浅谈土钉墙施工与成本控制

浅谈土钉墙施工与成本控制

龙家良

中铁十局集团第二工程有限公司 河南 郑州 450003

摘要:

土钉墙是一种土工结构，通过钻孔设备在土体中钻孔，将带肋钢筋插入孔内，然后注入特定浓度的水泥浆液。该技术适用于各种土层，具有高的抗拉强度，是一种广泛使用的土钉类型。土钉墙的结构包括加筋杆件（如土钉或锚杆），与周围土体牢固粘结形成的复合体，以及类似挡土墙的薄层支护结构。然而，该技术的施工需要谨慎处理，否则将会增加大量的施工成本。因此，本文将对该技术进行详细分析和探讨。

关键词：土钉墙的特点、注意事项、材料超耗

引言：CZXZDL-2标段是新建川藏铁路雅安至林芝段的一部分，其新建的芒隧干-1长约17.805千米。施工区域位于藏东南高原，地形多为高山河谷，地面高程介于3600米至4600米之间，平均海拔高度达到4100米，因此气压相对较低。图纸中地质资料显示线路主要地质结构依次为碎石土、风化页岩、泥结砂岩、弱风化页岩，边坡加固大量采用了土钉墙加固方式，施工过程中由于边坡处理不当，往往造成混凝土浇筑大量超方等情况，造成成本增加和材料浪费。本文就土钉墙的施工特点和常见的边坡问题进行简要的分析和处理建议。

一、土钉墙的特点

使用土体自身的稳定能力作为支撑结构的一部分是一种有效的土工技术。这种技术的优点包括轻型结构，具有良好的柔性，可以抵御地震并有延性。在发生破坏之前，它还能够发展出变形过程。此外，由于土体被完全覆盖，该技术具有良好的密封性能，可以防止地下水从边坡表面渗出，防止水土流失以及雨水和地下水对边坡的冲刷侵蚀。此外，由于使用了大量的土钉，因此即使个别土钉有质量问题或失效，对整体的影响也不大。实际上，研究表明当某个土钉失效时，周围土钉可以分担更大的负载。与其他土工技术相比，这种技术施工速度较快，而且施工设备和工艺简单，无需复杂的技术和大型机具，施工对周围环境的干扰也较小。此外，它所需的材料和工程量也较少，因此工程造价较低。总之，这种技术是一种有效的土工技术，可以帮助保护边坡的稳定性，减少环境污染，保护生态环境，同时节省成本，提高效率。

二、土钉墙的施工工序及流程土

施工工序：施工放样→边坡开挖→清坡→土钉打孔→清孔→插入钢筋→注浆→喷坡面面层混凝土→养护→安装钢筋网片→浇筑混凝土。

施工流程：

首先，对边坡进行分层开挖，每一层高度视土层和岩层而定，通常为0.5-2米和1-4米，分层开挖有利于施工效率的提高和质量的保证。其次，在每一层土层和岩层内按照设计要求进行土钉钻孔，然后安装土钉，灌浆，以及喷射混凝土，采用机械喷射进行操作。同时，需要铺设第一层钢筋网，并进行螺丝端杆锚固施工，以及开挖范围内泄水孔的施工。等待上一层土钉施工完成且达到设计强度后，按照分层高的要求开挖下一层岩土体，施工流程同上一层。在不同层之间，第一层钢筋网采用焊接进行搭接，搭接长度通常为1-2格。最后，在土钉自上而下施工完成后，需要架设第二层钢筋网并立模现浇土钉墙面板，采用细石混凝土，粗骨料粒径通常为8~10毫米。

三、施工注意事项

1、在施工前，应对相同地层进行现场拉拔试验和开挖检验，至少设置3个试验孔，以确认锚杆砂浆的粘结性能和锚固段的设计参数，从而确定施工方法和参数。

2、在进行土钉墙开挖时，需保证坡面坡度与设计坡度一致，坡面应整齐平滑，避免出现严重的超挖或欠挖现象，确保工程品质。

3、对边坡进行开挖时，应自上而下进行分层开挖，同时进行分层锚固和分层护面。

4、在边坡成型时，务必清除浮土和松散石块，进行适当的填充平整后，立即进行喷射混凝土。若边坡露出地下水，应使用PVC管进行排水。

5、在机械喷射作业前，应先进行试喷，调整水灰比，使喷射表面平整光滑、骨料分布均匀、回弹量小。禁止在雨中进行喷射作业。

6、在完成机械喷浆作业后，进行土钉钻孔（锚孔深度不得小于设计深度）。钻孔建议使用干钻，特别是在土层或风化层中钻孔时，严禁向孔内注水，以防止孔塌陷和收缩。

7、在进行土钉孔灌浆前，应清理孔内杂物和积水。注浆应采用孔底注浆法，注浆压力一般为0.2MPa，边抽边注。当浆液从孔口溢出且注入浆液稠度相同时，用快干水泥砂浆封住孔口，确保砂浆均匀填充钢筋与孔壁之间的空隙。

8、水泥砂浆应采用1:1的水泥砂浆，水灰比应为0.35~0.45。砂料应使用中粗砂，含泥量不大于3%，砂粒直径不大于1.0mm。浆液的稠度应适于灌注朝上的垂直孔，且不会产生垂流。若水质具有侵蚀性，土钉墙锚杆表面必须采用环氧树脂涂层等防腐措施。

9、土钉孔灌浆完成后，至少需要养护7天。在养护期间，严禁敲击、晃动锚杆或在杆上悬挂重物。当强度达到80%时，可安装第一层钢筋网，放置钢垫板，旋紧螺母，然后进行下一分层开挖。

10、在自上而下完成土钉施工并达到强度要求后，搭设第二层钢筋网并进行立模面墙施工。立模现浇混凝土时，应加强施工组织，确保混凝土面墙浇筑密实。

11、立模现浇必须连续一次性完成，不允许形成施工接缝，以确保混凝土面板表面的整体平滑性。

12、在施工过程中，如发现地质条件（特别是岩层节理、产状及土石界面）与设计不符，应立即通知相关单位。

四、施工中造成材料超耗的主要原因

1、边坡垮塌后未按设计坡面整修

2、机械刷坡时技术太差，未按要求刷坡

3、模板架立不规范

4、钻孔超深或直径超标

五、原因分析及处理措施

1、边坡垮塌后未按设计坡面整修

原因分析：开挖不规范，未严格采用从上到下的开挖方式导致塌方，或地质条件差，边坡无法自稳或采用机械一次开挖到位导致亏坡。

处理方法：严格规范开挖手段，禁止挖掘至底部；在边坡无法自行稳定的情况下，机械开挖时预留20-30厘米，随后使用人工方法进行修整。大规模塌方时，结合人工和机械进行回填，表面采用袋装土石等措施，严格遵守亏坡控制要求。

2、机械刷坡时技术太差，未按要求刷坡

原因分析：机械操作手操作不熟练或工作不认真，导致边坡大面积亏坡或存在凹凸不平等现象。

处理措施：加强机械操作手人员培训，现场安排专人严格控制边坡质量，发现问题及时纠偏处理。

3、模板架立不规范

原因分析：位置定位不准确或施工人员模板架立不牢固，导致浇筑过程中模板偏位、漏浆等现象

处理措施：严格控制模板的定位和安装坡度，模板安装牢固，端模板固定牢固。

4、钻孔超深或直径超标

原因分析：技术交底错误或钻进测量错误或测量不及时，钻头选择不合理。

处理措施：严格选择匹配钻头，严格进行工序技术交底，现场严格落实技术交底内容，加强人员培训。

六、结语

通过本人的工程实践，严格控制边坡的超欠挖是控制土钉墙质量、成本的关键，特别是高海拔地区，混凝土材料、运距均较远，成本高，严格控制混凝土的超方量是决定分项工程成本控制的关键，所以施工过程中边坡的开挖、整修控制显得尤为关键，只有控制好边坡的超欠挖，以及超挖的处理才能做到节能增效的目的，本文主要结合实际对土钉墙施工和和成本控制问题进行分析,并根据实际情况提出相应解决对策，同时也为同类问题提供一定理论参考依据。

参考文献:

1、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001

2、《公路交通安全设施施工技术规范》(JTG F71-2006)

3、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2017)