可回收利用的邊坡支護施工技術在高填方區的應用

鞏海周 藺三春 代 偉

中國建筑第八工程局有限公司西南分公司 四川 成都 610041

1 工程概況

成都天府國際機場設在四川省成都市高新區蘆葭鎮，距離天府廣場51 km。天府機場站是新建鐵路成都至自貢線的一個中間客運站，車站位于成都天府國際機場航站區綜合交通樞紐，車站咽喉段小里程的深基坑工程位于高填方區，為壓實填土。高填方區土方開挖深度高達10 m，土質比較疏松且土體具有高壓縮性和不均勻性，承載力較低，具有侵水后易失陷的危險。

2 支護方案確定

2.1 工程特點

1）工程施工工期緊，采用傳統的土釘墻支護施工不能滿足工期要求。

2）工程為高填方邊坡，填方厚度達10 m，回填土普遍采用雜填土，回填土密實度一般，對邊坡支護要求高。

3）工程屬于國家重點基礎設施項目，受到社會各方的關注，對工程的技術、環保、安全等方面的要求很高。

4）工程為臨時邊坡，工程量大，設計使用年限為2 a，壽命期完成后，若不考慮回收利用將造成較大浪費。

2.2 方案比選

可回收再利用邊坡支護技術的基本原理是預先在邊坡土體中鉆孔，插入鋼花管注漿加固土體，隨后采用可回收的輕質復合材料作護坡面層，與鋼花管可靠連接，最終形成邊坡防護體系。相比傳統的邊坡支護技術，該邊坡防護體系的主要優點如下[1-2]：

1）綠色環保優勢。傳統網噴混凝土污染大，不利于安全文明施工及環保要求，材料損耗高，不利于成本控制。裝配式邊坡支護污染小、材料消耗率低、護坡面層可回收，突顯綠色節能環保等優點。

2）工期及技術優勢。施工簡便快捷，大型機械需求少，現場安裝依靠人工即可快速完成，節省現場制作鋼筋、噴射混凝土、混凝土養護時間，可縮短20%的工期。

3）質量優勢。裝配式構件在工廠預制，方便質量檢驗，利于質量管控；施工方法流程化、標準化程度高，施工質量易于保證和控制。

2.3 方案確定

因為本工程處于回填土區，且開挖深度較深，為保證支護強度，同時為滿足綠色環保要求，經過多方比選，最終采用可回收再利用邊坡支護技術。

可回收再利用邊坡支護主要由2大部分構成，一是采用鋼花管注漿加固土體支護，二是可回收再利用裝配式面層鋪設。

鋼花管采用φ48 mm×3 mm，長度有8、10、12 m這3種形式，水平與豎直間距1.5 m，花管上孔徑為5 mm，呈螺旋狀布置，布設2/3管長。注漿采用水泥漿液，水灰比為0.5～1.0，漿體強度7 d不低于20 MPa，28 d不低于30 MPa，注漿壓力為0.5～2.0 MPa。

坡面采用裝配式綠色可回收面層GRF01M-A系列，是一種具有一定的抗拉、防水、防曬功能的加筋輕質高分子復合材料。鋼花管外端頭設置壓板，通過鋼絲繩將鋼花管在橫向與縱向連接，緊貼面層。基坑臨時支護使用完成后，拆除壓板和鋼絲繩，回收面層材料，加工后進行重復利用（圖1）。

圖1 邊坡支護設計示意

3 施工工藝

3.1 邊坡修整

土方開挖從大里程依次向小里程方向開挖，每層土方開挖高度2 m，開挖時，采用小型夯實機具局部進行補夯，加強土體的穩定性，采用小型挖掘機對邊坡進行修整，保證邊坡平整。

3.2 鋼花管安放

利用全站儀及鋼尺測放出土釘孔的孔位，孔位矩形布置，縱橫向間距為1.5 m×1.5 m。

成孔采用多功能錨桿鉆機，鉆桿與水平面呈15°夾角，孔深依次為12、10、8m。成孔時嚴格控制孔位、孔徑、孔深以及角度，以達到設計要求。成孔過程中應做好成孔記錄，按鋼花管編號逐一記載取出土體特征、成孔質量、事故處理等信息，以及各孔最終參數。成孔后清除孔內的碎土、雜質和泥漿，并用編織物將孔口堵好。

插入鉆孔的錨桿要求順直、無銹。采用人工將鋼花管推送到孔底。

3.3 回填土區注漿

用攪拌機攪拌配制水泥漿，設計水灰比為0.5～1.0。用壓漿機對錨桿孔進行壓漿，壓漿強度M30，漿壓力要求為0.5～2.0 MPa。根據回填土區土質特征、工程實際及工程經驗，采用壓力注漿，第一次采用0.5～0.8MPa，同時在孔口部位設置漿塞，注滿后保持壓力3～5 min，注漿時，注漿管端部至孔底的距離不大于200 mm，注漿管出漿口應始終埋入注漿液面內，應在新鮮漿液從孔口溢出后停止注漿。注漿后，當漿液液面下降時，應進行補漿，在初凝前再采用2 MPa壓力補漿1次。

待水泥漿強度達到設計強度的75%后即可開挖下層土，重復上述施工步驟直至基坑底部為止。按規范要求，對錨桿進行抗拔試驗。

3.4 面層鋪設

注漿完成后，鋪設雙層GRF01M-A系列可回收面層。首先按照開挖情況，開挖一層土進行一次單層面層鋪設，采用φ12 mm鋼筋錨釘固定，土方開挖完成后，再整體鋪設第2層面層，采用長1 m的φ25 mm鋼筋進行固定，間距為1.5 m，呈梅花形布置。在修整好的每級邊坡上鋪設第2層成品面層材料時，面層與邊坡之間應貼緊，不能出現鼓包現象，面層與面層之間用鐵絲搭接牢固。

面層與面層搭接的寬度要符合設計要求，而且搭接范圍要保證足夠的平整、順直，搭接的強度應滿足相應的技術標準。

3.5 安裝鋼絲繩、壓板及封邊

在鋼花管端頭伸出的螺栓上纏繞鋼絲繩一圈，并拉緊。再裝上φ150 mm、厚度4 mm的圓形鋼墊板，最后用螺帽緊固鋼墊板使其壓緊鋼絲繩。通過鋼絲繩將土釘可靠地連接在一起，并將面層固定在坡面上，形成一個整體對坡體進行防護（圖2、圖3）。

圖2 鋼花管接頭大樣

回填土區邊坡穩定是需重視的安全問題，坡頂和坡底采用C20素混凝土對鋪設完成的輕質面層材料進行封邊處理，混凝土厚度10 cm，寬度1 m。坡頂、坡底裝配式面層通過排水溝，進入硬化道路不小于1 m。保證在施工期雨水不能滲入邊坡內，以確保基坑邊坡穩定（圖4）。

3.6 支護結束后材料回收

基坑臨時支護使用結束后，對護坡高分子材料面層進行回收。回收時，首先拆除鋼花管管口螺母和壓板，再解系鋼絲繩，最后揭除裝配式GRF01M-A面層，從底部到頂部，每2 m作為一個施工段，拆除面層2 m后立即進行回填，分層拆除，基坑分層回填。對回收的面層材料進行清理、儲存或回爐、再次加工處理，加以重復使用，經濟效益明顯。回收過程中應嚴格監測邊坡的變形和穩定性，確保回收過程安全可控。

圖3 裝配式邊坡支護立面及安裝現場

圖4 坡頂封邊示意

4 結語

在高填方區基坑邊坡支護的施工過程中，根據邊坡支護的設計要求和結構特點，采用綠色可回收裝配式面層替代傳統掛網噴射混凝土的創新方法，在滿足設計和施工要求的情況下，使施工進度更快，施工過程更安全環保，面層可回收使經濟效益也更明顯，為同類型工程施工提供了可借鑒的依據。建議在有環保要求、工期緊張、填土厚度大的臨時性放坡開挖邊坡支護工程中推廣使用。