三、土钉墙施工
准备工作:1、技术准备:编制土钉墙基坑支护施工组织设计,确定支护施工与土方开挖的施工方案(明确二者配合关系); 2、设备准备:土钉及有关的材料、施工机械(钻孔、拌浆和灌浆设备); 3、现场准备:现场定点和放线(确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点)。
钢筋土钉墙施工工艺流程:
开挖工作面→修整边坡→定孔位→钻孔→清孔→安装土钉→注浆→绑扎钢筋网片→焊接加强筋→安装导水管→安装混凝土保护层垫块→埋设混凝土厚度控制标志→喷射混凝土→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。
(一)基坑开挖
(1)基本要求:
每层开挖的最大深度。取决于土壁自稳的能力,通常取土钉层间竖向设计间距;每层开挖的水平分段宽度。取决于土壁自稳能力;基坑开挖要按设计,分层分段进行开挖。上一层作业面的土钉与喷射混凝土面层达到一定强度后,进行下一层土层的开挖;坡面应当按设计坡度进行整平。
(2)防止边坡土壁塌陷的措施:
1)严禁边壁超挖或挖土时造成土体松动;2)对于易坍塌的土体可采取的措施:修整边坡后,立即喷上一层砂浆层或混凝土层保护,凝结后再钻孔;先构筑钢筋网喷射混凝土面层,而后钻孔和设置土钉;在水平方向上分小段间隔开挖;边壁底部先放斜坡,作完土钉后再清坡;
(二)土钉成孔
成孔方式: ① 一般取土成孔。包括:洛阳铲、锚杆钻机。 ② 在易塌孔的土体中成孔。有:套管成孔、挤压成孔。
钢筋土钉的成孔应符合下列要求: 1)土钉成孔范围内存在地下管线等设施时,应在查明其位置并避开后,再进行成孔作业; 2)应根据土层的性状选择洛阳铲、螺旋钻、冲击钻、地质钻等成孔方法,采用的成孔方法应能保证孔壁的稳定性、减小对孔壁的扰动; 3)当成孔遇不明障碍物时,应停止成孔作业,在查明障碍物的情况并采取针对性措施后方可继续成孔; 4)对易塌孔的松散土层宜采用机械成孔工艺;成孔困难时,可采用注入泥浆等方法进行护壁。
(三)土钉制作与安装
钢筋钉:下料,沿土钉全长设置对中支架,其间距宜取1.5~2.5m。
钢筋土钉杆体的制作安装应符合下列要求: 1)钢筋使用前,应调直并清除污锈; 2)当钢筋需要连接时,宜采用搭接焊、帮条焊;焊接应采用双面焊,双面焊的搭接长度或帮条长度应不小于主筋直径的5倍,焊缝高度不应小于主筋直径的0.3倍; 3)对中支架的断面尺寸应符合土钉杆体保护层厚度要求,对中支架可选用直径6~8mm的钢筋焊制; 4)土钉成孔后应及时插入土钉杆体,遇塌孔、缩径时,应在处理后再插入土钉杆体。
钢筋土钉的注浆应符合下列要求: 1)注浆材料可选用水泥浆或水泥砂浆;水泥浆的水灰比宜取0.5~0.55;水泥砂浆的水灰比宜取0.40~0.45,同时,灰砂比宜取0.5~1.0,拌和用砂宜选用中粗砂,按重量计的含泥量不得大于3%; 2)水泥浆或水泥砂浆应拌和均匀,一次拌和的水泥浆或水泥砂浆应在初凝前使用;3)注浆前应将孔内残留的虚土清除干净; 4)注浆应采用将注浆管插至孔底、由孔底注浆的方式,且注浆管端部至孔底的距离不宜大于200mm;注浆及拔管时,注浆管出浆口应始终埋入注浆液面内,应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆;注浆后,当浆液液面下降时,应进行补浆。
打入式钢管土钉的施工要求: 1)钢管端部应制成尖锥状;钢管顶部宜设置防止施打变形的加强构造; 2)注浆材料应采用水泥浆;水泥浆的水灰比宜取0.5~0.6; 3)注浆压力不宜小于0.6MPa;应在注浆至钢管周围出现返浆后停止注浆;当不出现返浆时,可采用间歇注浆的方法。
钢管钉:下料,端头锥尖,钻注浆孔(孔径5~8mm ),焊保护倒刺。
钢管钉的打入:
(四)绑扎钢筋网,喷射混凝土面层
(1)绑扎、固定钢筋网。Φ6~10mm@150~250(可用插入土中的钢筋固定)坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm;
(2)土钉与面层钢筋网的连接。(可通过承压钢垫板或Φ14~20mm加强钢筋与土钉螺栓连接或焊接连接)
(3)喷射混凝土面层80~100厚C20 细石混凝土;
(3)喷射混凝土面层
喷射混凝土面层施工应符合下列要求: 1)细骨料宜选用中粗砂,含泥量应小于3%; 2)粗骨料宜选用粒径不大于20mm的级配砾石; 3)水泥与砂石的重量比宜取1:4~1:4.5,砂率宜取45%~55%,水灰比宜取0.4~0.45; 4)使用速凝剂等外掺剂时,应通过试验确定外掺剂掺量; 5)喷射作业应分段依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上均匀喷射,一次喷射厚度宜为30~80mm;6)喷射作业时,喷头应与土钉墙面保持垂直,其距离宜为0.6m~1.0m; 7)喷射混凝土终凝2h后应及时喷水养护; 8)钢筋与坡面的间隙应大于20mm; 9)钢筋网可采用绑扎固定;钢筋连接宜采用搭接焊,焊缝长度不应小于钢筋直径的10倍; 10)采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被喷射混凝土覆盖后铺设。
(五) 土钉墙的施工质量
土钉墙的施工偏差应符合下列要求: 1. 土钉位置的允许偏差应为100mm; 2. 土钉倾角的允许偏差应为3°; 3. 土钉杆体长度不应小于设计长度; 4. 钢筋网间距的允许偏差应为±30mm。
土钉的质量检测
1. 土钉的抗拔承载力检测
检测要求:
土钉检测数量不宜少于土钉总数的1%,且同一土层中的土钉检测数量不应少于3根;
对安全等级为二级、三级的土钉墙,抗拔承载力检测值分别不应小于土钉轴向拉力标准值的1.3倍、1.2倍;
检测试验应在注浆固结体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行;试验方法应符合“规程”附录D的规定,检测不合格时,应扩大检测数量。
2. 喷射混凝土面层检测
检测要求:
面层喷射混凝土应进行现场试块强度试验,每500m2喷射混凝土面积试验数量不应少于一组,每组试块不应少于3个;
应对喷射混凝土面层厚度进行检测,每500m2喷射混凝土面积检测数量不应少于一组,每组的检测点不应少于3个;全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%;