70-土钉固定钢筋混凝土骨架边坡防护施工工艺

土钉固定钢筋混凝土骨架边坡防护施工技术是利用锚杆穿过有裂隙的岩层，利用岩层内锚杆与表层钢筋混凝土骨架的紧密结合使得整段边坡表层形成一个整体,从而防止表层崩塌,达到加固边坡的目的。

1 工艺特点

1）本工艺适用的边坡类型较广，而且可以根据边坡的稳定情况通过加长锚杆和骨架配筋来达到边坡防护的要求，但不改变防护类型；

2）本工艺工序衔接性强，先后顺序要求明显，必须在上一工序完全完成后才能进行下一工序；

3）整个防护形式需要的工种不多，人员相对固定，易于控制工程质量、安全、进度等；

4）无需大型的施工机械设备，人员、支架、机具等移动灵活方便；

5）对施工场地要求不高，与同段落其他工程项目施工干扰少；

6）高空作业较多，施工安全要重点进行监控。

2 适用范围

土钉固定钢筋混凝土骨架边坡防护适用于坡面破裂的硬岩或层状结构的不连续地层，以及坡面岩石与基岩分离，并有可能下滑的路堑边坡，特别是岩层倾角接近边坡坡角和有裂隙的岩层更为适合。

3 工艺原理及设计要求

3.1 工艺原理 

根据坡面岩石的稳定情况选用合适的锚杆长度和直径，以及骨架的形式，锚杆外露以便与骨架内钢筋骨架焊接形成整体，以达到稳固边坡的目的，同时在骨架内采用土工格室固土植草绿化边坡。

3.2 工艺设计要求

3.2.1 锚杆

1）锚杆类型：锚杆一般采用全长粘结型锚杆，根据边坡岩石稳定情况选用不同的深度和直径；

2）锚杆长度及直径：锚杆长度一般为3～10m，锚杆直径为Φ16mm～Φ28mm不等。

3.2.2 钢筋混凝土骨架

钢筋混凝土骨架一般采用人字型、菱型、方格型等等。

3.2.3 骨架内防护

边坡的稳定已通过锚杆加混凝土骨架来保证，为了达到环保、生态的目的，骨架内一般采用土工格室固土植草。

4 施工工艺流程 

土钉固定钢筋混凝土骨架边坡防护施工工艺流程见图1。

5 操作要点 

5.1 施工准备

5.1.1 设计文件复核

认真参照边坡岩体情况结合设计图纸进行审核，检查锚杆材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符，特别是锚杆的长度、间距、孔径以及处于曲线段的锚杆布置要在施工前调整确定。

5.1.2 备料

按设计要求截取杆体，并调直、除锈和除油。

5.1.3 锚杆拉拔力试验

全面展开施工前，要取两根锚杆进行钻孔、注浆与锁定等试验性作业，考核施工工艺和设备的适应性，确保各项指标都达到设计和规范要求后方可全面组织施工。

5.1.4 开工准备

水、电、路“三通一平”条件要具备，锚杆材料性能试验、钢筋性能试验、粗、细集料性能试验砂浆、混凝土配合比试验已完成。

5.1.5 施工放样

在进行人字形骨架和主骨架轮廓放线之后，按照图纸要求进行定位。特别注意孔位允许偏差为±15mm；锚杆孔距误差不超过150mm。

5.2 施工工艺

5.2.1 坡面清理

按照设计边坡坡率逐段进行检查，对坡面不顺及局部有凸出部分要进行凿除、平整，并将坡面及坡顶松散石块清除干净。

5.2.2 支架搭设

根据锚杆的长度设置足够宽度的脚手支架，确保钻孔及注浆的顺利进行，支架搭设要做到稳定、牢固。

5.2.3 锚杆及排水管成孔

锚杆采用锚杆钻机钻孔，锚杆轴线在非顺层地段处与坡面垂直；在顺层地段与坡面大角度相交，钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。钻孔要符合以下要求：钻孔圆而直，钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直；钻孔质量和锚杆材料质量是锚杆施工质量的基础，确保每一根锚杆都能发挥支护的作用。

5.2.4 锚杆注浆

孔深、孔径验收合格后灌筑水泥砂浆，砂浆拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆要在初凝前用完。砂浆质量是确保粘结力和锚固力的核心，必须充分注意，严格控制在初凝前用完。

5.2.5 骨架开槽

因基坑断面较小，深度只有30cm，无法采用机械开挖，因此采用人工开挖的方法进行，开挖时严格按照测量放样的位置进行，并不得出现超挖或欠挖。

5.2.6 钢筋绑扎

钢筋制作安装，钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于35倍钢筋直径并不小于50cm。锚杆外露部分与骨架钢筋的单面焊接长度必须保证10d的要求，如锚杆钢筋与骨架主筋错位时，可局部调整骨架主筋的位置。

5.2.7 混凝土浇筑

混凝土在拌合站集中拌合，混凝土罐车运至现场，吊车吊装入模，使用插入式振动棒进行振捣。混凝土的浇筑顺序，必须自边坡由下向上进行，以保证混凝土更易成型。混凝土浇筑，尤其在锚孔周围，钢筋较密集，一定要加强振捣，保证质量。

5.2.8 养护

混凝土的养护在混凝土浇筑12～24小时后覆盖养护，养护时间不得少于7天。

6 主要机具设备

主要机具设备见表1。

表1  主要机具设备表

本施工工艺各工序相对，又相互衔接、关联，根据本工程特点，劳动力组织分以下作业班组：一是边坡清理及骨架基础开挖级，二是钻孔组，三是注浆组，四是钢筋制作组，五是混凝土施工组，六是土工格室安装及培土植草组。具体劳动力组织见表2。

表2 劳动力组织表

8.1 土钉固定钢筋混凝土骨架施工质量要求

1）钻孔圆而直，钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直；钻孔孔径要大于杆体直径15mm。锚杆孔深允许偏差为±50mm；钻孔孔径要大于杆体直径15mm。锚杆孔深允许偏差为±50mm；

2）注浆开始或中途暂停超过30分钟时，要用水润滑注浆泵及其管路，注浆孔口压力控制在0.4～0.6Mpa之间；

3）注浆管要插至距离孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，直到注满为止。

8.2 质量控制要点

1）锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物，在砂浆凝固前，确实作好锚杆防护工作，防止敲击、碰撞、拉拔杆体和在加固下方开挖；

2）水泥砂浆强度达设计强度80%以上，才能进行锚杆外端部弯折施工；

3）根据施工现场勘察情况，有无排水的需要，若在施工过程中的其他原因需要排水，则采取相应措施，以不冲刷坡面为原则；

4）混凝土骨架边缘从不同方向看均应在一条直线上，要求施工前应预先全面进行测量放样，特别是在曲线段要根据曲线半径不同适当调节骨架上下边的尺寸，以保证骨架的顺直。

8.3 质量通病的处理

1）锚杆与钻孔中心线不重合，砂浆包裹不均匀。应在锚杆钢筋上每相隔一定距离（一般为2～2.5m）设置一道定位环，定位环外径比钻孔孔径小5～10mm；

2）伸缩缝两侧混凝土骨架边缘不在一条直线上，形成折线或错台。应在刷坡后锚杆钻孔前就全面放样，先确保锚杆在整个坡面两个方向均在一条直线上，在骨架混凝土模板安装时以相邻尚未施工的骨架作为复核；

3）骨架与坡面接触处混凝土漏浆、胀模。由于坡面为石质，开挖时出现凹凸不平，导致在模板底面形成空隙，且在边坡上加固较困难，因此应该选择刚度较好的模板，加密支撑，不易支撑处在模板背面钻孔埋设短钢筋支撑，另外适当提高堵塞砂浆强度。

9 安全及环保措施

1）施工中，定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全；

2）水箱、锚杆钻机、注浆泵等应进行密封性能和耐压试验，合格后方可使用；

3）注浆施工作业中，要经常检查出料弯头、输料管、注浆管和管路接头等有无磨破、击穿或松脱现象，发现问题，应及时处理；

4）处理机械故障时，必须使设备断电、停风。向施工设备送电、送风前，应通知有关人员；

5）向锚杆孔注浆时，注浆泵内应保持一定数量的砂浆，以防罐体放空，砂浆喷出伤人；

6）非操作人员不得进入正进行施工的作业区。施工中，喷头和注浆管前方严禁站人；

7）施工操作人员的皮肤应避免与速凝剂等直接接触，施工过程中指定专人加强观察，定期检查锚杆抗拔力，确保安全；

8）施工中对作业人员要进行宣传教育，树立环保意识，做到文明施工。严格遵守《环境保》、《水土保持法》等有关法律，接受地方环境部门的领导、监督、检查。施工废弃物要及时回收集中处理；

9）加强与当地气象部门、水文部门的联系，及时掌握气候情况及水文情况，做好防护、抗灾准备，为植被防护施工和养护管理提供科学指导。

10 工程实例

10.1 边坡地质情况

边坡石质为花岗岩，风化程度不同，从风化较严重至微风化均有，坡面裂隙发育、杂乱，有几处在开挖后就已出现坍塌现象，有轻微裂隙水。

10.2 张家坡互通区路堑边坡防护设计情况

经过多次现场踏勘，根据坡面地质情况，结合马莱高速公路的建设理念，确定张家坡互通区路堑边坡防护形式为土钉固定钢筋混凝土骨架土工格室培土植草。

10.3 施工总结

通过土钉固定钢筋骨架防护形式在张家坡互通区的应用，利用岩层内锚杆与表层钢筋混凝土骨架的紧密结合使得整段边坡表层形成一个整体,防止表层崩塌，较好的起到边坡加固的作用，而且由于每条骨架均顺直平顺，还起到了很好的景观作用。

10.4 施工照片

施工图片见图2、图3、图4