋@1500φ1 6螺纹钢筋通长，竖压加强筋@4500①16螺纹钢筋通长，与横压筋在土钉端部“十”字形焊接 。
4.2 注浆及面层设计

注浆材料采用水灰比为0.50的水泥净浆，水泥采用P.032.5普通硅酸盐 水泥。水泥使用普通硅酸盐水泥，其标号选用P.032.5；混合水中不应含有影响水泥正常凝 结与硬化的有害杂质，不得使用污水。浆液配合(重量)比根据设计要求确定，一般采用水灰 比0.5的水泥净浆；浆液配合比要准确，拌和要均匀，随用随拌，拌好的浆液应在初凝前用 完，并严防石块、杂物混入浆液；土钉墙面层采用钢筋网片为φ6.5@200×200，现场扎丝绑 扎。
5 施工主要质量技术要求及施工方法
5.1 土方开挖

由于喷锚支护的特点是边开挖边支护，分层、分区开挖，分层支护。所以要 求土方开挖必须和支护施工密切配合，严格做到开挖一层、支护一层，严禁超挖。需提供土 钉成孔施工作业面宽度8m以上，前层土钉完成注浆一天以上、面层混凝土喷射完毕12h以 上方可进行下一层开挖。开挖时铲头不得撞击网壁和锚头。开挖进程和喷锚网施工循环作业 。基坑开挖应对称分层进行，采用反铲挖土、自卸汽车运土，开挖过程不得碰撞支护结构体 系。坑底、坑壁应预留0.2～0.3m余土，进行人工清理。基坑挖好后，应尽量减少暴露时间 ，及时清底、检底浇好垫层，封闭基坑。土方开挖宜从基坑内部开始，逐步向边缘推进。合 理设置运土车道，在基坑旁边严禁堆放重物。
5.2 排水措施

本工程若采用大口径井点进行降水，降水过程中严禁将水流入基坑内或渗入 基坑侧壁，同时基坑周边地表面用C15细石混凝土进行硬化，并设置排水沟，防止雨水进入 坑内。土方开挖和运行维护期间，应准备一些草袋或编织物装砂或土，作为应急之用。当基 坑状况恶化时，应立即用上述材料反压坡脚，必要时在坡顶削坡减载，保持坡顶稳定后再妥 善处理。对基坑开挖过程中突发的和偶然情况下发生的事件，首先应分析研究原因然后采取 相应的对策。
5.3 土钉施工

土钉施工包括定位、成孔、置筋、注浆、面层喷浆。
5.3.1 定位。根据现场实际情况，从基坑上表面向下500mm进行挂线，作为水平线。然后根 据水平线
处的实际长度和土钉的水平间距来进行平均分配，以确定基坑边缘第一个的位置。 孔的位置成梅花壮布置，依次类推，决定以下孔的位置。
5.3.2 成孔。孔位允许偏差±100mm；孔深允许偏差±50mm；孔径允许负偏差±5mm；孔内 渣土应清理干净；由于土质的原因，开始是人工用洛阳铲进行人工成孔。洛阳铲头与DN20钢 管进行焊接，一般钢管采用4 000mm长洛阳铲杆件的长度，根据成孔深度决定。杆件接长采 用丝扣接法（同水暖管接法）。摆放洛阳铲支撑架，支撑架主要起成孔角度的控制，成孔角 度控制在5°～10°（洛阳铲与基坑面的角度），然后两人一组进行成孔，同时观察 洛阳铲带出的土质的变化情况，如局部遇到沙砾石层，在孔中注入一部分胶泥防止塌孔。成 孔深度比设计深度一般大于50mm～100mm。遇地下障碍达不到设计深度应及时上报，经技术 人员同监理研究变更后再施工。
5.3.3 清孔。将洛阳铲缓慢伸入已经成好的孔，并伸入孔底，再缓慢拉出，将铲头的土去 掉；如此反复几次，直至铲头没有土为止。或用高压气泵将孔中的土吹出。在置筋前，先在 钢筋上每隔2m左右焊接一个定位架，以保证钢筋在孔内的中心位置。人工将钢筋缓慢放置在 孔内。
5.3.4 注浆。采用二次注浆法，注浆采用全长压力注浆，注浆次数不少于两次；注浆前应 将孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30方针时，应用水或稀水泥浆 润滑注浆泵及其管路。土钉注浆采用纯水泥浆，纯水泥浆采用42.5普通硅酸盐水泥,用搅拌 装置按水灰比0.45进行搅拌,再采用注浆泵进行常压注浆。为保证土钉与周围土体的紧密结 合,在孔口处设置止浆塞,并塞紧。浆注浆管通过止浆塞、并塞入至孔底200mm左右，固定好 止浆塞，开始注浆，注浆约1min，开始将注浆管向外缓慢拔出，直至孔内浆注满。停止注 浆，先将注浆管拔出，再取出止浆塞，用水泥砂浆将孔口封闭。为防止水泥浆产生收缩，在 水泥浆内掺入一定量的膨胀剂，掺量由试验室根据实验决定。
5.3.5 绑扎边坡表面钢筋。铺设钢筋网前，应先调直钢筋；根据施工作业面分层分段由上 向下铺设钢筋网，钢筋网之间的搭接，可采用焊接或绑扎，绑扎搭接长度应不小于30倍钢筋 直径；焊接的搭接长度应不小于5倍钢筋直径；钢筋网宜随壁面铺设，但距基坑侧壁岩土面 一般不宜小于3cm；钢筋应压在锚杆锁紧装置下面，并与锁紧钢筋焊接成一体；边壁上的钢 筋网宜延伸至地表面，其长度一般不应小于1m。
5.3.6 焊接拉接筋。锚筋要达到设计长度，孔口外露统一为10cm；锚筋全长每2m加焊支架 (或葫芦头)导正；锚筋外露段严禁悬挂重物。根据面层混凝土的厚度和孔内钢筋伸出的长度 ，在土钉上焊接两根十字交叉的φ25（l=200mm）的钢筋，并与＠4500的φ16通长横纵压筋 进行焊接。横竖压筋要双面满焊，不得有气孔、咬肉。
5.3.7 喷射面层混凝土。面层喷射细石混凝土C20厚度为80～100mm；坡顶喷射混凝土，护 顶宽度不小于1m。配合比为水泥∶石子∶砂∶水=1∶3.5∶2∶0.6，水灰比视喷射情况调整 。喷射混凝土气压控制在0.6MPa左右，气压太大或者太小都会影响喷射混凝土质量。为使喷 射混凝土快速凝固，在拌和料中加入水泥用量5％的速凝剂。面层喷射混凝土，分两层喷射 。喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜＜40mm。在 喷敷平整的受喷面时，喷枪嘴应与受喷面垂直。喷枪嘴与受喷面的最佳距离一般为8 00～1 0 00mm，喷敷方法横过岩面将喷嘴稳定而系统地作椭圆形移动。喷射混凝土下垂脱落以及回弹 过多，时向顶面喷射的两大问题。下垂常常喷层过厚或过过湿造成的。对于新鲜喷射混凝土 ，其抗拉及黏结度都很低，一旦喷射混凝土的自重大于其与顶部受喷面的黏结强度时，出现 下垂或脱落，需要分层喷射，前后层喷射的时间间隔为2～3h。一次喷射厚度以喷射的混 凝土不坠落为好。对于配有钢筋网的喷射面时，喷嘴应靠近钢筋网，与垂直面偏离一个角 度，以使钢筋获得较好握裹效果，并便于排除回弹物。混合料应搅拌均匀，颜色一致，随拌 随用，不掺速凝剂时，存放时间不应超过1h，掺速凝剂时，存放时间不超过20min；挖出的 作业面修理平整后，应尽快进行初喷混凝土，以稳定壁面，防止松散土塌落，初喷厚度为3c m；喷射混凝土接茬，应斜交搭接，搭接长度一般为喷射厚度的2倍以上；喷射混凝土终凝2 h后应浇水养护，保持混凝土表面湿润，养护周期不少于7天。

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