刘佳路 马辉 韩益龙 李爽 崔耀东
中建新疆建工（集团）土木工程有限公司西北经理部信阳项目 河南信阳464000
摘要：土钉支护技术一般情况下是将土体加筋的一种技术。在天然边坡或人工边坡中，通过在水平方向设置杆件或面板结构构成整体体系，从而起到改变土体性质的效果，同时与原土层一起作用，形成重力式挡土墙的结构，抵消加固结构的侧向土压力以及荷载，形成较强的整体稳定性。鉴于此，文章详细论述了公路施工中对深基坑土钉支护技术的应用，旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴，继而更好的为行业的发展助力。
关键词：深基坑；土钉支护技术；公路施工；应用
1土钉支护的作用机理
1.1箍束骨架作用
土体结构内部，土钉群按照三维空间结构分布，同时形成空间，其骨架结构有一定刚度，它的具体作用是承受拉、弯与剪切力，降低土体自身内力，对土体出现剪胀和拉伸变形有一定的抑制作用，同时也可降低应力集中的情况，抑制剪切滑裂面的形成。土钉支护的强度、刚度和分布能抑制土体变形，提高土体的完整性和稳定性。
1.2分担荷载作用
在基坑复合土体中，土体中的荷载主要有土钉和土体之间的相互作用一起承担。土钉的抗拉强度、抗剪强度和抗弯刚度均高于土结构，当土壤进入塑性状态后，土钉承担着主要应力。当土体完全开裂后，土钉完全承担拉剪、弯剪等作用力，使得土钉孔径内的混凝土破碎，土钉产生屈服，所以，土体表现为塑变延迟、渐进性开裂等特性。在复合土体内，基坑局部出现明显的剪切面和拉裂缝，一般荷载的增加其现象更为显著，然而，土体仍然持续很长时间才能够滑塌。
1.3应力传递与扩散作用
土钉进入土体后，土体的变形使得土钉变形，但土钉的弹性模量明显高于土体弹性模量，故二者的变形主要由土钉控制，土钉的应力从潜在滑移面处分别向活动区和抵抗区两侧传递和扩散，并随着开挖深度的增加通过应力传递与扩散作用将潜在滑移面向后转移，充分调动抵抗区内土钉的锚固力，从而提高了边坡的整体稳定性。
1.4坡面的约束作用
基坑的开挖、侧向土的位移变化、塑性区变化、基坑周围的裂缝必然导致坡面鼓胀变形，而土钉与面层的连接一定程度上可以使得土钉受力协调，可以降低土钉不均匀受力的程度，另一方面可以限制坡体侧向鼓胀变形和局部塌落，保持边坡完整，提高整体的稳定性，并避免雨水对边坡的冲刷。
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2土钉墙技术在公路深基坑施工中的应用
2.1工程概况
某个框架箱涵设计中采用了两种独立的钢筋混凝土单箱双室特殊框架结构，基坑开挖土方量33291m3，4350m3的现浇混凝土，608t的加工钢筋，2020年6月末工程竣工并投入应用。
2.2支护方案设计及支护技术方案
2.2.1基坑支护技术方案
经过对地质进行勘察，我们可知，场地底层中有卵石土、淤泥、杂填土、冲洪积角砾土等，土质均匀度不佳，开挖范围内会用碎石土、冲洪积角砾土、卵石土填埋，基坑开挖深1025-1493m。最大放坡比1∶0.3，对工程特点进行充分考虑，全面分析技术经济，最后得到了经济性最理想的就是应用土钉墙施工技术。
2.2.2支护方案设计
根据土层力学参数及相关文件技术规范要求，通过软件分析确定了支护参数，开挖坡度1：0.3，然后设置了土钉墙九道，1.5m的水平间距，竖向有1.0m的设置间距，倾角15°，杆体使用的是48钢管，且布置方式为梅花形，坡顶的钢筋网翻边是1.5m，同时，根据结构的实际形式，在坡顶和坡台设置摩擦锚桩，通过软件的精确计算，这些支护结构能够满足规范的施工要求。
2.2.3土钉墙施工工艺
施工前的准备。
在正式开始施工以前，应对锚固工程范围内土层的特性和管道、线缆的具体分布状况进行详细了解，从而确保现场水电正常供应，为工程顺利施工提供保障。
土方开挖施工。土方开挖应与锚喷混凝土支护施工有效配合，开挖应分层进行，每层开挖深度1.5-2.0m，并坚持应用边开挖边支护原则，开挖施工中不能有欠挖与超挖等问题出现，应用机械开挖后，需要组织施工人员按照设计的边坡系数，对边坡进行全面修整，最终为后期施工提供保证。
3）钻孔施工。结合场地土层状况对钻孔施工方式进行选择，成孔之前需要对孔位进行科学制定，并将标记做好。钻机运行前，再次检查钻杆位置和角度，并保证钻杆水平方向的误差低于±50mm，垂直方向误差应低于±100mm，并严控钻速，对孔内虚土量进行有效控制。
4）杆体加工及下放。土钉杆体应平直完好，积极应用套管连接方式。沿着杆体轴线的方向每隔1.5m设置一个居中支架。支架由8根钢筋组成，钢筋弯成弧形，用土钉连接，锚杆成孔后，需要即刻安装锚杆，锚杆入孔前需对锚杆的装配效果进行仔细检查。
5）注浆。灌浆时，浆液的水灰比应控制为1：1，孔口灌浆压力宜为0.5-1.0mpa，水泥浆和水玻璃体积控制在1∶ 0.5。注浆中，注浆管同孔底距离为100-150mm，并保证注浆压力为0.5-0.8MPa，浆液应缓慢注入孔底。当水泥浆液上升到孔口位置，压力稳定后注入3-5min后注浆停止，封堵孔口位置。若浆液硬化然而却未填满锚固体，则应即可补浆，并应用循环搅拌法注浆，一边搅拌，一边应用，控制循环搅拌时间要超过两分钟，并且浆液初凝前全用没。
6）钢筋网铺设。钢筋网设成20cm×20cm网片，用人工进行安装。具体安装中，需要在土钉杆体上焊接钢筋网，并保证接近坡面铺设网片，钢网靠近岩面处应设置2-3cm的保护层，网片搭接长度应大于20cm,边坡上的钢筋网应在基坑开口处翻转。
7）混凝土喷射。喷射混凝土采用湿喷技术。开挖后，应进行岩石表面的初始喷射混凝土，以避免岩体松动。在正式喷射之前，应将厚度控制标志设置好。此外，需要有效处理好危石的处理工作，并保证岩面清理干净。若有集中出水点发生在受喷面，则应及时进行排水。除此之外，对于那些地质条件不理想的地段需要派专门技术人员观察坡面变化。具体喷射混凝土过程中，其喷头的工作风压需要是0.10～0.12MPa，喷嘴与喷雾面之间的垂直关系应始终保持，距离应为0.8-1.0m，同时采用螺旋喷涂法，施工人员应先喷涂明显凹处，在喷射过程中，应保证混凝土初凝后才能进行下一层混凝土喷射作业。第一次的喷射厚度应控制在50mm以上，一旦施工有堵管情况出现，需立即停风关机，当混凝土终凝2h后，然后再实施洒水养护等处理。
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结束语：
总而言之，今天公路运输业蓬勃繁荣，随着不断的发展和进步，对公路需求也逐渐提升。公路工程建设项目的日渐增加，促进了交通运输业的飞速发展，为此，对公路工程也有了更高的标准和要求，公路工程具体施工中，通常会碰到深基坑施工，具体实施中，应用土钉支护技术和常规支护技术的优势较大，在应用土钉支护技术时，需要施工人员对相应的技术流程进行熟练掌握，然后根据有关规定去认真操作，从而切实实现支护技术效果的有效提升。
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