注浆式土钉支护.doc

1、施工准备
土钉的有效锚固力能否建立，与土钉施工办法、施工效果关系很大，必须高度重视土钉的施工，充分做好准备工作。
土钉施工前，应做好下列准备工作：
（1）、根据施工场地的地质勘探资料，已知该地区的土层分层和土层的物理力学特性，包括：天然密度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、内聚力、内磨擦角等，并按施工设计确定土钉的布置钻孔和干孔钻进的施工作业方法。
（2）、根据勘探资料，基本清楚施工场地的水文地质概况，地下水位及其变化情况、地下水的成分和含量。
（3）、施工根据现场已查明施工场地无地下构筑物及地下管线的干扰，以便土层锚杆的顺利施工。
（4）、施工前我们将按设计要求进行及现场的实际情况确定土钉的施工顺序，并编制该部分的施工组织机构和施工人员配备及进入该施工段的施工机械设备，安排好施工进度和劳动组织，制订钻孔机械的进场、正常使用和保养维修制度。安排设计、业主、施工单位进行技术交底及图纸会审，以便全面了解设计意图。土方的施工与土钉墙的施工密切配合，在保证边坡支护的情况下进行土方的施工。
（5）、进行土方开挖，使土钉作业面低于土钉标高500mm-600 mm，并平整好操作范围内的场地。土方开挖完毕及时进行验收。验收后，及时进行下一工序的施工。
（6）、准备好电源、钢拉杆、注浆管、定位器及锚具等设备。
基坑开挖和注浆土钉施工应按设计要求自上而下分段分层进行。
2、开挖工作面
土钉墙壁开挖应分段分层进行，分层开挖深度主要取决于暴露坡面的“直立”能力。另外，当要求变形必须很小时，可视具体情况及经济性将分层开挖深度降至最低，对砂性土每层开挖深度一般为0.5—2.0m；对粘性土每层开挖深度通过计算确定，对超固结粘性土，则开挖深度可较大。本工程经计算开挖深度约1.2m左右。
基槽开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行。考虑到本工程的土钉施工设备，分层开挖至少达6m宽。开挖长度则取决于交叉施工期间能保持坡面稳定的坡面面积。当要求变形很小时，开挖可按两段长度分先后施工，纵向长度一般为10-15m，即一个施工缝的位置。
使用的开挖施工设备必须能挖出光滑的斜坡面，并最大限度地减小支护土层的扰动。对松散的或干燥的无粘性土，尤其是当坡面受到外来振动时，要先进行灌浆处理，对附近有爆破可能产生的影响也必须予以考虑。
在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整渡的允许偏差为±20mm，在坡面喷射混凝土支护之前，坡面浮浆应予以清除。
3、设置土钉
土钉施工包括定位、成孔、设置钢筋、注浆等工序。钻孔工艺和方法与土层条件、施工单位的设备现代化程度、数量和经验值有关。
4、成孔设备
A、钻孔设备
注浆土钉施工采用MD-50型钻机为主，配以其它类型的钻机。
B、MD-50钻机的性能
MD-50型钻机及钻具的设计技术先进，主要技术参数选择合理，性能稳定，工作效率高，具有多用性，有钻进复杂岩层和处理事故的能力。它配套普通合金钻头及螺旋钻头等钻具可进行回转钻进。与空气压缩机及气动潜孔锤配套，在卵砾石等不稳定地层，采用跟管钻进钻具可进行跟管钻进，在硬岩层采用常规球钻头，进行冲击回转钻进，高速成孔。这是国内目前最理想的钻进锚固的新型钻机。钻机具有下述特点：
①、钻机以主机、泵站、操纵台三大件构成。结构简单，重量轻，解体性强，解体最大重量220kg，以便安装搬迁，许多场地适应性强，适合脚手架施工，装在底架能适合多种施工场地。
②、采用液压动力头驱动，扭矩大（2000N·m），粗钻杆（89mm）有利于保持钻孔垂直度，便于下入锚具与水泥灌浆作业。
③、钻机专用的跟管钻进钻具（钻杆、套管、偏心钻头等），在不稳定的地层，用套管护壁开孔，常规球齿钻头潜孔锤冲击回转钻进终孔。钻进效率高，成孔质量好。
④、液压控制，动力头直接钻杆，操作方便，采用专用工具拧卸钻杆，能在30秒内完成加接或卸掉一根钻杆，大大缩短了辅助工作时间，省时、省力，布局随意。主要液压元件选用优质产品，性能稳定，质量可靠。
⑤、配有集尘装置和钻杆导向装置，既减少环境污染，改善工作劳动条件，以保证钻孔直线度高。
C、主要技术参数：

主要钻进方法
潜孔锤跟管钻进
常规潜孔锤钻进、螺旋钻进
钻
进
能
力
孔径（mm）
168（开孔）168（终孔）
110-150
孔深（m）
钻孔50跟管15
50
钻杆规格（mm）
89*1000
89*1500
钻孔角度（）

钻
机
性
能
转速
正反各：20；40；56；60；111；167
给进行程（mm）
1700
最大提升力（KN）
25
电动机
Y180M-4，18。5KW，1470rpm
重量（KG）
主机：590：泵站：215（不含电机量）；操作台160
外形
尺寸
主机（长*宽*高）（mm）

垂直钻进状态
2060*700*3008
运输状态
2978*700*1205
5、成孔施工
注浆土钉成孔施工应符合下列规定：（1）孔深允许偏差±50mm；（2）孔径允许偏差±50mm；（3）孔距允许偏差±100mm；（4）钢筋保护层厚度≥25mm；（5）土钉倾角偏差±5%。
钻孔设备在钻进过程中应注意不要采用膨胀土或悬浮泥浆护壁，因为孔壁形成“泥皮”会降低浆土的粘结作用。
①、钻孔方法
土钉的钻孔工艺，直接影响土钉的承载能力、施工效率和整个支护工程的成本。因此，正确选择钻孔技术，对保证土钉的质量和降低工程成本至关重要。根据本工程的施工现场及场地地层情况以及设计要求采用干作业法为主的施工工艺。
干作业法施工工艺：
根据施工场地水文地质资料，土层锚杆处于地下水位以上，呈非浸水状态，由于本工程全部为回填土，故采用带护壁的螺旋钻孔干作业法成孔。该工艺适用施工现场的粘土、亚粘土和密实性、稳定性较好的砂土等土层的钻进方法。
②、钻孔质量要求
1）、钻孔就位后，要按设计及规范要求校正孔位的垂直、水平和倾角的偏差。
2）、孔壁要求平直，以便安放拉杆和注浆。
3）、为使锚固端发挥最大的锚固大作用，孔壁不得坍陷和松动，否则会影响拉杆的安放和土层锚杆的承载力。
4）、钻孔容许偏差：水平偏差50mm，垂直偏差20mm，倾角偏差0.5。
为了达到上术要求，需要根据不同成孔方法采取不同的相应措施，必要时应采用套管跟进成孔。
6、钢管加工及安放
A、土钉钢管制作及安放
注浆土钉采用Φ60钢管，按设计图要求进行制作，注意制作倒刺角钢时，应把注浆孔盖住，防止砂土把注浆孔堵死，影响注浆施工。
B、安放土钉钢管
安放土钉钢管要求在使用前要除锈，除锈24小时后进行组装并尽快在钻孔的中心，插入钻孔时不搅动土壁，并保证拉杆有足够的水泥浆保护层。
C、挂网及锚头安装：
7、注浆
灌浆是土层锚杆施工中的一个重要工序，必须认真进行，并将有关数据记录下来。灌浆的作用：形成锚固体，防止钢拉杆腐蚀，充填土层中的孔隙。
注浆前，采用组合钻具将孔内残留或松动的杂土清除干净。
为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置止浆塞及排气管，并将止浆塞旋紧，使其与孔壁紧密贴合。在止浆塞上将注浆管插入注浆口，深入至距孔底250~500mm处。注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至注满为止。再放松止浆塞，将注浆管与止浆塞拔出，然后用粘性土或水泥泵浆充填孔口。
在注浆开始前或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。
8、土钉注浆材料应符合下列规定
（1）灌浆材料及配合比
灌浆的浆液多为水泥浆。水泥宜有32.5Mpa普通硅酸盐水泥，一般不宜用高铝水泥。水泥浆应有足够的流动性以便泵送，本工程用干法成孔，孔内注纯水泥浆，水灰比为0.45。为防止水泥浆泌水、干缩和降低水灰比，可掺加0.3%的木质素碳酸钙和粉煤灰。如要提高其早期强度，可加食盐（水泥重量的0.3%）和三乙醇胺（水泥重量的0.03%）或加减水剂和早强剂。
1）、本工程注浆材料选用纯水泥浆，水灰比为0.45。浆体强度不得低于15MPa。
2）、水泥浆应拌合均匀，随拌随用。一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。为防止水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝，提高其防腐蚀性能，保证浆体与周围土壁的紧密粘合，可掺入一定量的膨胀剂，具体掺入量可由试验确定，以满足补偿收缩为准。
另外，为提高水泥浆的早期强度，加速硬化，可掺入减水剂或早强剂。
9、质量检测
对土钉采用抗拉试验检测承载力，用以证明设计中所使用的粘结力是否合适。
土钉的抗拉试验可采用循环加荷的方式，第一级荷载加土钉钢筋屈服强度的10%为基本荷载，其后以土钉钢筋屈服强度的15%为增量来增加荷载，同时用退荷循环来测量残余变形，每一级荷载必须持续到变形稳定为止。土钉的破坏标准为：同级荷载下的变形不可能趋于稳定，即认为土钉已达到极限荷载。
在土钉上连接钢筋计或贴电阻应变片，可用以量测土钉应力分布及其变化规律。
在同一条件下，试验数量应为土钉总数的1%，且不少于3根。土钉检验的合格标准为：土钉抗拔力平均值应大于设计极限抗拔力；抗拔力最小值应大于设计极限抗拔力的0.9倍。
土钉墙面喷射混凝土厚度可采用钻孔检测，钻孔数宜每100 m2墙面积一组，每组不应少于3点。