边坡钢管土钉喷射混凝土在工程中的应用

边坡钢管土钉喷射混凝土在工程中的应用

李福恒、夏鹏博、李文强

中国建筑第八工程局有限公司

摘要：钢管土钉喷射混凝土指的是利用高压喷射水泥混凝土和注浆金属锚管（钢管土钉）组合作用，用于边坡加固，可以有效防止边坡失稳、塌方问题，提高边坡土层的结构强度和抗变形能力，由于这种技术施工成本低，技术可靠且效率高，在基坑边坡防护治理中广泛应用。

关键词：注浆管 喷锚 边坡防护 土钉

前言

在土方开挖的过程中，边坡防护成为施工过程中无法绕开的难点和痛点，按照形成的原因，边坡可以划分为人工边坡和自然边坡。在边坡防护治理中，人们创造了多种组合方式，其中，注浆喷锚施工组合工艺被人们广泛应用，针对于此，本文结合工程实际案例，主要介绍注浆喷锚施工方法，技术要求以及质量控制要点，以供大家分享。

1、项目概况

本项目占地面积92156.2平方米，总建筑面积379559.32平方米，其中地上建筑面积为219372.09平方米;地下建筑面积为160187.23平方米。地上10层，地下2层，主楼包含急诊、医技、住院、教学、科研、后勤、设备用房及停车库等多功能于一体，主楼规划建筑高度55.5米。两层地下室基坑开挖面积83000m2，周长1260m，基坑开挖深度10.9~13.4m；一层地下室基坑开挖面积3320m2，周长310m，基坑开挖深度6.7~8.30m，局部坑中坑基坑开挖深度约为2~3.95m。

2、工程地质条件

据本工程勘察结果，对于场地东侧、北侧掩埋塘部位，回填土厚度较大，地下水较丰富，土质松软，存在大量砖块、杂填土。土方开挖时，边坡容易塌方失稳，因此，注浆喷锚需要引起格外重视，施工过程严格进行质量控制。

3、施工工艺流程

注浆喷锚施工工艺：施工准备→技术交底→测量放线→基坑检测→第一层土方开挖→清理坡面→泄水孔、注浆管安装→素喷→挂钢筋网、加强筋→喷射混凝土→后注浆→养护

根据以上施工工艺，采取自上而下，分成开挖的形式，直到基坑完成支护为止。

4、注浆喷锚施工

（1）挖土。基坑开挖与注浆喷锚应当采取交叉施工，避免两者施工之间互相干扰，两者采取流水施工形式，同时对于基坑开挖应该根据施工方案，合理地采取基坑的放坡系数。根据进度要求，土方开挖每天为支护施工提供1.5m-2.0m高，50 m长的支护工作面。工作面大致平整。在距离基坑内边沿5m以外，对护壁不产生大的影响，可连续开挖下层。待周边喷锚完成强度达到后，再清理周边，向下开挖。当喷射完成上层混凝士同时达到一定强度后，才能进行下一层开挖。

（2）边坡清理处理。对基坑边坡开挖完成后，对边坡再一次采取人工清理，主要是清理基坑的虚土、碎石等，可采取吹风机、扫把、铁锹等工具，有效地确保基坑边坡工作面的平整性。为确保基坑喷锚支护效果，对基坑壁的平整度应控制在10 cm。

（3）泄水孔、锚管制作。泄水孔与锚管呈梅花形布置，间距为2.5m。泄水孔必须严格按照图纸施工，采取双层网格布，碎石回填。如果出现明显渗水的情况，就需要进行定点补强措施，利用泄水管加密方式进行引流。锚管安装采取打夯机进行振压，遇到坚硬碎石，基础等，可采取钻孔机引孔施工。

（4）锚管位置的定取。对于喷锚支护来说，锚管位置的选取是关键，在具体实施中，施工人员应当结合喷锚支护方案采取钢卷尺来准确定取锚管位置，同时对测放好的点采取标记。本工程采用，要求所采用的锚管，其杆体表面确保平直而且注浆孔分布均匀，同时确保钢管的内部畅通。

（5）注浆。钢管打入底层后，应在钢管内进行压力注浆，注浆材料宜采用水灰比0.5~0.6的水泥浆，注浆压力不宜小于0.6MPa，注浆量应根据地层和土钉所在位置确定，应在注浆管顶周围出现返浆后停止注浆。

（6）混凝土配料。本基坑边坡喷支护采取干喷法形式，对混凝土的水泥与砂、石、速凝剂重量比可选取1:2:2:0.05，混疑土干料可直接采取现场搅拌人工拌和。施工前应现场抽取混凝土原材料，并送试验室做喷射混凝土C20 强度等级的配合比报告。现场根据该报告进行原材料称取，严禁直接混合搅拌。同时为避免水泥超过其初凝时间仍没及时采用，对混凝土配料应采取随拌随用，有效地确保喷锚混凝士施工质量。

（7）素喷。混凝土喷射时，应严格控制水灰比，确保机器运行正常，干拌法喷射混凝土施工供水设施应保证喷头处的水压为0.15MPa~0.20MPa，输料管工作时的承压能力应大于0.8MPa，采用人工喷射时，当水平喷射的高度超过1.5m，或竖向喷射的高度超过3m时，应搭设工作台架，工作台架外边缘设置防护栏杆。采取自下而上的分段喷射方式。

（8）制作钢筋网。喷锚支护所采用钢筋网的钢筋一般为A6盘条或成品钢筋网，现场结合设计要求采取张拉。钢筋网间距300mm。对喷锚支护所采用的钢筋网采取绑扎搭接。绑扎间距不得小于300mm，钢筋搭接位置应尽量避免上口水平交接处。

（9）喷射混凝土。在对基坑边坡采取喷前，首先确保所用机械能正常运行以防止喷锚施工的中断。喷射混凝土作业时应确保水量的适中，同时严格控制混凝土的水灰比，混凝土喷射时的喷头确保与边坡面垂直，同时与边坡的喷射距离控制在0.6 m~1.0m，喷射厚度为50 mm，采取自下而上的分段喷射方式。

（10）对混凝土的养护处理。基坑边坡喷完成后，为有效地保证边坡混凝土的质量，应对其采取养护处理。结合工程实践经验，对混凝土的养护时间一般为3d、7d，具体应结合当地气温而决定。

5、施工控制要点

（1）加强材料质量的控制

在建筑工程施工中，工程材料的质量是整个建筑工程施工的保障，同时也是实现建筑工程质量的坚强后盾；没有严格的材料质量管控，那么建筑工程的质量将会造成致命的问题，注浆钢管进场时，要进行外观质量、钢管厚度、长度检查，注浆孔是否通畅，分布均匀。核查钢管出厂合格证和检验报告。喷射混凝土原材料进场，应核对厂家信息，出厂合格证，原材料质检报告。进场后应当及时进行原材料复检，待复检合格后才可进行施工。

（2）钢管土钉注浆控制

    注浆管施工时，先观察外观质量是否因吊装、转运、磕碰带来的缺陷，每个注浆面的注浆孔宜选取2个，注浆孔外倒刺覆盖保护孔洞，注浆时要时刻观察注浆压力，不得低于0.6MPa，注浆管道应深入钢管，待注浆管顶周围出现返浆后停止施工。

（3）喷射混凝土质量控制

混凝土面层施工时，应做好钢筋隐蔽验收工作，确定好钢筋间距、钢筋型号加强筋设置是否到位，搭接长度是否满足图纸要求。喷射作业应从坡底开始自下而上、分段分片依次进行；喷射混凝土结束后应及时保湿养护，养护时间不得少于7天，重要工程不得少于14天。

（4）加强监测。边坡支护安全是保证基坑安全的重要一环，工程监管方面应重点做好对邻近建筑物的沉降和垂直度的监测工作，选定检测点，建立检测系统，做好每日监测一次，及时掌握动态变化，采取好预防措施。

6、特殊情况处理

（1）渗水问题：遇到水位过高，边坡渗水现象，可以采取预埋泄水管，加密处理，引流等方式，确保边坡安全。

（2）土质差：对于开挖土层差、杂填土、松散土较多的土质，无法按照可以采取超前水泥桩加固、超前注浆加固和土钉加固方式。

7、结语

钢管土钉墙喷射混凝土面层有效的利用水泥固化能力，解决松散土质失稳，维护基坑安全，降本增效。对比传统地下连续墙、支撑等方式，极大缩短工期。因此针对钢管土钉墙喷射混凝土的研究总结尤为重要，只有把握好施工要点，才能确保施工安全。