土釘機(jī)在公路滑坡治理中的應(yīng)用

土釘機(jī)在公路滑坡治理中的應(yīng)用摘要:土釘是一項(xiàng)原位巖土加筋技術(shù)，適用于基抗開挖支護(hù)和邊坡加固。本文結(jié)合坪乳線洋碰西滑坡處治工程實(shí)踐，對(duì)土釘?shù)念愋?、適用性、特點(diǎn)、作用機(jī)理、設(shè)計(jì)方法和施工方法進(jìn)行介紹。關(guān)鍵詞:土釘類型，特點(diǎn)，機(jī)理，設(shè)計(jì)施工１概述土釘是將拉筋（常用鋼筋做拉筋）插入土體內(nèi)部，使其全長(zhǎng)度與土粘結(jié)，并在坡面上噴射混凝土，從而形成土體加固區(qū)帶，其結(jié)構(gòu)類似于重力式擋土墻，用以提高整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性。適用于基坑開挖支護(hù)和邊坡加固，是一項(xiàng)實(shí)用的原位巖土加筋技術(shù)。土釘技術(shù)在我國部分城市的深基坑開挖中得到應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。由于土釘作用機(jī)理、破壞形式和破壞原因較復(fù)雜，加之土釘技術(shù)應(yīng)用時(shí)間較短，許多工程技術(shù)人員對(duì)這種邊坡支護(hù)方法還不太熟悉，有必要進(jìn)行介紹。作者結(jié)合省道１９４７線（即坪乳線）洋碰西滑坡處治的工程實(shí)踐，簡(jiǎn)略地談?wù)勍玲數(shù)念愋汀⑻攸c(diǎn)、作用機(jī)理、設(shè)計(jì)和施工方法。２土釘類型、適用性及特點(diǎn)2.１土釘?shù)念愋桶词┕し椒ú煌?，土釘可分為鉆孔注漿型土釘、打入型土釘和射入型土釘三類：（１）鉆孔注漿型土釘：先在土坡上鉆直徑１００～２００mm有一定深度的橫孔，然后插入鋼筋、鋼桿或鋼絞索等小直徑桿件，再用壓力注漿充實(shí)孔穴，形成與周圍土體密實(shí)粘合的土釘，最后在土坡坡面設(shè)置與土釘端部聯(lián)結(jié)的聯(lián)系構(gòu)件，并用噴射混凝土組成面層結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成一個(gè)具有自撐能力且能夠支擋其后來加固體的加筋域。這是土釘中應(yīng)用最多的形式，可用于永久性或臨時(shí)性的支擋工程。（２）打入型土釘：采用ZSTD-150土釘機(jī)（氣動(dòng)沖擊錨桿機(jī)）將鋼桿直接打入土中。長(zhǎng)度一般不超過６m。用氣動(dòng)土釘機(jī)每小時(shí)可打入１５根。其提供的摩阻力較低，因而要求的釘桿表面積和設(shè)置密度均大于鉆孔注漿型土釘。但由于防腐問題難以解決，因此，多用于臨時(shí)性支擋工程。（３）射入型土釘：由采用壓縮空氣的射釘機(jī)依任意選定的角度將直徑２５～３８mm，長(zhǎng)３～６m的光直鋼桿（或空心鋼管）射入土中。土釘可采用鍍鋅或環(huán)氧防腐套，土釘頭通常配有螺紋，以附設(shè)面板。這種形式施工快速、經(jīng)濟(jì)，適用于多種土層，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?.２土釘適用范圍（１）適用于地下水位低于土坡開挖段或經(jīng)過降水使地下水位低于開挖層的情況；（２）適用于有一定粘結(jié)性的雜填土、粘性土、粉性土、黃土類土及弱膠結(jié)的砂土邊坡；（３）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)低于１０擊或相對(duì)密實(shí)低于０.３的砂土邊坡與不均勻系數(shù)小于２的級(jí)配不良砂土，土釘法不經(jīng)濟(jì)；（４）對(duì)塑性指數(shù)Ⅰ犘＞２０的粘性土，必須仔細(xì)評(píng)價(jià)其徐變特性后，方可將土釘用作永久性支擋結(jié)構(gòu)；（５）土釘法不適用于軟土邊坡，也不適用于侵蝕性土（如煤渣、礦渣、爐渣、酸性礦物廢料等）中作為永久性支擋結(jié)構(gòu)。智

2躲.雹３土釘代的特智點(diǎn)準(zhǔn)期（１）對(duì)休場(chǎng)地鄰近爸建筑物影澤響小。由極于土釘施查工采用小纖臺(tái)階逐段寇開挖，且估在開挖成綿型后及時(shí)羽設(shè)置土釘攻與面層結(jié)鳳構(gòu)，使面盟層與挖方鼓坡面緊密神結(jié)合，土新釘與周圍逮土體牢固濕粘合，對(duì)螞土坡的土構(gòu)體擾動(dòng)較掘少，對(duì)相籠鄰建筑物旬的影響小埋。關(guān)件（２）施槽工機(jī)具簡(jiǎn)些單，施工授靈活。設(shè)糾置土釘采曾用的機(jī)具兇及噴射混經(jīng)凝土設(shè)備蠟都屬可移六動(dòng)的小型護(hù)機(jī)械，移冶動(dòng)靈活，伍所需場(chǎng)地舉也小。此跟類機(jī)械的托振動(dòng)小、瘦噪聲低，舟在城市地西區(qū)施工具紀(jì)有明顯的乖優(yōu)越性。港土釘施工驚速度快，群在開挖過擾程中較易敏適應(yīng)不同桌的土層條痛件和施工木程序刃。領(lǐng)曉（３）經(jīng)款濟(jì)效益好棒。據(jù)西歐夏統(tǒng)計(jì)資料甩，土釘支陵護(hù)比錨桿院墻支護(hù)方跨案可節(jié)約聲投資１０睛％～３０國％。在美杯國，按其肚土釘開挖校專利報(bào)告芒（犈犖犚勇１９７６渣）所指示乳的可節(jié)約尾的投資３潛０％左右站。國內(nèi)據(jù)善９項(xiàng)土釘詞工程的經(jīng)魄濟(jì)分析統(tǒng)鋒計(jì)，認(rèn)為威可節(jié)省投敵資３０％境～５０％怠。雄屑３土釘蛛的作用機(jī)娃理逆釣土體的抗漫剪強(qiáng)度較咐低抗拉強(qiáng)捷度幾乎可珠以忽略，沒但土體具較有一定的已結(jié)構(gòu)整體憐性。在土灑體內(nèi)放置瞇一定長(zhǎng)度卸和密度的晌土釘后，惱土釘與土寄共同工作針，彌補(bǔ)土離體自身強(qiáng)其度的不足時(shí)，構(gòu)成復(fù)聰合土體。環(huán)土釘在復(fù)眨合土體內(nèi)嬌的作用主搶要有烤：耽需（１）箍即束骨架作束用。這是意由土釘本胸身的剛度沾、強(qiáng)度以井及它在土喊體內(nèi)分布車的空間組縫合方式所碧決定的。告它具有約崇束土體變俘形的作用學(xué)，并使復(fù)皮合土體構(gòu)嚴(yán)成一個(gè)整澆體同。赤恭（２）分壟擔(dān)作用。痛在復(fù)合土崗體內(nèi)，土愉釘與土體送共同承擔(dān)饑外荷載和唯土體自重喉應(yīng)力，土冊(cè)釘起著分寫擔(dān)作用。借土釘分擔(dān)藍(lán)的比例取膛決于土釘亡與土體的乳相對(duì)剛度約比、土釘津所處的空召間位置及扔復(fù)合土體以的應(yīng)力水究平糠。架凳（３）應(yīng)盯力傳遞與披擴(kuò)散作用補(bǔ)。在相同路荷載作用于下，土釘任墻土體部是分的應(yīng)變鼓水平比素芽土邊坡低剩，從而推女遲了開裂以域的形成擠和發(fā)展（誼如圖１所悔示）興。顫借(泉略喇)倆（４）坡蠶面變形的身約束作用鏟。在坡面旅上設(shè)置與脫土釘連在誰一起的鋼要筋網(wǎng)噴射累混凝土面最板，是發(fā)酸揮土釘有罷效作用的蜘重要組成蘿部分怖。勿賣４土釘悉設(shè)衛(wèi)計(jì)穿撞4齡.社１土釘眠設(shè)計(jì)內(nèi)跌容瘡高（１）確寧定土釘墻俘的平面與踩剖面尺寸稼及分段施叛工高度漏；否蓋（２）確檔定土釘?shù)男g(shù)布置方式穩(wěn)和間距禾；深形（３）確貞定土釘?shù)墓鹬睆?、長(zhǎng)號(hào)度、傾角軟及在空間曉的方向竟；照承（４）確滿定土釘鋼哨筋的類型況、直徑和茅構(gòu)造待；顧并（５）注攜漿配方設(shè)描計(jì)，注漿漲方式，確六定漿體強(qiáng)享度指標(biāo)策；嗚虹（６）噴哀射混凝土業(yè)面層設(shè)計(jì)恢及坡頂防芬護(hù)設(shè)計(jì)崖；促鴉（７）土藏釘抗撥力駐驗(yàn)算是；起溝（８）進(jìn)扯行整體穩(wěn)吩定性分析防；棋球（９）變爹形預(yù)測(cè)和井可靠性分態(tài)析巨；鎖潔（１０）迎施工圖設(shè)便計(jì)及其說壇明壽；煤主（１１）院現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)鄉(xiāng)和質(zhì)量控孔制設(shè)計(jì)籮。飛對(duì)4菌.示２土釘爪構(gòu)造設(shè)鼓計(jì)病碑（１）土英釘墻坡度取宜為比１睛∶華0脈.遞３～緣１替∶決0統(tǒng).勾７，有時(shí)競(jìng)可根據(jù)實(shí)練際情況與借路基邊坡謙同坡楚；遮敵（２）土犯釘必須和嚴(yán)面層有效挖連接在一籮起，常設(shè)食承壓鋼板榮和加強(qiáng)鋼仁筋買；豐境（３）土懇釘?shù)拈L(zhǎng)度收宜為開挖圈深度美的賄0蘆.兔５獨(dú)～泡1卡.財(cái)２倍，土到釘間距宜嶄為１～拾２撈m期，土釘與序水平面夾滑角宜為１替０禾°勞～２枕０清°里；忠譯（４）土賀釘鋼筋宜月用陣Ⅱ?qū)懠?jí)以上螺龍紋鋼筋，應(yīng)鋼筋直徑紛宜為１６必～３親２艇m橡，鉆孔直瞞徑宜為７性０～１２繳０黃m槍m沿；醬規(guī)（５）噴誰射混凝土語面層厚度灑宜為８０滑～２０萬０雷m惰m歉，常用１度０練０好m黃m選；換嬸（６）噴拜射混凝土竹設(shè)計(jì)強(qiáng)度悲等級(jí)不宜唇低于犆２貸０國；盡統(tǒng)（７）噴贏射混凝土瞧面層中應(yīng)趣配以鋼筋叫網(wǎng)，鋼筋撿網(wǎng)宜采公用危Ⅰ障級(jí)鋼筋，形鋼筋直徑歡宜為６～詳１用０源m喬m畏，鋼筋網(wǎng)注間距宜為老１５０～規(guī)３０桿０犯m遵m減；總背（８）注份漿材料宜減用水泥凈叨漿或水泥劣砂漿，其替強(qiáng)度不應(yīng)柏低于２襲０懼MP嗓a僵；競(jìng)貨（９）施固工圖設(shè)計(jì)斃應(yīng)說明施液工中每層音開挖高度懸和長(zhǎng)度詢；磚沫（１０）添土釘墻頂室地面應(yīng)做筑混凝土護(hù)炎面，在坡恭頂和坡腳渠應(yīng)做好排衫水設(shè)施，辱嚴(yán)禁雨水吸、污水等覆地表水滲數(shù)入坡體捐；瓶狐（１１）飛坡體開挖唱后暴露時(shí)供間應(yīng)盡可型能縮短谷。藥仆５土釘掘施乞工敢為土釘施工棗包括以下寄幾個(gè)方面拴。蓋甘5歌.秧１工作頌面開叔挖喪過土釘施工摘是隨著工厘作面開挖未分層施工姜的，每層卷開挖的最扇大高度取曲決于該土沿體可以站槽立而不破進(jìn)壞的能力泰，在砂性微土中每次鞠開挖的高臥度為毀０偵.史５～型２德.引０悉m俯。開挖高酸度一般與捷土釘豎向耕間距匹配豐，便于搭長(zhǎng)設(shè)腳手架記及土釘施蚊工舅。撲曉5喜.費(fèi)２土釘她施肢工鈔之土釘施工詳包括成孔提、清孔、幸置筋、注農(nóng)漿等工序季。膨慘（１）成啊孔：根據(jù)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求熱的平面位秘置、孔深棗、下傾角錦、孔徑，柏選擇合理皇的鉆孔設(shè)途備。目前蠢常采用多鳥節(jié)螺紋鉆姨頭干法成順孔。鉆機(jī)跟可采頸用變X爛J項(xiàng)－１００還型鉆機(jī)，梯也可采透用帖YT汽N?。福沸投赐翆渝^桿麗鉆機(jī)。成恥孔質(zhì)量標(biāo)鹽準(zhǔn)：孔位頓偏啄差柄±值５氣m倒m側(cè)，傾斜度僵偏訪差精±藍(lán)２待°歷，孔深偏翁差沃±砌１０膝０劈m塞m硬。肢隱（２）清煙孔：采用太０酷.新５～０．檢６奴MP叢a甲空氣壓力查將孔內(nèi)殘跡留及松動(dòng)哪的廢土清吉除干凈。倆當(dāng)孔內(nèi)土買層的濕度遺較低時(shí)，法需采用潤誕孔花管由近孔底向孔苗口方向逐門步濕潤孔賺壁，潤孔莊在管內(nèi)噴呢出的水壓毒不宜超過祥０運(yùn).答１視５甜MP紡a蛇。朱借（３）置共筋：鋼筋鋼使用前應(yīng)虛平直、除艇銹、涂油旋。為確保糾鋼筋置中普，在鋼筋祥上每隔撕３贈(zèng)m傅焊置一個(gè)芒托架作為炮定位器穿?；闭穑ǎ矗┳⒕銤{：土釘胳注漿采用鑼注漿泵或構(gòu)砂漿泵灌構(gòu)注，漿液洲可為純水啟泥漿也可炎為水泥砂監(jiān)漿。純水心泥漿采用朱４２５號(hào)助普通硅酸遞鹽水泥用并攪拌裝置猶按水灰比枕０暖.材４５左右酒攪拌，水赤泥砂漿采吩用唱１薄∶且２～霞１賊∶征1席.朝３的配合知比用砂漿完攪拌機(jī)攪羨拌；采用兵注漿泵或脾灰漿泵進(jìn)配行灌注時(shí)究，先將注庸?jié){管插到確距孔歲底向0前.莖２瘡m擱左右的地饒方，進(jìn)行雀常壓注漿垃。當(dāng)?shù)谝涣舸巫{漿擺液終凝后講及時(shí)進(jìn)行諒孔口補(bǔ)漿膠，直至漿讓體充滿鉆駐孔與墊板葬連成一體戒。蜻搶5泥.忌３面層或施狀工爭(zhēng)節(jié)一般情況喊下，為了咽防止土體柿松動(dòng)及局嘩部塌方，亭必須盡快莊做第一層廉面層。根手據(jù)地層的惠性質(zhì)，可裁以在安設(shè)錫土釘之前亭做，也可跳在放置土湊釘之后做圈。每次施把作５０～登８傍０昂m計(jì)m辨。當(dāng)采用邀噴射混凝蹤土做面層鋼時(shí)，混凝盯土中水泥畏含量不應(yīng)熟低于４０皆０礦k木g軌／含m逼３集料，悠采用中粗柱砂和粒徑勵(lì)不大于１功０薦m澤m跪的卵石或日碎石，兩測(cè)次噴射作討業(yè)應(yīng)留有暈一定的時(shí)件間間隔。落采用水泥扯砂漿抹面特時(shí)，水泥峽砂漿設(shè)計(jì)屆強(qiáng)度不應(yīng)詢低于犕５元常用繳１抽∶雁（禿2悠.迷５敲～膊3火.魄０）配比捎的水泥砂觸漿，用水側(cè)泥砂漿進(jìn)化行面層處訴理時(shí)只用仙于臨時(shí)性棗支護(hù)結(jié)構(gòu)陽。采用噴烘射混凝土妥作面層時(shí)窗，常棗用貨ф堤６～１極０能m尸m旨鋼筋，網(wǎng)淺距為１５鄉(xiāng)０～３０府０蔽m歌m急的鋼筋網(wǎng)駁；采用水只泥砂漿作智面層時(shí)，蜓常鋪設(shè)２貫０號(hào)鋼絲笛網(wǎng)悠。釘也5葉.京４局部稠滲水處移理測(cè)雁土體開挖損后，如發(fā)附現(xiàn)土體局來部滲水時(shí)釣，應(yīng)及時(shí)股施作面層肝并埋設(shè)泄遍水管。泄脖水管通常叛用塑料花褲管制成，暈長(zhǎng)度５０殊０跡m膨m院左右，埋機(jī)入開鑿好畜的泄水孔屑內(nèi)并封堵恒孔口旋。旅碧６土釘次在洋碰滑趴坡處治中歷的具體應(yīng)嬸用囑早6故.辣１概部述聞團(tuán)廣東韶關(guān)煮市坪乳公壟路洋碰西陽滑坡位磨于暗K言６９＋１稱４０儀～奔K淺６９＋３恭５０段左抬側(cè)斜坡上嫂，東西長(zhǎng)縣２１結(jié)０導(dǎo)m箱，南北寬割約７粉５杠m源，邊坡高淋３５～５鴿０棕m暴，自然坡埋度１這７吸°薪。在修建差公路時(shí)，細(xì)由于深切掃路塹，造遭成大范圍毫滑移?；砥聟^(qū)為山椒前斜坡地要貌，從上竄往下依次距為坡積層稿、殘積層泰，基巖為婦泥盆系灰忠黑色角礫極狀灰?guī)r。吼滑坡區(qū)內(nèi)刮斷裂十分即發(fā)育，滑宗坡體由松現(xiàn)散的坡積伸層、殘積掩層組成。記滑坡體底音部（基巖澤面）、坡嗓積層與殘貝積層分界過面為兩個(gè)悟含水層面懲，特別是框基巖面上辰的含水層齊為整個(gè)滑宋坡體的滑晨動(dòng)面。本疾滑坡在１尊９９６年票底至１９吊９７年初害，曾采用照錨桿式擋藥墻進(jìn)行處旅治。但由鞋于沒抓住會(huì)施工季節(jié)旅，加上施葡工單位機(jī)敬械設(shè)備能擺力不夠，括導(dǎo)致今年期雨季到來竹時(shí)發(fā)生新跡的滑坡，坡嚴(yán)重影響位坪乳公路蒼的施工進(jìn)本度。為此暴，我們特筍邀請(qǐng)廣東罩省交通蠅廳悔“模邊坡綜合峽治漲理樸”戒課題組對(duì)雕該滑坡進(jìn)夾行處治禾。梢全

6溝.乓２處治絹方案設(shè)底計(jì)科錯(cuò)根據(jù)地質(zhì)次勘察資料支及地形水襖文情況，栗采用減載稠、土釘、鄉(xiāng)混凝土擋塊墻支擋、佛坡面拱圈嗓植草防護(hù)碗、截、排武水等綜合茄治理措施尾（如圖２笑所示）胞。牽怕(腳略夸)員（１）減竟載：卸除宿中、上部薯已滑動(dòng)土征體約１０速萬立方米鏡，以減輕桶下滑推力大。派信（２）土饞釘：在邊獅坡中部采廢用土釘（道如圖２所怎示）加固拋殘積土及禿強(qiáng)風(fēng)化板潤巖，提高跳邊坡的整黃體穩(wěn)定性仍。土釘孔針徑１０代０草m過m織（如圖３陶所示），綿釘桿為直截徑２焰５暢m滅m懸的螺紋鋼打筋，土釘柴間誘距閱1臣.遣５型×1友.協(xié)５留m沾，設(shè)計(jì)釘衡長(zhǎng)４～浙８魂m群，進(jìn)入穩(wěn)低定巖層約慣２老m膏，土釘外務(wù)掛鋼筋網(wǎng)巾，噴１２稼０這m暫m象厚犆２０煎細(xì)石混凝加土面層（暮如圖４所考示）必。備疊(黑略份)款（３）混戶凝土擋墻承：盟在護(hù)K給６９＋２喪３８禾～往K抹６９＋３迷４０段，音邊坡底部話設(shè)置現(xiàn)澆杜犆２０混促凝土擋墻割，每隔１完０撿m藝設(shè)一道改２數(shù)c推m助寬的伸縮只縫，每隔塔２更m貴設(shè)一泄水仔孔籃?；閻偅ǎ矗┻呌|坡坡面采廣用砌石拱模圈加植草寇防護(hù)，拱躲圈采用厚徑度３并０層c贏m雕的眠7蹦.徑５＃水泥膛砂漿砌片目石，砌石魂拱圈中間肥空出部分團(tuán)種植草皮趕。平臺(tái)采疏用厚度３知０羅c陽m異的懇7竭.厲５＃水泥搖砂漿砌片吵石防護(hù)迅。課槽（５）截蜜水溝、排短水溝采豎用伐7伏.坊５＃水泥貝砂漿砌片痛石，厚３謹(jǐn)０扮c偷m聯(lián)，１０＃寫水泥砂漿蒼抹面酷。池后6示.反３土釘縫施塵工唱銜土釘施工掩采用分段悲切坡，每嬸段切坡垂炕直高度不仗超刃過姜2錢.回０扭m父，土釘孔禽采用１０生０型回旋捎式鉆孔機(jī)壓按設(shè)計(jì)角蜘度成孔。怕成孔后放灘置土釘鋼掘筋并進(jìn)行塵常壓注漿偷。第一次銳注漿壓亂力債0護(hù).紋４男MP金a爬，漿液水漠灰比洲１瓜∶骨１；在第環(huán)一次注漿布初凝后再糾進(jìn)行第二冬次注漿，考注漿壓蝴力短0佩.豪６蚊５源MP振a任，漿液水植灰比漿１諒∶元１。完成乓土釘后，稍外掛間距繭１８掘５午×謎１８靜５藍(lán)m姜m倉ф就６鋼筋網(wǎng)滔，并噴射恰犆２０細(xì)寇石混凝土鞏面層。土秘釘區(qū)按間繳距輸３巡m喝布置梅花撐型泄水孔鹽，泄水孔甜直邁徑糞ф屠１０耕０自m星m梁，下傾角咐１滅０棄°酷，深入坡