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土钉墙喷锚支护在边坡工程中的应用
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曹杰波
关键词：土钉墙喷锚支护;边坡工程;稳定性验算;施工;监测
1、前言
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。
2、邊坡支护设计
根据周边场地条件，边坡坡项超载取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。沿边坡高度方向布置11排锚杆，竖向间距为1m，水平方向间距均为1.5m，土钉的直径为20mm，均以倾角为10。植入。钢筋网采用10150双向设置，加强主筋采用18@1500X1000，呈十字形与钢筋网焊接。面层喷射混凝土厚80ram，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，水泥砂浆类型选为M20，水灰比为0.5。
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。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。
4、土钉墙喷锚支护施工工艺
土钉喷锚支护作业过程应遵循从上到下、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，（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≥1_3满足要求。
要求抗倾覆安全系数Kt（墙趾处抗倾覆力矩与倾覆力矩之比）≥1.6，Kt可按式（2）进行计算。
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，均未支护;
根据《公路路基设计规则》所规定：内部稳定性验算的安，方案1～方案5均
经验算，该工程Kt=1.68≥1.6满足要求。
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，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。
全系数可取1.25～1_3。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：边坡开挖一孔位放线一土钉制作、成孔及安放一注浆一编制钢筋网一焊加强筋一喷射混凝土一养护，结合本工程经验，具体施工方法和注意事项有：
（1）边坡开挖：坡面必须达到基本平整，符合尺寸的要求。
（2）孔位放线：按设计的孔位布置进行测量画线，标出准
（3）确的孔位，孔位误差小于5cm，本工程设计孔位间距为
1500mmx1000mm。
（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1.5～2m焊结一个居中支架，将土钉安放在孔内。
（4）注浆：水泥浆的水灰比为0.5，水泥砂浆类型选为M20，压力强度不低于0.4MPa，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10@150双向设置，加强主筋为18@1000x1500，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、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。
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，两测点的位移曲线变化走势基本一致，表明
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