邊坡格構(gòu)式錨桿支護(hù)施工技術(shù)與應(yīng)用

李瑞祥

（廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510620）

隨著廣東省汕尾市發(fā)展建設(shè)腳步不斷加快，新建道路工程項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多，許多道路需要經(jīng)過丘陵溝壑地區(qū)，容易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)情況。邊坡格構(gòu)式錨桿支護(hù)是目前應(yīng)用較為廣泛、支護(hù)加固效果較好的施工技術(shù)，但在工程項(xiàng)目特點(diǎn)、水文地質(zhì)情況等影響下，實(shí)際施工過程可能會(huì)面臨各種重難點(diǎn)問題，因此，加強(qiáng)邊坡格構(gòu)式錨桿支護(hù)施工技術(shù)的研究和探討十分必要。為此，本文以汕尾市區(qū)工業(yè)大道西段等市政綜合工程為例，展開分析，以供同類工程參考。

1 工程概況

汕尾市區(qū)工業(yè)大道西段等市政綜合工程包含工業(yè)大道西段道路、城北路和文華路3 條道路。該工程地處廣東省汕尾市區(qū)，汕尾市位于東南部沿海，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，海洋性氣候明顯，光、熱、水資源豐富，氣候溫暖，雨量充沛。邊坡位于丘陵區(qū)，地表水不發(fā)育，匯流面積不大，地下水穩(wěn)定水位埋深為4.30～32.70m。邊坡工程地貌形態(tài)屬低山丘陵，地形起伏大，邊坡地面高低不平，地面標(biāo)高為17.51～70.00m。

2 邊坡格構(gòu)式錨桿支護(hù)施工重難點(diǎn)及解決對(duì)策

2.1 土石方工程量大

根據(jù)案例工程項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，明確邊坡工程土石方卸方量約為91 萬m3，暫估工期為330d，按晴天計(jì)算日均土方轉(zhuǎn)移量為2 757m3，工程量大，工期緊張。針對(duì)上述問題，在實(shí)際施工過程中，可采取以下對(duì)策：

（1）適當(dāng)增加大型機(jī)械數(shù)量與作業(yè)人員數(shù)量。具體措施如下：

①為加快施工速度，增加大挖機(jī)數(shù)量，同時(shí)考慮到中風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖的破除，應(yīng)增加炮頭機(jī)數(shù)量。②增加自卸車、推土機(jī)、壓路機(jī)數(shù)量，使挖機(jī)滿負(fù)荷工作。確保下卸土方及時(shí)外運(yùn)至填筑場(chǎng)地。③增加錨桿、格構(gòu)梁施工人員數(shù)量。

（2）多方向設(shè)施多個(gè)挖方工作面，提高爆破速度。具體措施如下：

①在每個(gè)山丘頂均設(shè)置開挖點(diǎn)，多位置開挖、爆破，如蓮花山共設(shè)置4 個(gè)大開挖點(diǎn)、3 個(gè)小開挖點(diǎn)、3～4 個(gè)爆破點(diǎn)，從山頂裝土方、石方下運(yùn)，以提高挖方效率。②設(shè)置多個(gè)卸土、裝土點(diǎn)，挖機(jī)、推土機(jī)從山上往山下卸土，山下由挖掘機(jī)配合自卸車裝土運(yùn)走。③為保證爆破效率，根據(jù)實(shí)際情況開設(shè)3～4 個(gè)爆破工作面，各點(diǎn)輪流鉆孔、裝藥、爆破流水作業(yè)出方，以提高挖掘效率。

（3）采取連續(xù)、流水作業(yè)模式，放一級(jí)坡進(jìn)行一級(jí)護(hù)坡施工，實(shí)現(xiàn)整體交叉作業(yè)，確保施工連續(xù)、不間斷，以提高施工效率。

2.2 存在安全隱患

案例工程項(xiàng)目所在區(qū)域山體較為陡峭，邊坡為自然坡體，邊坡巖體類型為Ⅲ～Ⅴ類，坡度為45°～60°，最高處約55m。根據(jù)現(xiàn)有開挖情況可知，孤石體量大，若采用炮頭機(jī)進(jìn)行破碎處理，容易引發(fā)破碎石塊滾落風(fēng)險(xiǎn)，威脅現(xiàn)場(chǎng)工作人員的生命、財(cái)產(chǎn)安全。此外，機(jī)械在山上行走、作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致土石方順邊坡滾落。針對(duì)上述問題，為保障施工安全，避免石塊滾落，可采取以下應(yīng)對(duì)方法：

（1）設(shè)置落石槽。山腳下施工便道邊設(shè)置2m 深的V 字形落槽，槽段周邊設(shè)置圍欄，警示過往人員、機(jī)械，以有效削減石塊下沖的勢(shì)能，同時(shí)避免滾石彈出落石槽或直接砸到便道上的人員、機(jī)械。

（2）設(shè)置臨時(shí)碎落臺(tái)。可在高邊坡區(qū)域沿邊坡位置修建碎落臺(tái)，根據(jù)案例工程實(shí)際情況，碎落臺(tái)寬3m，各臺(tái)上下間隔5～7m，沿邊坡設(shè)置，以攔截落石，同時(shí)可作為臨時(shí)通道使用，需要注意的是，邊坡上進(jìn)行土石方作業(yè)時(shí)，若遇雨天、大風(fēng)等惡劣天氣，碎落臺(tái)禁止通行。

2.3 機(jī)械作業(yè)面小

現(xiàn)狀山體邊坡較為陡峭，且地形復(fù)雜，大型機(jī)械作業(yè)面較小，只能從山頂往下作業(yè)，削坡完成后，邊坡坡度較大，材料運(yùn)輸較為困難。針對(duì)上述問題，可結(jié)合不同施工區(qū)域的山體特點(diǎn)，合理設(shè)置上山道路。例如，蓮花山工程區(qū)域擬在K1+600、K1+900、K2+200 處開設(shè)上山道路，K1+600 處位于邊坡西側(cè)，可順坡頂線開設(shè)南北走向“之”字形上山道路，直達(dá)山頂；K1+900 處位于邊坡中段邊坡較低處，開設(shè)東西走向“之”字形上山道路；K2+200 位于邊坡東側(cè)，高度接近現(xiàn)狀地面，坡度較緩，可直接沿邊坡坡頂線開設(shè)上坡道路，直達(dá)山頂。

2.4 受天氣影響

案例工程中，邊坡施工時(shí)間為9月至次年2月，根據(jù)汕尾市氣象資料可知，該時(shí)間段為旱季，降雨量較少，但由于本邊坡工程水穩(wěn)定性較差，表層殘積層為礫性黏性土，遇水崩塌，耐沖刷性差；次表層巖層為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖，遇水易軟化、崩解，強(qiáng)度迅速下降。因此，雨天仍存在邊坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)采取以下措施：

（1）嚴(yán)禁雨天進(jìn)行高邊坡施工，同時(shí)加強(qiáng)雨前、雨后邊坡位移情況監(jiān)測(cè)，若出現(xiàn)雨后邊坡位移，或者變形異常情況，應(yīng)立即停工，撤離人員、機(jī)械，啟動(dòng)應(yīng)急救援預(yù)案。

（2）做好當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào)信息收集工作，根據(jù)天氣情況合理安排施工。

（3）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)置臨時(shí)排水系統(tǒng)及腳手架防暴雨設(shè)計(jì)，確保施工現(xiàn)場(chǎng)排水順暢。

（4）做好鋼架、水泥等主要施工材料及大型機(jī)械設(shè)備的防雨、防雷電等保護(hù)措施。

（5）邊坡開挖刷坡后，尚未進(jìn)行護(hù)坡結(jié)構(gòu)施工的位置需全部覆蓋密目網(wǎng)，降低雨天地表徑流速度，減少雨水對(duì)土體的沖刷。

3 邊坡格構(gòu)式錨桿支護(hù)施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 錨桿施工技術(shù)

案例工程項(xiàng)目中，錨桿支護(hù)施工技術(shù)主要應(yīng)用在大鵬山段，錨桿類型為水泥砂漿錨桿，使用M30 水泥砂漿常壓注漿，注漿壓力為0.3～0.5MPa，保護(hù)層厚度為30mm。永久邊坡錨桿采用C32 錨桿，長16m，錨固段5.5m，水平傾角20°，抗拔力50～100kN。臨時(shí)邊錨桿采用C25 錨桿，長12m，錨固段5m，水平傾角20°，抗拔力40～60kN。此次施工采用“先插桿后注漿”施工工藝，施工技術(shù)要點(diǎn)包括以下內(nèi)容。

（1）施工準(zhǔn)備?，F(xiàn)場(chǎng)加工錨桿桿體，安裝注漿管，然后進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，確保錨桿質(zhì)量。此外，應(yīng)進(jìn)行水泥、砂料等材料質(zhì)量和漿液配合比試驗(yàn)，并做好水質(zhì)檢測(cè)工作。

（2）錨桿孔位放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定錨桿孔位，根據(jù)實(shí)際地形情況，永久邊坡錨桿孔位布置分為兩種，分別為3m×3m 矩形與3m×2m（寬）矩形。臨時(shí)邊坡均為3m×3m 矩形。

（3）鉆孔設(shè)備安裝就位、鉆孔角度定位。確保鉆機(jī)下傾角為20°，錨孔定位偏差在20mm 以內(nèi)，錨孔偏斜度不超過2%。

（4）錨桿鉆孔、清孔、查孔。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，永久邊坡孔徑為200mm，臨時(shí)邊坡孔徑為110mm，鉆孔深度至少超過錨桿設(shè)計(jì)長度0.2m。清孔時(shí)，應(yīng)使用空壓機(jī)，嚴(yán)禁使用高壓水清洗，以免塌孔。最后，檢查孔洞直徑、深度及傾斜度，確保孔洞符合施工要求。

（5）錨桿安裝。安裝錨桿前，先使用與錨桿直徑相同的探頭探孔，若下放過程中遇到阻礙，需先將錨桿提出，再用鉆孔機(jī)掃孔。然后，插入錨桿，要求錨桿底部與孔底相距200mm。最后，固定錨桿，準(zhǔn)備注漿。

（6）注漿、補(bǔ)漿。根據(jù)設(shè)計(jì)要求使用M30水泥砂漿，水灰比為0.38～0.5，要求水泥為普通硅酸鹽水泥，砂含泥量在3%以下，有害物質(zhì)含量按重量計(jì)應(yīng)小于1%，嚴(yán)禁使用污水。注漿施工采用孔底注漿法，一次常壓注漿，注漿壓力控制在0.3～0.5MPa 之間，壓力穩(wěn)定3～5min，確保注漿飽滿，當(dāng)孔口溢出漿液，或者排氣管不再排氣時(shí)，停止注漿。漿液硬化后，需進(jìn)行補(bǔ)漿處理，以保證施工質(zhì)量。

（7）質(zhì)量驗(yàn)收。根據(jù)工程錨桿情況，對(duì)錨桿質(zhì)量進(jìn)行基本試驗(yàn)，常用方法為循環(huán)加、卸荷法，要求試驗(yàn)數(shù)量不少于每種類型錨桿總數(shù)的5%，且至少為5 根。此外，應(yīng)檢查錨桿孔位、孔向、孔徑、材質(zhì)、長度、錨固力等相關(guān)性能參數(shù)。

3.2 格構(gòu)梁施工技術(shù)

針對(duì)高邊坡一個(gè)格構(gòu)梁單元受力情況展開分析，如圖1 所示。AC 為滑裂面，θ 為破裂角，ACD 巖塊為潛在滑動(dòng)體，ACD 巖塊重力為W，錨桿抗滑力為P，滑裂面黏聚力為c，巖石內(nèi)摩擦角為Φ，滑裂面面積為A，總抗滑力為R，總滑動(dòng)力為T，邊坡抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)為KS，ACD 巖塊受力分析情況如圖1 所示。邊坡抗滑穩(wěn)定性公式如下：

圖1 ACD 巖塊受力分析圖

在未打設(shè)格構(gòu)梁和錨桿時(shí)，總抗滑力和總滑動(dòng)力計(jì)算公式為：

打設(shè)格構(gòu)梁和錨桿后，總抗滑力和總滑動(dòng)力計(jì)算公式為：

加設(shè)錨桿和格構(gòu)梁的實(shí)質(zhì)是增大邊坡的抗滑力，在滑動(dòng)力不變的情況下，增大邊坡的抗滑安全系數(shù)，提高抗滑穩(wěn)定性。以大鵬山邊坡工程為例，探討格構(gòu)梁施工技術(shù)。大鵬山邊坡采用錨桿+格構(gòu)梁+客土植草護(hù)坡，錨桿施工完成后，可進(jìn)行格構(gòu)梁施工。格構(gòu)梁截面尺寸為300mm×300mm，間距包括3m×3m 和3m×2m兩種；錨桿錨入橫梁內(nèi)采用長度1 000mm 的C32鋼筋鎖定，現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋支模采用C30 混凝土現(xiàn)澆；格構(gòu)梁整體嵌入邊坡300mm 深，表層客土噴播植草為嵌入式格構(gòu)梁，以有效加強(qiáng)格構(gòu)梁的抗滑作用；橫梁按20～25m 設(shè)一道伸縮縫，縫寬2cm，內(nèi)填瀝青防水材料；案例工程中格構(gòu)梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，實(shí)際作業(yè)按照混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范要求展開。主要工藝流程為：測(cè)量放樣→基槽開挖→鋼筋綁扎→梁面模板安裝→混凝土澆筑→修整邊坡表面→驗(yàn)收。實(shí)際施工過程中需要注意以下要點(diǎn)：

（1）鋼筋綁扎施工時(shí)，采用搭接連接方式，要求搭接長度在35d 以上，同時(shí)，同一個(gè)截面中，鋼筋搭接量應(yīng)控制在25%以內(nèi)。

（2）模板材料選用膠合板，做好模板與坡面縫隙間的封堵工作，選用1∶2.5 水泥砂漿堵塞。

（3）混凝土澆筑施工過程中，選用強(qiáng)度為C30 的商品混凝土，要求材料坍落度處于180～200mm 之間，振搗間距控制在30cm 以內(nèi)，每點(diǎn)振搗時(shí)間控制在10～30s 之間，振搗要求貫入下層至少50mm，確保振搗充分、無氣泡。

（4）完成混凝土澆筑和拆模養(yǎng)護(hù)工作，待格構(gòu)梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，需要對(duì)邊坡表面進(jìn)行人工修整，保證其符合設(shè)計(jì)要求，最后，檢查、驗(yàn)收整體施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

邊坡格構(gòu)式錨桿支護(hù)施工技術(shù)能夠有效保證邊坡穩(wěn)定性，確保道路工程項(xiàng)目質(zhì)量安全。在應(yīng)用該技術(shù)的過程中，應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，展開施工組織設(shè)計(jì)，保證施工安全。邊坡支護(hù)施工具有土方工程量大、作業(yè)面有限、碎石滾落、暴雨滑坡等安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，為此，應(yīng)結(jié)合施工要求采取有效應(yīng)對(duì)方法，如增加施工人員和機(jī)械設(shè)備、加強(qiáng)邊坡位移監(jiān)測(cè)、防暴雨設(shè)計(jì)等措施，同時(shí)，應(yīng)明確施工技術(shù)要點(diǎn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，合理設(shè)計(jì)錨桿和格構(gòu)梁，做好質(zhì)量檢測(cè)、驗(yàn)收工作。