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1、土钉墙喷锚支护在某边坡工程中的应用孙金坤1,2 何鑫1 冯云平1,3 谢治英1,2（1.攀枝花学院土木工程学院，四川 攀枝花 617000；2.攀枝花学院工程结构研究所，四川 攀枝花 617000；3.四川省八佾建筑设计研究院，四川 攀枝花 617000）【摘 要】 以攀枝花某路段边坡支护加固为例, 在对土钉墙喷锚支护技术分析的基础上，对该工程土钉墙喷锚支护的设计、施工、稳定性验算及后期观测进行了实践研究，并对该支护工程监测数据进行分析，为同类工程边坡支护提供有益参考。【关键词】土钉墙喷锚支护；边坡工程；稳定性验算；施工；监测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
2、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。其作用机理为：高压喷射混凝土与钢筋网能及时稳定和加固土体，充分发挥了岩土体自承能力，同时能有效防止风化、侵蚀等现象对边坡的破坏，土钉则可加强岩土体自身的各项性能，使抗剪强度等指标大幅度提升。该技术以其可靠性高、造价低等特点在工程实际中得到了广泛的运用12。本文结合某边坡工程加固处理方案，对土钉墙喷锚支护的设计、稳定性验算及后期观测进行了深入说明，为同类工程提供有益参考。1 工程概况 攀枝花某路段建设中，需对密地号边坡进行加固处理，该边坡高度为12.4m，长23.2m，场地四周没有大型的建筑物和构筑物，勘察时
3、未发现有断裂通过和不良地质作用。场地的地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，现场如图1所示。根据勘察资料和开挖的情况并参照攀枝花地区同类岩土试验及地区经验3，边坡开挖范围内，主要土层及其力学性能指标如表1所示。 图1 密地号边表1 边坡土层物理参数 土层数 厚度 重度 粘聚力内摩擦角粉质粘土 2.4 19 15 20昔格达土 3.0 19 25 20强风化花岗岩 7.0 22 30 352 边坡支护设计根据周边场地条件，边坡坡顶超载取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456。延边坡高度方向布置11排锚杆，竖向间距为1m，水平方向间距均为1.5m
4、，土钉的直径为20mm，均以倾角为10植入，如图2所示。钢筋网采用10150双向设置，加强主筋采用1815001000,呈十字形与钢筋网焊接。面层喷射混凝土厚80mm，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，水泥水灰比为0.5，水泥砂浆类型选为M20。 图2 边坡支护示意图 图3计算简图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7。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
5、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，计算简图如图3所示。 3.1 抗滑动稳定性验算要求基底的抗滑安全系数（抗滑力与滑动力之比）1.3，的值可由式1算出。 (1)式中为挡土墙自重在垂直于基底平面方向的分力，；为挡土墙自重在平行于基底平面方向的分力，；为主动土压力，本工程中；为在垂直于基底平面方向的分力，；为在平行于基底平面方向的分力，；为土对挡土墙基底的摩擦系数，取0.2；为挡墙墙背倾角取；为挡墙基底倾角取；岩土对挡墙墙背摩擦角取。则经验算，本工程边坡=1.411.3 满足要求。3.2 抗倾覆稳定性验算要求抗倾覆安全系数（墙趾
6、处抗倾覆力矩与倾覆力矩之比）1.6，可按式2进行计算。 （2）式中； ；G为挡土墙每延米自重（KN/m），本工程值为3605.6 KN/m；为土压力作用点离墙趾的水平距离；为土压力作用点离墙趾的高度。经验算，该工程=1.681.6 满足要求。3.3 土钉墙内部稳定性验算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，如图2所示，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，其验算公式为：（3）式（3）中，n为滑动分条数取9条；m为滑动体内钉数；为整体滑动分项系数取1.3；为基坑侧壁
7、重要性系数取1.10.；为第i分条土重；为第i分条宽度；为第i分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪粘聚力标准值；为第i分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪内摩擦角标准值；为第i分条滑裂面处中点切线与水平面的夹角，如图2所示；为土钉与水平面之间的夹角，本工程均取；为第i分条滑动面处弧长；s为计算滑动体单元厚度；为第j根土钉圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉力，其中为第j根土钉的锚固直径，为土钉穿越第i层土土体与锚固体之间极限阻力标准值，为第j根土钉在圆弧滑裂面处穿越第i层稳定土体内的长度，如图2所示；由于计算量大，可用计算机编程的方法进行验算。本工程中，最终验算结果为100.03，满足要求。4 土钉
8、墙喷锚支护施工工艺土钉喷锚支护作业过程应遵从从上到下、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，其安全系数记录于表2中（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；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，均未护；表2 各种方案下边坡安全系数表 计算方法方案1方案2方案3方案4方案5方案6Ordinar
9、y2.761 2.358 1.448 1.716 1.211 1.001Bishop2.834 2.479 1.513 1.898 1.305 1.132Janbu2.511 2.189 1.328 1.651 1.197 1.109 根据公路路基设计规则所规定：内部稳定性验算的安全系数可取1.251.3。由表2可以看出，方案1方案5均满足要求，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：边坡开挖孔位放线土钉制作、成孔及安放
10、注浆编制钢筋网焊加强筋喷射混凝土养护，结合本工程经验，具体施工方法和注意事项如下：（1）边坡开挖：坡面必须达到基本平整，符合尺寸的要求。土钉墙按设计竖向分层，水平跳段施工，土钉未达到设计锚固力以前不得进行下一层的深度开挖。（2）孔位放线：按设计的孔位布置进行测量画线，标出准确的孔位，孔位误差小于5cm，本工程设计孔位间距为15001000。(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 1.5
11、2 m焊结一个居中支架，将土钉安放在孔内。 (4) 注浆：水泥水灰比为0.5，水泥砂浆类型选为M20压力强度不低于0.4M P a ，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1810001500,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5-10mm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、
12、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3-8d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。S1、S2两个测点支护结构不同深度的水平位移曲线如图4、图5所示。 图4 S1监测点位移曲线 图5 S1监测点位移曲线测量从2010年4月20日开始，历时约4个月，工程5月5日完成挖土，由图可见S1、S2两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。
13、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6-7m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。6 结束语 (1) 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。(2) 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
14、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。(3) 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，最大位移点处于中部附近。支护结构在完成挖土后，前期的变形较大，后期逐步趋于稳定。(4) 该边坡采用土钉墙喷锚支护的设计方案达到了预期效果，保证了结构的安全使用。实践证明土钉墙支护施工速度快、经济性好、安全性高，适宜在边坡、基坑开挖等工程中广泛运用。参考文献1 叶书麟,韩杰,叶观宝.地基处理与托换技术(第二版) M.北京:中国建筑工业出版社,1
15、9942 陈肇元,崔京浩.土钉支护在基坑工程中的应用(第二版)M.北京:中国建筑工业出版社,2000. 3 张自标.土钉墙在边坡支护中的稳定性分析与研究J.四川建筑，2009，29（3）.4 建筑边坡工程技术规范.(GB503302002) M. 北京:中国建筑工业出版社. 5 锚杆喷射混凝土支护技术规程.(GB500862001) M. 北京:中国计划出版社 .6 土层锚杆设计与施工规范.(CECS22:90) M. 北京:中国工程建设标准化协会.7 李文英.土力学与地基基础M.北京:中国铁道出版社,2005. 1工程名字 2。排版 3。 钢精符号 乘号 下面红色字体部分是赠送的散文欣赏摘自
16、网络，不需要的朋友下载后可以编辑删除！谢谢！可依靠的唯有自己这是发生在一个普通犹太人家庭里，父亲和儿子的故事：儿子叫约翰，在他4岁那年，有一天他和姐姐在客厅玩捉迷藏。他们玩得正高兴，父亲抱起小约翰，把他放在沙发椅上面，然后伸出双手做出接的姿势，叫他往下跳。小约翰毫不犹豫地往下跳，在即将抓住父亲的瞬间，父亲缩回了双手，约翰摔到了地板上，他号啕大哭起来。小约翰向坐在沙发上的妈妈求助，妈妈若无其事地坐着，并不去扶他，只是微笑着说：“呵，好坏的爸爸！”父亲站在一边，以嘲弄的眼光望着上当受骗的小约翰。这便是犹太家庭教子的方法之一，这样做的目的是灌输给孩子一个理念：社会是复杂的，不要轻信他人，唯一可依赖的
17、就是自己。 犹太家庭的孩子都要回答这样一个问题：“假如有一天房子被烧着了，你将带着什么东西逃跑？”如果孩子回答是钱财，母亲会进一步问：“有一种没有形状、没有颜色、没有气味的宝贝，你知道是什么吗？”如果孩子回答不出来，母亲会告诉他：“孩子，你要带走的不是钱财，而是智慧。因为智慧是任何人都抢不走的，你只要活着，智慧就永远跟着你。”你对爸爸的爱，远远胜过那部车 一个犹太家庭的父亲，存钱存了很久，终于买了一辆自己向往已久的新车。新车开到家后，他珍爱有加，每天都要洗车打蜡。他5岁的儿子见父亲这么爱车，也常常乐此不疲地帮爸爸一起洗车。 有一天，这位父亲开车回到家后，累得一动也不想动。于是他决定破一次例，改
18、天再洗车，尽管自己的爱车因淋了雨，而显得脏乱不堪。 这时，5岁的儿子见父亲这么累，就自告奋勇地要帮爸爸洗车，见他这么小的年纪，就知道体谅自己，心里甚感欣慰，便放手让儿子去洗。 儿子要动手洗车了，却找不到洗车用的毛巾。于是他走进厨房，立刻便想到母亲平时煮菜洗锅时，都是用钢刷使劲刷才刷干净的，所以既然没有毛巾，就用钢刷吧！他拿起钢刷用力地洗起车来，一遍又一遍，像刷锅一样地刷车。 等他洗完之后，听见“哇”的一声，他失声大哭起来，车子怎么都花了？这下可闯大祸了，他急忙跑去找父亲，边哭边说：“爸爸，对不起，爸爸，你来看！”父亲疑惑地跟着儿子走到车旁，他也“哇”的一声，“我的车，我的车！” 这位父亲怒气冲
19、冲地走进房间，气急败坏地跪在地上祷告：“上帝呀，请你告诉我，我该怎么做？那是我新买的车，一个月不到，就变成这样，我该怎么处罚我的孩子？” 他才祷告完，耳边忽然出现一个声音“世人都是看表面，而我却是看内心！”突然间，他彻悟了。 他走出房门，儿子正害怕地流着泪，动也不敢动。 父亲走上前去，把孩子紧紧地拥在怀里，亲切地说：“谢谢你帮爸爸洗车，爸爸对你的爱，远远胜过对那部车子。” 凡事要透过表面去看本质，当家人或朋友无意间做错了某件事时，我们要理智对待，不要只看事情的表面，而忽略他们内心真实的想法。学会用爱心去包容爱心，家会让你感觉自己的周围，时时洋溢温暖的阳光。 小饭馆的生意很好，因为物美价廉，因为
20、他的谦和和妻子的热情。每天早晨，三四点钟他就早早起来去采购，直到天亮才把所需要的蔬菜、鲜肉拉回家。没有雇人手，两个人忙得像陀螺。常常，因为缺乏睡眠，他的眼睛红红的。 不久，一个推着三轮车的老人来到他门前。她驼背，走路一跛一跛的，用手比划着，想为他提供蔬菜和鲜肉，绝对新鲜，价格还便宜。老人是个哑巴，脸上满是灰尘，额角和眼边的几块疤痕让她看上去面目丑陋。妻子不同意，老人的样子，看上去实在不舒服。可他却不顾妻子的反对，答应下来。不知怎的，眼前的老人让他突然想起了母亲。 老人很讲信用，每次应他要求运来的蔬菜果然都是新鲜的。于是，每天早晨六点钟，满满一三轮车的菜准时送到他的饭馆门前。他偶尔也请老人吃碗面
21、，老人吃得很慢，很享受的样子。他心里酸酸的，对老人说，她每天都可以在这儿吃碗面。老人笑了，一跛一跛地走过来。他看着她，不知怎的，又想起了母亲，突然有一种想哭的冲动。 一晃，两年又过去了，他的饭馆成了酒楼，他也有了一笔数目可观的积蓄，买了房子。可为他送菜的，依旧是那个老人。 又过了半个月，突然有一天，他在门前等了很久，却一直等不到老人。时间已经过了一个小时，老人还没有来。他没有她的联系方式，无奈，只好让工人去买菜。两小时后，工人拉回了菜，仔细看看，他心里有了疙瘩，这车菜远远比不上老人送的莱。老人送来的菜全经过精心挑选，几乎没有干叶子，棵棵都清爽。 只是，从那天后，老人再未出现。 春节就要到了，他
22、包着饺子，突然对妻子说想给老人送去一碗，顺便看看她发生了什么事。怎么一个星期都没有送菜？这可是从没有过的事。妻子点头。 煮了饺子，他拎着，反复打听一个跛脚的送菜老人，终于在离他酒楼两个街道的胡同里，打听到她了。他敲了半天门，无人应答。门虚掩着，他顺手推开。昏暗狭小的屋子里，老人在床上躺着，骨瘦如柴。老人看到他，诧异地睁大眼，想坐起来，却无能为力。他把饺子放到床边，问老人是不是病了。老人张张嘴，想说什么，却没说出来。他坐下来，打量这间小屋子，突然，墙上的几张照片让他吃惊地张大嘴巴。竟然是他和妈妈的合影！他5岁时，10岁时，17岁时墙角，一只用旧布包着的包袱，包袱皮上，绣着一朵梅花。他转过头，呆呆
23、地看着老人，问她是谁。老人怔怔地，突然脱口而出：儿啊。 他彻底惊呆了！眼前的老人，不是哑巴？为他送了两年菜的老人，是他的母亲？ 那沙哑的声音分明如此熟悉，不是他母亲又能是谁？他呆愣愣地，突然上前，一把抱住母亲，号啕痛哭，母子俩的眼泪沾到了一起。 不知哭了多久，他先抬起头，哽咽着说看到了母亲的坟，以为她去世了，所以才离开家。母亲擦擦眼泪，说是她让邻居这么做的。她做工的爆竹厂发生爆炸，她侥幸活下来，却毁了容，瘸了腿。看看自己的模样，想想儿子进过监狱，家里又穷，以后他一定连媳妇都娶不上。为了不拖累他，她想出了这个主意，说自己去世，让他远走他乡，在异地生根，娶妻生子。得知他离开了家乡，她回到村子。辗转
24、打听，才知道他来到了这个城市。她以捡破烂为生，寻找他四年，终于在这家小饭馆里找到他。她欣喜若狂，看着儿子忙碌，她又感到心痛。为了每天见到儿子，帮他减轻负担，她开始替他买菜，一买就是两年。可现在，她的腿脚不利索，下不了床了，所以，再不能为他送菜。 这种信任和理解真的很重要。 这个故事对于众多家长来说有很强的的启迪和警示作用：“你到底爱的是孩子，还是孩子努力的结果？如果是后者，那说明你不会爱！”亦或是“你到底是爱自己的孩子，还是爱那个你心目中的孩子？如果是后者，那说明你不会爱！”，往往，在和孩子互动过程中，我们关注自己的感受，关注孩子是否改错，关注孩子是否优秀，而我们忽略了关注孩子本身，这些都是打
25、着爱的旗号伤害着孩子，但我们往往认为这就是爱。请牢记，孩子本身最重要！让孩子去开辟自己的天空 一个犹太人的家庭教育讲的是一个伟大的犹太母亲把三个孩子培养成才的理念和方法。这位母亲生在上海，父亲是犹太人，在她12岁那年去世了，随后母亲也离她而去，她成了孤儿。长大后在上海铜厂做女工，结婚后生下三个孩子，但不久后丈夫又离她而去了。为了逃避痛苦，她成为中以建交后第一批回到以色列的犹太后裔。为了生存，也为了三个孩子能早日回到以色列，她先发奋学习希伯来语，然后，在路边摆了个小摊卖春卷。以色列的官方货币是谢克尔，一谢克尔兑换人民币2块钱，更小的币值是雅戈洛，一谢克尔等于100雅戈洛。她的春卷小摊每天只能赚到
26、十来个谢克尔 1993年，她接回了三个孩子，大儿子14岁，二儿子13岁，小女儿11岁。开始她一直秉承再苦不能苦孩子的原则，依旧做着合格的中国式妈妈。把孩子送去学校读书，她卖春卷，孩子放学，她就停止营业，在小炉子上面给他们做馄饨或者面条。这一幕被邻居看到了，就来训斥大儿子：“你已经是大孩子了，你应该学会去帮助你的母亲，而不是看着你母亲忙碌，自己就像废物一样。”然后转过头训斥母亲：“不要把那种落后的中国式教育带到以色列来” 大儿子和她都很难受，但他们都在慢慢地改变，大儿子不但学会了做春卷，还把春卷带到学校卖，每天，三个小孩子能赚到10个谢克尔，回家交给母亲。母亲觉得很心酸，让他们小小年纪就担起生活
27、的担子，但犹太人不这么认为，在犹太家庭里，孩子们没有免费的食物和照顾，任何东西都是有价格的，每个孩子都必须学会赚钱，才能获得自己需要的一切。 于是妈妈不再提供免费的餐食和服务，同时也给他们赚钱的机会，以每个春卷30雅戈洛的价钱批发给他们，带到学校后，可自行加价出售，利润部分自由支配。 三个孩子卖春卷的方式竟然截然不同。小女儿最老实，按老价钱50雅戈洛一个零售；二儿子则以40雅戈洛的价钱批发给学校餐厅，每天让他送100个春卷；大儿子则举办了一个“带你走进中国”的讲座，讲座的噱头就在于可以免费品尝美味的中国春卷，但需要买入场券，每人10雅戈洛，结果收入1500雅戈洛。 随后他们琢磨出了更多更新颖的
28、赚钱方法，他们很努力地去学习和思考，学业并没有受到任何影响。 同样作为父母，是不是应该引起我们的反思？我们每天一睁开眼睛就为了孩子忙活，做饭、洗衣服、接送、辅导作业，然后才是做自己的事情，每天忙的团团转，累得筋疲力尽。一发牢骚，孩子还会心生厌烦，根本不理解我的付出。再回头看看，每一位中国母亲不都是这样吗？这样我们就很伟大吗？我们付出了很多，却造就了一个又一个“小皇帝”、“小公主”我们希望孩子成才，却又过度的保护他们，使得孩子变得无能无法自立；过分的溺爱，带来孩子的无情；过多的干涉，让孩子多了很多无奈；过多的指责，让孩子变得不知所措，找不到前进的方向 想要为孩子创造一个无忧无虑，快乐成长的天空，但却发现自己完完全全的占据了创造者的位置，其实，这个位置也要有一部分让孩子承担。现在的照顾，也许会暂时保护着他们，但是他们总有一天会长大，会在长大后遇到许许多多的困难，那个时候，我们是如何也帮不了他们的也许，让孩子过早的面对金钱面对名利面对社会，会有不舍和心疼，但他们总有一天要面对，总有一天要承担。我们为何不像那位犹太母亲那样，放开手，让孩子自己去开辟属于他们自己的天空呢？
