淺談噴錨支護在邊坡工程中的應用

于亮飛

摘要：噴錨支護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合作用（根據地質情況也可分別單獨采用）加固巖層。噴錨支護可提高邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，增強邊坡的整體穩定性。由于這種技術具有施工成本低、技術可靠且施工快速簡便等特點，并能確保邊坡工程的安全和穩定，具有顯著的經濟效益和社會效益，因而在邊坡治理工程中得到廣泛的應用。

關鍵詞：邊坡;噴錨支護;設計;施工要求

1.前言

邊坡是人類工程活動中最常見的一種自然地質災害，按照成因分類可劃分為人工邊坡和自然邊坡，隨著我國國民經濟的快速發展，公路、鐵路、水力、市政、土建、礦山等基礎設施也發展迅速，從而在開挖建設中形成了大大小小的人工邊坡。然而在邊坡支護治理過程中人們總結了各種邊坡支護的方法，基于噴錨支護的優點，在邊坡治理中噴錨支護被人們廣泛應用，針對于此，本文結合工程實際案例，主要介紹了噴錨支護設計方案、施工方法、技術要求以及施工完成后所達到的支護效果。

2.工程概況

該邊坡工程場地位于韶關市，應場地建設需要，需將原始山坡地開挖到建設場地紅線范圍以外1m，從而形成長約55m，高度約8.3m～16.3m的邊坡。邊坡為土質邊坡，主要由粉質粘土組成，物理力學性能較差，在強降雨或連續暴雨狀態下可能會出現崩塌滑坡地質災害。邊坡暫時處于穩定狀態。

2.1工程地質條件

擬建場地原始地貌單元為風化剝蝕殘丘地貌，地勢起伏較大，邊坡經人工開挖，總的地勢呈西北高，兩側低，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粉質黏土，粉質黏土全場分布，黃色，可塑，主要成分為粉黏粒，局部含少量風化巖塊，干強度中等，韌性中等，無搖震反應。

2.2水文地質條件

場地內無地表水體，場區地下水水位位于坡腳地面以下，場地地下水系主要為第四系坡積層孔隙潛水，水量較貧乏，穩定水位在0.30m～3.50m，對邊坡施工影響較小。

3.工程設計方案

針對邊坡巖土物理力學性能及其他影響邊坡穩定性的各項因素綜合分析，確定對本邊坡采用噴錨支護設計方案進行邊坡支護治理。

3.1計算參數選定

粉質黏土土層平均厚度d=15m，平均重度Υ=18.4KN/m3，平均黏聚力c=29kPa，平均內摩擦角φ=19°。邊坡開挖分三級削坡，每級間設2m寬平臺，頂部第三級按57°削坡，坡高4.0m，一二級均按71°坡角進行開挖放坡，坡高4m～6.3m。坡面共設置13排錨桿，長度為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。鋼筋網采用φ8@200×200兩層方格網，坡頂地面處上延1m，壓筋為φ16螺紋鋼筋，噴射混凝土厚度120mm，混凝土強度等級為C25。

3.2穩定性計算結果

依據現行有關規范、標準規定，結合本工程實際情況，本邊坡安全等級及邊坡變形監控等級均按一級考慮。設計采用理正巖土設計計算軟件進行計算。采用規范為建筑邊坡工程技術規范（50330—2013）。根據上述參數，對邊坡支護的穩定性進行驗算，計算目標為安全系數計算，穩定性分析方法采用瑞典條分法，不考慮地震，計算結果最不利滑動面滑動圓心為（0.060，16.440）m，滑動半徑為16.040m，滑動安全系數等于1.351，計算結果滿足規范要求。

3.3噴錨支護體系作用機理

噴錨支護體系是靠錨桿、土體、鋼筋網和混凝土面層共同作用來提高邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，減少巖土體側向變形，增強邊坡的穩定性的一種支護體系。錨桿的主要作用是約束和加固土體，它不僅能夠彌補土體抗拉、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部的裂隙中，通過水泥漿對巖土體的補強作用，提高巖土體自身的結構強度。掛鋼筋網噴射混凝土面層能將單個錨桿連接成一體，形成錨桿群，使錨桿與土體緊密的連接成一個整體。同時噴射混凝土能封閉坡面，避免坡面受到雨水及水流的沖刷。噴錨支護能改善巖土體的性質，加強巖土體的內在強度和整體性，提高其自身的自承自穩能力，充分發揮巖土體的潛能。

4.施工工藝流程及技術、材料要求

4.1施工工藝流程

施工工藝流程如下：施工準備→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→素砼預噴施工→鋼筋網鋪設施工→坡面噴砼施工→噴砼養護→噴錨施工結束

4.2施工技術要求

（1）鉆孔。按設計圖紙要求或監理人指定的位置進行鉆孔，錨桿孔鉆孔的孔位采用水準儀測量定位，鉆機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%，孔深應超過設計深度0.3m～0.5m，鉆孔孔位、方向、孔徑及孔深均按設計圖執行。（2）桿體制作與下錨安裝注漿。錨桿材料采用直徑為φ25mm的三級螺紋鋼，按設計施工圖紙要求的尺寸或實際鉆孔深度下料，采用砂輪片切割機對鋼筋切割下料，實際切割下料長度=實際孔深+噴砼層厚度+外露長度。下料前注意檢查鋼筋的表面，沒有生銹的鋼筋才能下料。按設計錨桿結構圖編制錨桿，沿錨體的軸線方向每隔2.0m設置一個對中支架，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向帽。經檢驗合格后的錨桿方可下入孔內，采用人工安裝錨桿。下錨過程注意保護錨桿附件，保證在將錨桿體推至預定深度后，排氣管和注漿管暢通、阻塞器完好。灌漿材料采用強度等級不低于42.5R的普通硅酸鹽水泥，并符合規定的質量標準。注漿水灰比為0.50，采用純水泥漿液進行灌注，要求漿液3h后的泌水率控制在2%以內。應采用兩次注漿工藝，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行第二次注漿（一般為3h～5h），第二次注漿為高壓注漿，瞬時注漿壓力不小于2.0MPa，主要控制注漿飽滿度，注漿體強度設計值為M25。（3）掛網與噴砼。先清除坡面上的雜物、泥土及松動虛土及石塊，用鋤頭、鏟將坡面修整平順。坡面修整平順后按設計要求在坡面編織φ8@200×200鋼筋網兩層，錨桿與鋼筋網間設置兩條φ16橫向加強鋼筋，將其與錨桿彎鉤焊接牢固，形成壓筋網架。鋼筋網與鋼筋網、鋼筋網與坡面之間留有4cm的間隙空格。噴砼采用PZ-5型噴漿機，噴射C25細石砼厚度150mm，配合比為水∶水泥∶砂∶石=0.47∶1.0∶1.4∶2.5，宜分兩層進行噴射施工，分段噴射作業應自下而上均勻噴射，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附有生產廠的產品質量證明書及出廠檢驗單。（2）噴射混凝土原材料要求。1水泥：應優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硅酸鹽水泥，水泥標號不得低于325號，性能符合現行水泥標準，水泥應有生產廠的質量證明書。2骨料：細骨料應采用堅硬耐久的粗、中砂，細度模數宜大于2.5，使用時的含水率宜控制在5%～7%;粗骨料應采用耐久的粒徑為2mm～10mm的卵石或碎石，石子的含水率以2%～3%為宜。回彈的骨料不能重復使用。當采用堿性速凝劑時，不得使用含有活性二氧化硅的石材。3水：凡符合<<混凝土拌和用水標準>>JGJ63-1989的水均可使用，未經處理的工業廢水不得使用。拌和用水所含物質不影響混凝土的和易性和混凝土強度的增長，以及引起鋼筋和混凝土的腐蝕。噴護用水直接從系統主供水管上接取。4外加劑：施工中若采用速凝劑，速凝劑的質量應符合設計規范要求，并有生產廠家的質量說明書，其品質不得含有對錨有產生腐蝕作用的成分。

5.邊坡支護效果

該邊坡噴錨支護治理完成后，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度和整體穩定性;通過掛網噴砼有效地防止邊坡裸露土層被雨水沖刷及風化，有效地減小土層物理力學性能差異性，使土體物理力學性能保持穩定狀態;通過坡面設置泄水孔，有效的排出邊坡巖土層中的地下水，消除地下水壓力對邊坡的不良影響;本次噴錨工程施工歷時60天，完成噴錨面積1000m2，邊坡支護取得了良好的支護效果。

6.結語

根據邊坡工程特征，巖土性質，對比其他支護設計方案，最終該邊坡工程采用噴錨支護方案。在本次邊坡噴錨支護施工中，成本低、技術可靠且施工快速簡便等特點得到充分的顯示，并能確保邊坡工程的安全和穩定，施工完成后得到業主的一致好評。

參考文獻：

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