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1、复合土钉墙支护技术在浙江宾馆改扩建边坡治工程中应用编制人单位： （章） 编制日期 ： 2012年8月20日 目录二、复合土钉墙支护技术在浙江宾馆改扩建山体边坡治理工程施工中应用32.1前言32.2复合土钉墙支护技术特点52.2.1承载力特点52.2.2稳定性特点52.2.3施工特点52.3复合土钉墙工艺原理62.3.1土钉墙支护的作用机理62.3.2复合土钉墙组合62.3.3复合土钉墙工艺流程72.4复合土钉墙山体边坡支护操作要点72.4.1施工准备工作72.4.2松垮土方处理72.4.3坡顶微型桩设置82.4.4坡体土钉设置92.4.5高压注浆112.4.6钢筋网铺设122.4.7喷射混凝土
2、122.5边坡加固施工监测132.6施工资源配备142.6.1关键材料质量要求142.6.2主要施工机械配备142.6.3主要施工监测仪器配备152.6.4施工人员配备162.7质量控制162.7.1建立质量保证体系162.7.2质量保证措施182.8效益评估21二、复合土钉墙支护技术 在浙江宾馆改扩建山体边坡治理工程施工中应用2.1前言浙江宾馆改扩建山体边坡治理工程，位于杭州市西湖区龙井路与西山路交叉路口南部，浙江宾馆内，该山体边坡原来经过简单锚杆喷锚支护。经我们实地查看；山体边坡局部坍塌，坍塌长度约2530M，高度平均在8M左右，坍塌土方量约2000立方M。边坡顶端能查看到土体位移裂缝。本
3、工程山体边坡加固长度约为150M，边坡形成坡度在35度左右，坡高在218m左右。该工程由国家电力公司华东勘察设计研究院设计，浙江省第七地质大队地质环境研究院监理。根据设计，治理工程分四个部分1.山体边坡松散土方修坡，2.边坡采用土钉墙复合微型桩治理，3.山体坡角有组织排水，4.边坡重新绿化。我们在这里重点阐述复合土钉墙支护技术在该工程施工中的应用。 复合土钉墙是将土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系，它的构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。浙江宾馆山体边坡加固工程，采用在山坡顶打垂直微型桩、坡面打角度20度土钉、面层喷1
4、50厚C20混凝土复合土钉墙进行支护，符合复合土钉墙支护技术要点。施工完成后经过几年的自然考验，该山体边坡没有发现坍塌、位移、裂缝等现象，是一个应用复合土钉墙支护技术的典型案例。附边坡治理前原状图2.2复合土钉墙支护技术特点2.2.1承载力特点（1）是将土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系。（2）能合理地利用上体的自承能力，将上体作为支护结构的不可分割部分。 （3）结构轻型，柔性大，有良好的抗震性和延性。 2.2.2稳定性特点（1）支护后边坡位移小，水平位移一般为基坑深度的 0.1-0.2，最大不超过 0.3。（2）超载能力强。 2.2.3施工特点（1）施工便捷、安
5、全，土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测的变形数据和特殊情况，及时变更设计。 （2）施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。 （3）总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。 （4）施工成本合理，经济，与其他支护类型相比，工程造价降低 10-40左右。2.3复合土钉墙工艺原理2.3.1土钉墙支护的作用机理土钉通过滑裂面将坑周上体加固，土钉与土共同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，如同重力式挡土墙。在土体受力条件改变的情况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固体与土的摩擦力，使土钉
6、被动受拉而给土体以约束加固使其稳定，它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成。2.3.2复合土钉墙组合（1）浙江宾馆山体边坡，原经过单一土钉喷锚加固，后来又发生了大面积滑坡坍塌，分析原因就是该山体边坡不适合单一土钉墙支护，必须将土钉墙与多种受力桩结合成一个受力体系，从而加固、稳定山体边坡。（2）由于土钉上原位土体是复合土钉墙不可分割的一部分，因此清理坍塌土方也是一项技术活，必须清理干净全部松垮土方同时不得扰动原土。（3）在坡顶上设置微型桩，该桩孔径200，内插110钢管，孔深至岩层，垂直布置，高压注浆。（4）在坡面上设置土钉，土钉孔径110mm，土钉采用22级钢筋
7、，间距1400，长度814M，倾角为20度，梅花型布置，对中支架为6.5制作。（5）钢筋网设置，钢筋网为6.5200200,钢筋应双向搭焊接，锚固头钢筋采用双面焊接，钢筋保护层厚度不小10mm。（6）喷射混凝土，喷射混凝土厚度为150mm，强度等级为C20，雨季施工时添加25%速凝剂。以上工序完成了复合土钉墙支护体系。2.3.3复合土钉墙工艺流程2.4复合土钉墙山体边坡支护操作要点2.4.1施工准备工作 （1）组织有关技术人员认真熟悉图纸，明确质量要求，了解施工区域地质状况，掌握周边管线布置及地下障碍情况，确定工程分段、分层具体要求和土方开挖线。（2）编制详细的施工方案，履行必要的报审、批准手
8、续，组织专业施工队伍，进行施工程序、施工技术、施工安全交底。（3）根据甲方单位提供的轴线定位点、水准基点、变形观测点等，测定施工平面测量控制网，绘制土钉布点图，标注孔位施工编号。（4）根据施工方案及总平面布置，设置边坡支护施工排水，搭设施工临时设施，布置施工用水、用电管线。（5）组织支护施工机械进场，协调土方施工单位，创造施工条件。2.4.2松垮土方处理（1）土方开挖，应严格按工程设计、施工方案，按规定的开挖深度、坡度分层、分段进行。在完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前，不得进行下层深度的土方开挖。（2）分层开挖深度和施工作业顺序，应保证修整后裸露边坡能在规定的时间内保持自立，并尽量缩短边壁
9、土体的裸露时间，对易坍塌的土体应采取覆盖、支护、土方开挖与土钉施工流水作业等措施。（3）采用机械施工时，必要的边坡修整和场地边角、小型沟槽的开挖土必须用人工或小型机具配合进行。严禁超挖边壁土体或造成边壁土体松动，防止土方开挖设备碰撞支护结构，避免扰动基底原状土。（4）进入下一层土方开挖作业时，上道土钉的抗拉强度达必须到设计值80%，间隔时间为7天左右。（5）施工前要对土体进行详细勘察，对可能的变形和稳定性进行验算；建立信息反馈制度，当监测值达到报警值和警戒值时，应即时向设计、监理、业主通报，并根据设计处理措施调整施工方案，施工前应做好处理出现险情的应急预案，按有关规定及时进行处理（6）土方开挖
10、时，应防止附近已有建筑物、管线等发生下过度受力变形。必要时应与设计单位或建设单位协商采取防护措施。（7）施工中安排专人进行沉降和位移观测，平整后的场地表面应逐点检查，满足设计坡度要求。（8）当工程地质与设计资料不符，需修改边坡坡度时，应由设计单位确定。2.4.3坡顶微型桩设置（1）坡顶微型桩，根据设计要求；1.钻孔孔径200，钻孔深度以到岩层为准约12-16M，2.钻孔角度按区域不同详件施工图，3.孔内插110镀锌钢管，4.高压注浆。(2）微型桩芯采用1105钢管制作，长度根据实际确定，在钢管的端头焊钢板封闭，在端头0.6M处每600切面对称打8圆孔，在出浆孔处焊接一块等边角钢，保证出浆孔不被
11、堵并形成倒刺。(3）钢管上端头锚入22钢筋锚固深度为500露出地面200,锚固头做法按土钉锚头做法。（4）在完成上述工序后立即组织高压注浆。高压注浆应做到；1）高压注浆材料，宜采用水泥砂浆，其强度等级不宜低于M15，水泥砂浆配合比为1:2，水灰比为0.380.45，塑性流动时间22s。2）注浆机具设备，注浆泵的压力不得低于0.4MPa，亦不宜大于2MPa，灰浆搅拌机应满足搅拌均匀不漏浆等，注浆的灌注量应满足；（钻孔直径-钢管壁厚）长度1.15要求。3）注浆时将注浆管插入注浆口，深入到孔底250-500mm处，注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至注满或排气管停止排气为止。注浆宜采用封闭
12、式压力注浆和二次压力注浆。整个灌浆过程应控制在15min以内。4）注浆完成后，微型桩用土方埋没进行保养。2.4.4坡体土钉设置（1）定位土方按分段、分层开挖后，形成一个土钉施工工作面，其水平面宽度应大于2.5M，边坡面应符合设计规定的坡度、高度且人工修平。根据土钉布点图，用水平仪设定统一水平线，用经纬仪测定土钉孔位，在孔位中心打设钢筋标志。（2）成孔 土钉成孔，采用采用螺旋钻机成孔，首先对孔位进行人工探孔，确定无碍后，以探孔为中点，进行钻进作业，钻进过程中如发现不进尺、偏位、偏角度等现象应立即向现场监理工程师报告。具体要求如下；1）搭设钻机操作平台；按照土钉的设计斜度制作一个操作平台，该操作平
13、台必须搭设牢固，防止坍陷造成钻机倾覆。2）操作平台就位必须符合孔深、孔距、倾角、进尺角度等要求，安放牢固稳定，然后将螺旋钻机垂直固定在操作平台上，调整好钻杆倾角。3）校正角度后开始钻孔，在钻孔过程中应进行钻进进尺复核、进尺角度复合，同时应注意边坡沉降、位移观测，发现问题及时调整。4）成孔后，用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净，组织监理、设计等对孔径、孔深、孔距、倾角进行验收，满足设计要求后，进入下道工序。附图土钉成孔照片（3）安装土钉1）本工程土钉采用22极粗钢筋，制作要求，钢筋直径偏差在3mm以内，钢筋长度偏差在10mm以内，对中设置符合设计要求。2）钢筋土钉制作前应先作除油污，除锈处
14、理，制作完成后按规格、长度、用途分类编号，妥善堆放。3）土钉接长应采用对焊或帮条焊，为使土钉置于钻孔的中心，应在土钉杆件上每隔1500mm设置一个居中支架，为保证非锚固段土钉可以自由伸长，可在锚固段和非锚固段之间设置堵浆器。4）土钉组装应按设计图纸，组装程序组装，开始安放土钉及套件前，须经监理工程师须及有关人员验收合格后才可进入下道工序。5）土钉推送入孔应注意；1.沿钻孔轴线将土钉推送入孔内至设计深度，2.推送过程中切勿转动土钉，以防止土钉插入孔壁土体中，3.应使土钉位于钻孔的轴线上，4.土钉入孔完毕后应检查孔中是否有碎土、杂物等，发现异常情况应立即处理。2.4.5高压注浆（1）本工程土钉周边
15、空隙较大，注浆材料采用水泥砂浆，其强度等级不宜低于M15，水泥砂浆配合比为1:1，水灰比为0.380.45，塑性流动时间应在22s以下。（2）注浆压力控制在0.5MPa左右，注浆的充盈系数应确保1.15要求。（3）注浆时将注浆管插入注浆口，深入到孔底250-500mm处，注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至注满或排气管停止排气为止。注浆宜采用封闭式压力注浆和二次压力注浆放。整个灌浆过程应控制在8min以内。（4）注浆完成后，放松止浆塞，将注浆管、排气管与止浆塞拔出，用粘性土或水泥浆充填孔口。注浆后连续保养7天，不得扰动锚杆。（5）土钉设置完成后，必须进行现场抗拔实验，实验应在非工作土
16、钉上进行，实验结果必须满足设计要求。2.4.6钢筋网铺设（1）本工程设计钢筋网为6.5200200，设计要求，钢筋网采用扎丝绑扎但必须每点绑扎，钢筋搭接接头采用焊接，搭接长度10D，锚固头加强钢筋采用122000钢筋，呈放射状布置，与锚杆连接用专用纲套筒焊接。（2）钢筋网及连接构造的钢材必须符合设计要求，并有出厂合格证和现场复试的实验报告。（3）钢筋网片的上下保护层必须符合设计要求，铺设安装钢筋网，须满足喷射混凝土冲击不位移的要求。（4）筋网片的网格允许偏差为10mm，网片铺设原则上按坡体走形布置，遇曲面时用钢筋勾打入土中拉结钢筋，但必须满足喷射砼厚度与钢筋保护层要求。（5）因土钉最大受拉应力
17、，所以钢筋网片与土钉的连接顺序为；钢筋网片台座承压垫板锚具。锚头处混凝土强度等级、浇捣厚度必须满足设计要求，钢筋保护层厚度不小10mm。2.4.7喷射混凝土（1）本工程喷射砼厚度为150mm，强度等级为C20，坡体面上设有泄水孔；泄水孔从坡脚以上1m起做，横向间距3m，竖向间3m，梅花形布置。泄水管采用110PC管，长度3m管上钻孔，并用土工布包裹。（2）喷射混凝土有两种做法；1.在设置土钉前先喷射一层混凝土，喷射厚度在40mm左右，土钉、钢筋网片敷设完成后再喷射一层混凝土。2.在土钉、钢筋网片敷设完成后一次分层喷射完成，本工程采用第二种做法。（3）喷射混凝土的配合比应按设计要求通过实验确定，
18、粗骨料最大粒径不宜大于12mm。混凝土用料称量要准确，拌合要均匀，随伴随用，不掺速凝剂时，存放时间不得超过2小时，掺速凝剂时，存放不得超过20分钟。（4）喷射混凝土前应对操作人员进行技术交底与培训，保证喷射混凝土的水灰比和质量能符合设计要求。同时应对机械设备、水和电路进行全面检查及试运转，在修整好的坡壁上埋设喷射混凝土厚度的控制标志。（5）喷敷混凝土应分段分片依次进行，同一段内喷射顺序应自下而上，段片之间，层与层之间做成45度角的斜面，以便混凝土牢固凝结成整体。（6）喷头与受喷面保持垂直，距离宜控制在0.61.0m范围内，操作手应控制好水灰比，保持喷射混凝土表面平整，湿润光泽，无干斑或滑移流淌
19、现象，在钢筋部位应先喷填钢筋一侧，后再侧向喷填钢筋的另一侧，防止钢筋背面出现空隙。喷射混凝土终凝2小时后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，但不少于7天。2.5边坡加固施工监测（1）边坡加固施工监测包括下列内容：支护体位移、山体裂缝等。（2）观测点的设置：观测点的设置应符合设计要求，总数不宜少于3个，间距不宜大于30m。其位置应选在变形量最大或局部条件最为不利的地段。观测仪器宜用精密经纬仪。（3）观测周期，在支护施工阶段，每天监测不少于3次；在支护施工完成后、变形趋于稳定的情况下每天1次。交付业主后由业主请专业单位监测，可按每月一次进行。（4）应特别加强雨天和雨后的监测，以及对各种可能危及支护
20、安全的各种水源进行仔细观察。（5）在清理坍塌土方过程中，应加强山体的裂缝观察，如有变化要分析原因，及时采取措施，必要停止施工。2.6施工资源配备2.6.1关键材料质量要求（1) 钢材；用于复合土钉墙支护结构的钢材，必须有出厂合格证，经现场旁站取样复试合格，锚杆及土钉所用的钢材需要焊接连接时，其接头必须经过实验，合格后方可使用。（2）锚杆；锚杆由土钉和锚固体组成，锚杆必须经抗拔实验，合格后方可使用。（3) 水泥；用于复合土钉墙支护结构的水泥，必须符合设计要求，一般采用强度等级为32.5、42.5的普通硅酸盐水泥，并有出厂合格证，经现场旁站取样复试合格方可使用。（4）外加剂；土钉墙施工使用外加剂较
21、多如；三乙醇胺早强剂、HNJ缓凝减水剂、硫铝酸型膨胀剂、混凝土速凝剂、抗冻剂等，外加剂必须有出厂合格证，经复试合格，按设计及产品说明书配量。（5）配合比；用于复合土钉墙支护结构的注浆体、混凝土配合比，必须符合设计要求，配合比须经当地中心实验室试配确定，水灰比控制在规范规定以内，粗骨料、细骨料粒径满足设计，拌和水用pH值小于4。2.6.2主要施工机械配备主要施工机械配备表序号机械或设备名称型号数量用 途1锚杆钻机SHJ-2002土钉钻孔2注浆机2SNS2土钉注浆3空压机9m3/min1喷射砼4混凝土喷射机5m3/H 2喷射砼5混凝土搅拌机J4-3751混凝土拌制6砂浆搅拌机J2-2501水泥浆液
22、拌制7钢筋调直机自制1钢筋调直8钢筋弯曲机GJ7-401钢筋加工9钢筋切断机QJ40-11钢筋加工10钢筋对焊机LP-901钢筋焊接11木工圆锯MJ2241木工制作12木工平刨MB5041木工制作13电焊机DM-751焊接14水泵2排水15钢钎2探孔16震动棒H26-504局部震捣17平板震动机1局部震捣18二级配电箱1供电19照明大灯1施工照明20钻孔平台自制土钉钻孔2.6.3主要施工监测仪器配备主要施工监测仪器配备表名 称型 号数量用 途经纬仪J62台定位检测水准仪S32台标高检测钢卷尺50m2把施工测量钢卷尺5m4把施工测量磅 秤TGT-10002台施工计量砼试模1515154组砼试块砂
23、浆试模7.077.077.072组砂浆试块塌落度筒1020302只砼检测水平尺1台调平力矩扳手1把备用游标卡尺3001把备用2.6.4施工人员配备施工人员配备表职 务人数职 责工程经理1全面负责施工质量、安全、工期、文明工程技术负责人1工程技术工作的组织、审查、贯彻落实工程施工员1方案的组织落实、检查纠偏工程质、安员1工程质量安全的监督指导测量人员3工程测量定位、检测、监控资料员1数据记录资料整理钻孔操作工6钻孔、成孔锚杆安装工3清孔安装锚杆注浆工4注浆钢筋工6钢筋制作安装木工2木工制作安装砼喷射工8砼拌制喷射混凝土工5混凝土处理电焊工2电焊电工1电力保障机操工3小型机械操作2.7质量控制2.
24、7.1建立质量保证体系（1)确定工程施工质量目标，施工质量目标最低标准为合同质量目标。施工质量目标控制的基本方法是；对工程目标的动态管理，即定单拿到后将合同目标进行分解，确定目标控制的计划值；在施工过程中对目标进行跟踪，收集目标的实际进展值，进行计划与实际的比较，如有偏差，采取纠偏措施进行纠偏，纠偏措施包括；组织措施、管理措施、经济措施、技术措施，其中组织措施是目标能否实现的决定因素。目标动态控制的关键在于经常性的检查比较，如果产生偏差及时采取纠正措施。施工目标控制见下图：（2）建立健全现场施工质量责任制，首先应梳理各相关单位的质量责任与任务，如企业与现场，总包与专业分包等，然后应着重建立健全
25、现场各工作岗位的质量质量责任制。（3）规划过程质量值，如坡壁平整度、土钉孔位正确率等，详见下表分部（子）分项工程名称检查内容质量目标值检查工具边坡土方边坡坡度、坡壁平整度、分段分层挖土长度、标高等。符合设计及质量验收标准工程验收合格率100%水准仪、经纬仪、卷尺、靠尺、塞尺土钉成孔孔位、孔径、孔深、孔距、倾角符合设计及土钉墙施工规范要求合格率100%水准仪、经纬仪、麻线、卷尺锚杆制作安装原材料、焊接、组装、安装符合设计及土钉墙施工规范要求合格率100%卷尺、放大镜注浆外观饱满度、灌入度、抗拔实验符合设计及土钉墙施工规范要求合格率100%抗拔测试仪器、千斤顶、压力测试仪钢 筋钢筋原材料合格证明文
26、件、焊接实验合格报告、外观质量、规格、形状、尺寸、间距、锚固、接头设置等符合设计及钢筋混凝土施工规范要求合格率100%卷尺、游标卡尺、小锤子喷射混凝土配合比、喷射厚度、钢筋位置、密实度、平整度、养护、施工缝处理、试块等。符合设计及喷射混凝土施工规范要求合格率100%水准仪；经纬仪；钢尺；托线板；塞尺；线坠等（4）施工过程质量控制方法：1. 制定详细的实施计划。2.组织管理层、作业层围绕工程质量规划值进行工作。3.组织定期检查、专项检查、工序检查，对照质量规划值，发现偏差及时纠偏。4.根据实际检查情况，总结经验，发扬优势，分析存在问题，制定整改措施。做到“四不放过”即；问题根源未找出不放过，整改
27、未彻底不放过，责任未查清不放过，职工未受教育不放过。2.7.2质量保证措施（1）技术措施，坚持方案先行原则，分部分项工程在施工前，必须首先编制施工方案，施工方案由技术负责人批准后，即成为现场施工的纲领性文件。然后由现场施工员编制作业指导书（施工任务交底书），作业指导书是操作班组完成施工任务、工程部检查考核操作质量的依据。（2）检查措施，1.制度性检查，根据质量管理制度，现场须进行月、旬、周质量大检查。2.重点跟踪检查，现场应对土钉位置，钻孔直径、深度及角度，土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度、锚杆抗拔应力等进行重点跟踪检查。3.日常巡查，现场设质量员，监督指导施工人员严格
28、按土钉墙工艺流程、规范、施工方案进行施工，发现问题及时纠正。（3）工序措施，1.严把工序质量关，每个工序须过三道关；即班组自检，质量员专检，工程部抽检，层层负责，严格把关。2.严格工序交接手续，前一道工序施工完毕后，必须经下道工序组长和现场质量员检查合格后，才能进入下一道工序施工。（4）监控措施，1.原材料质量控制，施工主要原材料，钢材、水泥、喷射混凝土、注浆浆液等，应严格检查材料的质保书、现场抽样复验合格单、混凝土、砂浆配合比以及组成材料的符合性。检验合格后及时向监理工程师报验。2.外观监控，锚杆制作完成后应对锚杆锚头、对中支架、焊接点套件进行外观检查。钢筋网片铺设完成后应对钢筋网格、位置、
29、保护层、搭接长度、焊点进行检查。喷射砼完成后应对平整度，厚度、空鼓、开裂、露筋等进行检查。每段支护体施工完成后应对坡顶及坡面位移，坡顶沉降及周围环境变化进行检查。3.环境监测，在施工前应严格按设计方案布置监测点及仪表，建立水平位移观测网、垂直位移观测网，施工中应特别重视地边坡位置的变化情况。监测方法有，专人巡视监测、仪器观测、自动报警。施工中要及时收集资料，认真填写各项原始记录。按设计要求进行认真检查、核对。该工程完成后，根据设计在坡脚种植爬山虎、常青藤等绿化植物，坡顶种植迎春、常青藤等植物。完工至今根据检测，没有发现边坡位移，也没有发现山体裂缝。附图；完成山体边坡加固整治后照片；2.8效益评
30、估从浙江宾馆周边山体边坡加固治理工程，运用新型复合土钉墙技术实践和现实效果来看；有如下特点；（1）灵活组合，可视工程周边环境条件、基坑开挖深度等条件,对深基坑、大型水池、市政道路、山体边坡等围护工程采用多种复合型支护。（2）安全可靠，复合土钉墙支护后与其他支护方法相比，边坡稳定，对相邻建筑和地下管线、道路影响较小。（3）工期较短，复合土钉墙支护技术，是最后复合而成，所以施工时可以不占用或少占用工期，可以边开挖土方，边支护。（4）造价合理，复合土钉墙支护与相关支护类型相比，因其受地理环境限制少、材料利用率高、方便施工等特点，工程造价较为合理。（5）结论；复合土钉墙技术，是一项技术先进、施工简便、经济合理、综合性能突出的支护技术。
