高速公路工程软岩边坡土钉墙支护施工技术

高速公路工程软岩边坡土钉墙支护施工技术

陈才忠 鲍益伟

嘉兴市通达建设工程有限公司

摘要：软岩边坡由于其岩体结构的特殊性，容易发生滑坡、崩塌等灾害，选择合适的支护技术显得尤为重要。土钉墙支护技术作为一种经济、有效的边坡加固方法，近年来在工程实践中得到了广泛应用。基于此，本文章对高速公路工程软岩边坡土钉墙支护施工技术进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：高速公路工程；软岩边坡；土钉墙支护；施工技术

引言

随着高速公路建设的快速发展，边坡支护技术成为保障工程质量和安全的关键环节。土钉墙技术是在20世纪70年代初期出现的一种原位土体加筋技术，其核心思想是通过在土体中设置钢筋制成的土钉，并利用土体与土钉之间的粘结力或摩擦力，提高边坡的整体稳定性和承载能力。施工单位应进一步加强对土钉墙机理的研究，提高施工技术水平，推动其在更多工程领域的应用和发展。

一、土钉墙支护技术的原理

土钉墙支护技术的原理主要基于土体与土钉的相互作用，该技术通过在土体中置入一定长度和分布密度的钢筋混凝土土钉，使土体与土钉紧密结合形成复合体，从而提高土体的整体稳定性。土钉通过其抗拉强度和与土体间的摩阻力，能够有效抵抗外部荷载和土体自重应力，限制土体的变形。土钉墙中的混凝土面层对土体起到约束作用，使土体处于三向受压状态，进一步增强土体的抗压强度和抗剪强度。土钉墙支护技术凭借其原理优势，在软土地基、陡坡稳定及基坑支护等工程中得到了广泛应用。

二、高速公路工程软岩边坡土钉墙支护施工的常见问题

（一）地质条件复杂多变，难以精确预测与应对

高速公路工程穿越地质条件复杂的区域，软岩边坡尤为显著。这类边坡的岩性不均一，存在软弱夹层、节理裂隙发育等问题，导致地质条件难以精确预测。在土钉墙支护施工过程中，若对地质勘察不够详尽或判断失误，导致支护结构设计不合理，无法有效应对实际地质条件。软弱夹层的存在会显著降低土体的抗剪强度，若土钉设计未充分考虑这一点，导致支护结构在局部区域失效，进而影响整体稳定性。

（二）土钉成孔与注浆质量难以保证，影响支护效果

在实际施工过程中由于地质条件复杂、施工设备性能限制以及施工人员技术水平差异等因素，土钉的成孔与注浆质量难以保证。软岩边坡的岩石硬度较低，成孔过程中易发生坍孔、缩径等问题，导致土钉无法按设计要求置入预定位置；注浆过程中若注浆压力不足、浆液配比不当或注浆时间控制不当，导致土钉孔内注浆不饱满，形成空洞或裂隙，影响土钉与土体的粘结强度。这些问题都会削弱土钉的支护效果，降低边坡的整体稳定性。因

三、高速公路工程软岩边坡土钉墙支护施工技术的优化应用

（一）进行详细的地质勘察

地质勘察应包括对岩性的详细调查，了解岩石的物理力学性质以及岩石的化学成分和风化程度；节理裂隙的分布和发育情况对边坡稳定性有重要影响，需要通过实地调查和岩心分析来确定；对软弱夹层的识别和评估至关重要。地下水位及渗流情况也是影响边坡稳定性的重要因素，需要通过水文地质调查来确定。地质勘察的结果应形成详细的地质报告，报告中应包括边坡的地质结构图、岩土力学参数、地下水分布图等。这些资料将为边坡的稳定性分析和支护设计提供科学依据。在综合评估边坡稳定性时，应采用多种分析方法，如极限平衡法、有限元分析等，以确保评估结果的准确性。根据评估结果确定合理的支护方案，包括土钉的长度、间距、倾角等参数，以及是否需要配合其他支护措施。

（二）优化施工流程

施工应遵循“自上而下、分层开挖、分层支护”的原则，这一原则可以有效控制边坡的变形和失稳风险。自上而下的开挖方式可以减少对下部岩体的扰动，分层开挖则有助于控制每一层的稳定，避免一次性开挖过深导致的边坡失稳。在每一层开挖完成后，应立即进行土钉的安装和注浆工作。土钉的安装应严格按照设计要求进行，确保土钉的锚固深度和间距符合设计标准。注浆工作应确保浆液充分填充土钉孔，形成坚固的锚固体，提高土钉的抗拔力和边坡的整体稳定性。为了减少边坡暴露时间，施工单位应合理安排施工进度，确保每一道工序的紧密衔接，避免边坡长时间暴露在自然环境中，从而降低风化失稳的风险。施工流程的优化不仅能够提高施工效率，还能够降低工程成本，确保高速公路工程的安全和质量。

（三）土钉成孔与注浆质量控制

对于软岩边坡应选用适合其地质特性的成孔设备，洛阳铲或小型钻机等设备能够在软岩中稳定成孔，减少成孔过程中出现的坍孔、缩径等问题，确保土钉孔的直径和深度符合设计要求。成孔过程中施工人员应密切观察孔壁的稳定性，一旦发现孔壁有松动或坍塌迹象，应立即停止成孔，并采取相应的加固措施。成孔完成后，应及时进行清孔，确保孔内无杂物和碎石，为后续的注浆工作创造良好条件。注浆过程中严格控制注浆压力、浆液配比和注浆时间。注浆压力不宜过大，以免对孔壁造成破坏，也不宜过小，以保证浆液能够充分填充土钉孔。浆液配比应严格按照设计要求进行，确保浆液的流动性和凝固后的强度。注浆时间应根据浆液的凝固特性合理安排，确保浆液在凝固前能够充分填充土钉孔，形成坚固的锚固体。

（四）在边坡不同位置设置监测点

为了实时监控软岩边坡的稳定性，应在边坡的不同位置设置监测点。这些监测点包括土钉拉力监测点、边坡位移监测点等。土钉拉力监测点用于监测土钉的受力情况，通过安装在土钉上的传感器，可以实时记录土钉的拉力变化。边坡位移监测点则用于监测边坡的位移情况，通过设置在边坡表面的位移计，可以记录边坡的水平和垂直位移。监测点的设置应考虑到边坡的不同部位，包括坡顶、坡面和坡脚等，以及不同高程的位置，以全面反映边坡的稳定性状态。监测数据的收集应定期进行，并及时进行分析，评估边坡的稳定性。如果监测数据显示土钉拉力增大、边坡位移加速等异常情况，应立即分析原因，并采取相应的措施进行处理，如调整支护结构、加强排水措施等，以防止边坡失稳。

（五）做好环境保护

施工单位应根据当地的环境法规和社区居民的生活习惯，选择在噪音敏感度较低的时段进行施工，如避开夜间和清晨的高峰时段。对于噪音较大的施工活动，如爆破、重型机械作业等，应采取隔音措施或使用低噪音设备，以降低噪音污染。施工过程中会产生大量的废弃物，包括废土、废石、废浆等。这些废弃物应分类收集，并按照环保要求进行处理。对于可回收利用的材料，应进行回收再利用；对于不可回收的废弃物，应运送至指定的废弃物处理场进行安全处置，避免对土壤和地下水造成污染。施工单位应采取洒水、覆盖防尘网等措施，减少施工现场的扬尘。

结束语

综上所述，土钉墙支护技术在高速公路软岩边坡工程中展现出了良好的应用前景。通过合理的设计和精细的施工，可以有效提高边坡的稳定性，减少工程风险。该技术在实际应用中仍需根据具体地质条件和工程要求进行调整和优化，随着新材料、新技术的不断发展，土钉墙支护技术将更加成熟，为高速公路建设提供更加可靠的保障。

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