淺談噴錨支護(hù)在邊坡工程中的應(yīng)用

于亮飛

摘要：噴錨支護(hù)指的是借高壓噴射水泥混凝土和打入巖土中的金屬錨桿的聯(lián)合作用（根據(jù)地質(zhì)情況也可分別單獨(dú)采用）加固巖層。噴錨支護(hù)可提高邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性。由于這種技術(shù)具有施工成本低、技術(shù)可靠且施工快速簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，并能確保邊坡工程的安全和穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因而在邊坡治理工程中得到廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：邊坡;噴錨支護(hù);設(shè)計(jì);施工要求

1.前言

邊坡是人類工程活動(dòng)中最常見的一種自然地質(zhì)災(zāi)害，按照成因分類可劃分為人工邊坡和自然邊坡，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路、鐵路、水力、市政、土建、礦山等基礎(chǔ)設(shè)施也發(fā)展迅速，從而在開挖建設(shè)中形成了大大小小的人工邊坡。然而在邊坡支護(hù)治理過程中人們總結(jié)了各種邊坡支護(hù)的方法，基于噴錨支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，在邊坡治理中噴錨支護(hù)被人們廣泛應(yīng)用，針對(duì)于此，本文結(jié)合工程實(shí)際案例，主要介紹了噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)方案、施工方法、技術(shù)要求以及施工完成后所達(dá)到的支護(hù)效果。

2.工程概況

該邊坡工程場(chǎng)地位于韶關(guān)市，應(yīng)場(chǎng)地建設(shè)需要，需將原始山坡地開挖到建設(shè)場(chǎng)地紅線范圍以外1m，從而形成長(zhǎng)約55m，高度約8.3m～16.3m的邊坡。邊坡為土質(zhì)邊坡，主要由粉質(zhì)粘土組成，物理力學(xué)性能較差，在強(qiáng)降雨或連續(xù)暴雨?duì)顟B(tài)下可能會(huì)出現(xiàn)崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害。邊坡暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.1工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地原始地貌單元為風(fēng)化剝蝕殘丘地貌，地勢(shì)起伏較大，邊坡經(jīng)人工開挖，總的地勢(shì)呈西北高，兩側(cè)低，高差約8.3m～16.3m。組成山坡的地層主要為第四系坡殘積層

（Qdl+e）l粉質(zhì)黏土，粉質(zhì)黏土全場(chǎng)分布，黃色，可塑，主要成分為粉黏粒，局部含少量風(fēng)化巖塊，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無搖震反應(yīng)。

2.2水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地內(nèi)無地表水體，場(chǎng)區(qū)地下水水位位于坡腳地面以下，場(chǎng)地地下水系主要為第四系坡積層孔隙潛水，水量較貧乏，穩(wěn)定水位在0.30m～3.50m，對(duì)邊坡施工影響較小。

3.工程設(shè)計(jì)方案

針對(duì)邊坡巖土物理力學(xué)性能及其他影響邊坡穩(wěn)定性的各項(xiàng)因素綜合分析，確定對(duì)本邊坡采用噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行邊坡支護(hù)治理。

3.1計(jì)算參數(shù)選定

粉質(zhì)黏土土層平均厚度d=15m，平均重度Υ=18.4KN/m3，平均黏聚力c=29kPa，平均內(nèi)摩擦角φ=19°。邊坡開挖分三級(jí)削坡，每級(jí)間設(shè)2m寬平臺(tái)，頂部第三級(jí)按57°削坡，坡高4.0m，一二級(jí)均按71°坡角進(jìn)行開挖放坡，坡高4m～6.3m。坡面共設(shè)置13排錨桿，長(zhǎng)度為16m，錨桿拉桿采用φ25螺紋鋼筋，錨桿鉆孔直徑為130mm，入射角為15°，錨孔水平豎向間距均為1.30m。鋼筋網(wǎng)采用φ8@200×200兩層方格網(wǎng)，坡頂?shù)孛嫣幧涎?m，壓筋為φ16螺紋鋼筋，噴射混凝土厚度120mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。

3.2穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

依據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，結(jié)合本工程實(shí)際情況，本邊坡安全等級(jí)及邊坡變形監(jiān)控等級(jí)均按一級(jí)考慮。設(shè)計(jì)采用理正巖土設(shè)計(jì)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算。采用規(guī)范為建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（50330—2013）。根據(jù)上述參數(shù)，對(duì)邊坡支護(hù)的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算目標(biāo)為安全系數(shù)計(jì)算，穩(wěn)定性分析方法采用瑞典條分法，不考慮地震，計(jì)算結(jié)果最不利滑動(dòng)面滑動(dòng)圓心為（0.060，16.440）m，滑動(dòng)半徑為16.040m，滑動(dòng)安全系數(shù)等于1.351，計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求。

3.3噴錨支護(hù)體系作用機(jī)理

噴錨支護(hù)體系是靠錨桿、土體、鋼筋網(wǎng)和混凝土面層共同作用來提高邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，減少巖土體側(cè)向變形，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性的一種支護(hù)體系。錨桿的主要作用是約束和加固土體，它不僅能夠彌補(bǔ)土體抗拉、抗剪的不足，而且錨桿在注漿施工過程中，水泥漿能夠滲入到巖土體內(nèi)部的裂隙中，通過水泥漿對(duì)巖土體的補(bǔ)強(qiáng)作用，提高巖土體自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層能將單個(gè)錨桿連接成一體，形成錨桿群，使錨桿與土體緊密的連接成一個(gè)整體。同時(shí)噴射混凝土能封閉坡面，避免坡面受到雨水及水流的沖刷。噴錨支護(hù)能改善巖土體的性質(zhì)，加強(qiáng)巖土體的內(nèi)在強(qiáng)度和整體性，提高其自身的自承自穩(wěn)能力，充分發(fā)揮巖土體的潛能。

4.施工工藝流程及技術(shù)、材料要求

4.1施工工藝流程

施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→錨桿鉆孔施工→錨桿體制作→錨桿下錨安裝施工→錨桿注漿施工→松散土石清理施工→素砼預(yù)噴施工→鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)施工→坡面噴砼施工→噴砼養(yǎng)護(hù)→噴錨施工結(jié)束

4.2施工技術(shù)要求

（1）鉆孔。按設(shè)計(jì)圖紙要求或監(jiān)理人指定的位置進(jìn)行鉆孔，錨桿孔鉆孔的孔位采用水準(zhǔn)儀測(cè)量定位，鉆機(jī)傾角采用水平儀控制。鉆孔的開孔偏差水平向不得大于10cm，垂直向不得大于5cm，錨桿孔的孔斜誤差不得大于孔深的2%，孔深應(yīng)超過設(shè)計(jì)深度0.3m～0.5m，鉆孔孔位、方向、孔徑及孔深均按設(shè)計(jì)圖執(zhí)行。（2）桿體制作與下錨安裝注漿。錨桿材料采用直徑為φ25mm的三級(jí)螺紋鋼，按設(shè)計(jì)施工圖紙要求的尺寸或?qū)嶋H鉆孔深度下料，采用砂輪片切割機(jī)對(duì)鋼筋切割下料，實(shí)際切割下料長(zhǎng)度=實(shí)際孔深+噴砼層厚度+外露長(zhǎng)度。下料前注意檢查鋼筋的表面，沒有生銹的鋼筋才能下料。按設(shè)計(jì)錨桿結(jié)構(gòu)圖編制錨桿，沿錨體的軸線方向每隔2.0m設(shè)置一個(gè)對(duì)中支架，以確保錨桿處于鉆孔中心位置。在錨桿的中心布置φ25mmPVC注漿管和排氣管，在錨固段與張拉段交接位置處安裝灌漿阻塞器，在錨桿的底部端頭套上導(dǎo)向帽。經(jīng)檢驗(yàn)合格后的錨桿方可下入孔內(nèi)，采用人工安裝錨桿。下錨過程注意保護(hù)錨桿附件，保證在將錨桿體推至預(yù)定深度后，排氣管和注漿管暢通、阻塞器完好。灌漿材料采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5R的普通硅酸鹽水泥，并符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。注漿水灰比為0.50，采用純水泥漿液進(jìn)行灌注，要求漿液3h后的泌水率控制在2%以內(nèi)。應(yīng)采用兩次注漿工藝，第一次為常壓注漿，注漿壓力0.5MPa～0.7MPa，待第一次注漿完成初凝后立即進(jìn)行第二次注漿（一般為3h～5h），第二次注漿為高壓注漿，瞬時(shí)注漿壓力不小于2.0MPa，主要控制注漿飽滿度，注漿體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為M25。（3）掛網(wǎng)與噴砼。先清除坡面上的雜物、泥土及松動(dòng)虛土及石塊，用鋤頭、鏟將坡面修整平順。坡面修整平順后按設(shè)計(jì)要求在坡面編織φ8@200×200鋼筋網(wǎng)兩層，錨桿與鋼筋網(wǎng)間設(shè)置兩條φ16橫向加強(qiáng)鋼筋，將其與錨桿彎鉤焊接牢固，形成壓筋網(wǎng)架。鋼筋網(wǎng)與鋼筋網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)與坡面之間留有4cm的間隙空格。噴砼采用PZ-5型噴漿機(jī)，噴射C25細(xì)石砼厚度150mm，配合比為水∶水泥∶砂∶石=0.47∶1.0∶1.4∶2.5，宜分兩層進(jìn)行噴射施工，分段噴射作業(yè)應(yīng)自下而上均勻噴射，噴頭與坡面保持0.6m～1.0m距離。

4.3施工材料要求

（1）鋼筋原材料要求。所選用的鋼材原材料均應(yīng)附有生產(chǎn)廠的產(chǎn)品質(zhì)量證明書及出廠檢驗(yàn)單。（2）噴射混凝土原材料要求。1水泥：應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，也可選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號(hào)不得低于325號(hào)，性能符合現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)，水泥應(yīng)有生產(chǎn)廠的質(zhì)量證明書。2骨料：細(xì)骨料應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的粗、中砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5，使用時(shí)的含水率宜控制在5%～7%;粗骨料應(yīng)采用耐久的粒徑為2mm～10mm的卵石或碎石，石子的含水率以2%～3%為宜?；貜椀墓橇喜荒苤貜?fù)使用。當(dāng)采用堿性速凝劑時(shí)，不得使用含有活性二氧化硅的石材。3水：凡符合<<混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)>>JGJ63-1989的水均可使用，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水不得使用。拌和用水所含物質(zhì)不影響混凝土的和易性和混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，以及引起鋼筋和混凝土的腐蝕。噴護(hù)用水直接從系統(tǒng)主供水管上接取。4外加劑：施工中若采用速凝劑，速凝劑的質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，并有生產(chǎn)廠家的質(zhì)量說明書，其品質(zhì)不得含有對(duì)錨有產(chǎn)生腐蝕作用的成分。

5.邊坡支護(hù)效果

該邊坡噴錨支護(hù)治理完成后，通過坡面錨桿鉆孔注漿，有效的充填邊坡巖土層中的孔隙和裂隙，封閉地下水滲透通道，提高邊坡巖土體的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性;通過掛網(wǎng)噴砼有效地防止邊坡裸露土層被雨水沖刷及風(fēng)化，有效地減小土層物理力學(xué)性能差異性，使土體物理力學(xué)性能保持穩(wěn)定狀態(tài);通過坡面設(shè)置泄水孔，有效的排出邊坡巖土層中的地下水，消除地下水壓力對(duì)邊坡的不良影響;本次噴錨工程施工歷時(shí)60天，完成噴錨面積1000m2，邊坡支護(hù)取得了良好的支護(hù)效果。

6.結(jié)語

根據(jù)邊坡工程特征，巖土性質(zhì)，對(duì)比其他支護(hù)設(shè)計(jì)方案，最終該邊坡工程采用噴錨支護(hù)方案。在本次邊坡噴錨支護(hù)施工中，成本低、技術(shù)可靠且施工快速簡(jiǎn)便等特點(diǎn)得到充分的顯示，并能確保邊坡工程的安全和穩(wěn)定，施工完成后得到業(yè)主的一致好評(píng)。

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