软土边坡土钉支护工法 所属技术领域
本发明属于岩土工程技术领域，主要提出一种软土边坡土钉支护工法。
背景技术
传统的软土边坡工程一般采用地连墙、搅拌桩等工法施工，使得工程事故频繁，其成功率仅占到三成左右。之所以会出现这样的情况，是由于在这些方法中都是采用被动的支护方法。而软土具有含水量高、压缩性大、透水性小、力学强度低、监界高度小、稳定性差等特点；作为一种不良地质体具有特殊的破坏模式，即“流鼓破坏模式”。因此，上述传统支护方法如附图1所示，开挖临空面，将锚杆3打入到软土中注浆，其竖直方向上不能截断塑流线1，从而不能从根本上解决底板隆起2造成坡脚失稳，也不能对软土的力学性质进行任何改善。当边坡高度达到一定限度时，软土的侧向压力势必会超过支挡结构的抗剪强度，从而出现整体滑塌情况。而土钉墙工法作为一种新型的支护技术近年来在软土边坡工程中也得到了一定的应用，由于其支护高度与边坡垂直高度相同，不能有效防止底板隆起和坡脚失稳(如图1所示)，另外土钉墙法的土钉不考虑与钢筋网的焊接固定，土钉也不施加预应力，支护机构与边坡不能形成一个整体，因而最终难以保证边坡的稳定。
【发明内容】
本发明的目的即是提出一种软土边坡土钉支护工法，用以提高软土土体的自稳能力，确保边坡的安全稳定。
本发明的目的可采用如下技术方案来实现：首先测量施工场地进行放线，后按以下方法进行施工：
a、开挖前采用机械或人工的方法接放线位置将布有注浆孔的锚管竖直打到指定位置，进行控压注浆；
b、对于每一层的开挖采用分段跳格开挖方法，每层开挖深度不超土体的临界自稳高度，跳格间距8-10m，沿竖直锚管内侧(相对于开挖的临空界面)垂直下挖；
c、将开挖出地临空面进行挂网素喷；
d、给土钉施加预应力，在开挖出的层面上按梅花形等间距布置，沿与边坡垂直的方向将土钉打入土体内，对土钉进行控压注浆。
e、将土钉和网筋及锚管进行刚性固定，后复喷。对每开挖层的施工重复步骤b-e，直到基底，并在基底设置排水沟。
所述锚管前端成楔形，其长度大于边坡的垂直高度，锚管布置的间距30cm-50cm。
对锚管和土钉的任一深度点处的控压注浆压力小于该点处的土的自重。
所述的土钉在施工时要施加预应力，其预应力的大小为单个土钉极限抗拔力的20-30％。
由上述发明提供的工法有以下积极效果：
1、由于在开挖地基前采用超前竖直高矿井锚管支护，并对锚管内进行控压注浆，可使砂浆挤(渗)入锚管孔外的软土介质中，以改善土的物理力学性质，提高其力学强度和工程稳定性。由于锚管为连续性机构，一般一次完成，其可由普通钢管制作，维修方便。由于锚管的长度的大于边坡垂直高度，可截断坡脚下部实际存在的塑流线，从而防止底板隆起和坡脚失稳，保证施工过程中的稳定性。
2、由于对锚管和土钉采用控压注浆，并随基坑开挖深度增大而增大，此时既不会造成地基上的建筑物破坏，又会对土基下部土进行有效改良加固，提高其力学强度和工程稳定性。
3、由于本发明工法中的土钉头与锚管彼此焊接固定，而且自上而下无一例外地与挂筋牢固焊接在一起，以使支护结构与被支护土体形成一个整体，从而达到提高边坡整体稳定性的目的。
4、由于在施工中给土钉施加低预应力，可有效控制浅层变形和小的滑塌，同时又不影响它对深层滑移面的支护作用。
本发明的特点是边开挖边支护，无需回填，并可最大限度地扩大建筑使用面积，可节省工程投资30％以上，缩短工期1-3个月，减少了开挖、施工文明，没有有害噪声和污染。
【附图说明】
附图1为传统工法的支护结构示意图。
附图2本发明支护结构的整体结构示意图。
图中，1、塑流线，2、隆起，3、锚杆，4、软土，5、排水沟，6、土钉，7、钢筋网面层，8、超前支护高压锚管，9、地基。
【具体实施方式】
结合附图，进一步说明本发明的实施例如下：
所述的软土边坡支护工法包括以下步骤：
1、首先测量施工场地进行放线；
2、制作锚管8，将φ46mm普通市售钢管前端制成楔形，管体上均匀布置适量的注浆孔，其锚管长度大于边坡的垂直高度，为方便作业，也可将锚管分成若干段，在进行现场施工时予以焊接。
3、布置锚管8。将锚管8按照放线位置等隔40cm放置一根，用高压气锤将其打入地下；如果是分段锚管，打入一段后，再将另一段与前地段进行焊接后再打入地下，依次类推，直至达到要求长度。
4、对锚管内进行控压注浆。在任一深度点处的注浆压力应力小于该点的土体自重，土体自重由软土平均质量密度和其高度的乘积所确定。假设土的容重为γ，h为土的深度，设注浆压力P，当在积水较多且不影响建筑物的稳定地方，为了把水排出，此时P≥γh；为了保护地基或其上的建筑物，此时的注浆压力P≤γh。
开挖施工时，采用分层开挖的方法，下面每一层的施工方法为：
5、开挖。采用分段跳格开挖方法，每层开挖深度不超过临界自稳高度(不用任何支护时土体不滑塌的高度)，跳格间距为9m，沿竖直锚管8内侧垂直下挖；
6、面层处理。对每层开挖出的临空面进行挂网素喷，形成钢筋网面层7，钢筋网格间距30cm，面层厚度10cm。
7、土钉6的布置。土钉6内为中空结构，其上布有注浆孔，对土钉6施加预应力，土钉6的预应力为单个土钉一极限抗拔力的25％，土钉6按梅花形等间距布置，对每层开挖面处理后采用锤击的方法沿与边坡垂直方向将其打入土体6中，并对土钉6内注浆。
8、将土钉6、锚管8及网筋7用点焊结固焊接在一起。
9、对于开挖面层再次进行喷射混凝土作业。
10、对于每一层面的施工重复步骤5-8，直至基底9。在地基上设置排水沟5。
对于锚管的布置，也可在开挖的第一个层面后再将锚管竖直打入地下。