裝配式支護面層施工

(中鐵十七局集團建筑工程有限公司 山西 太原 030000)

建筑行業蓬勃發展，極大的促進了國民經濟的增長。各地都出臺了諸多政策大力扶持裝配式技術的發展，為整個行業的快速發展創造了條件。依托城際鐵路鄭州單身宿舍項目對裝配式支護面層施工進行研究，對比傳統施工具有施工快捷、經濟適用、綠色環保不受外界環境的限制。

一、裝配式面層工作體系

(一)工作體系。裝配式面層支護體系是由裝配式面層、錨桿和面層與錨桿連接結構組成。面層阻止邊坡土體位移和防止雨水滲入土體造成邊坡破壞；錨桿是采用鉆孔注漿、射入的方式把鋼筋、鋼管等細長硬質材料置留被加固土體內；連接結構是使面層與錨桿形成一個整體受力的結構體系，連接材料一般采用高強纖維繩索或者尼龍繩，兩端與錨桿連接把加固土體區域的面層形成一個整體?？山到饷鎸影阉绣^桿都連接在一起，給高強纖維繩施加預應力后，將可降解面層緊緊壓到邊坡面上；上下可降解面層采用順坡搭接，保證雨水不會流入邊坡土體，引起邊坡土體破壞。

(二)工作原理。裝配式面層邊坡支護技術的工作原理與傳統的噴射混凝土面層支護技術類似。當邊坡產生側向位移時，錨桿產生的拉力抵抗邊坡滑動，裝配式面層抵抗錨桿間的部分土壓力并將土壓力傳遞到滑移面外的錨桿，土工格柵自身張力平衡土體的側向位移保證了邊坡坡面的局部穩定性。

(三)施工步驟

1.邊坡支護施工工藝。裝配式面層邊坡支護施工：(1)邊坡修整；(2)邊坡上鉆孔，將錨桿固定在邊坡上；(3)鋪設土工格柵面層；(4)通過連接結構施加預應力將面層與錨桿緊緊壓到邊坡上。

2.面層施工工藝。(1)開挖、修整坡面；(2)坡頂施工豎向錨桿、鋪設土工格柵面層；(3)澆筑坡頂壓頂混凝土；(4)施工第一道錨桿；(5)鋪設土工格柵面層；(6)施工連接結構將面層與錨桿緊緊壓到坡面上；(7)分層開挖、分層支護至基底。

(四)適用范圍。裝配式面層邊坡支護施工原則上和土釘墻施工基本類似，適用用放坡開挖、經降排水后在地下水位以上的一二級非軟土基坑支護，或者是配合預應力錨桿+腰梁、微型樁等組成的復合式土釘墻支護。目前應用于放坡開挖基坑支護、填筑路基邊坡防護等。

二、相關試驗

為了驗證裝配式面層邊坡支護的可行性和施工工藝的優化，依托城際鐵路鄭州單身宿舍項目基坑支護工程進行試驗。主要試驗項目是(1)裝配式面層施工與傳統施工施工效率和施工成本；(2)裝配式面層施工與傳統施工在堆載下破壞機理。

城際鐵路鄭州單身宿舍項目基坑開挖深度范圍土質主要雜填土和粉質粘土，其雜填土厚度只有一米，剩余都是粉質粘土變化均勻，基坑下部為粉土。該試驗中噴射混凝土面層邊坡支護和裝配式面層邊坡支護除面層材料不一樣外其他都一樣。

基坑開挖前根據技術規范布置相關監測，監測坡頂水平位移和地表沉降。根據監測數據表明，在粉質粘土自身穩定性較好土層，與傳統噴射混凝土面層支護體系對比，裝配式面層邊坡支護體系的坡頂水平位移和坡頂沉降無顯著變化。顯示裝配式面層邊坡支護體系與傳統噴射混凝土面層邊坡支護體系無明顯差異。

三、應用實例

目前，裝配式面層邊坡支護技術已經在鄭州南站、城際鐵路鄭州單身宿舍項目基坑支護應用，取得良好的社會和經濟效益。現以城際鐵路鄭州單身宿舍項目基坑支護為例進行介紹。

(一)工程概況。城際鐵路鄭州單身宿舍項目位于鄭州管城回族區中興南路與隴海路交叉口，地上13層地下一層，基坑開挖深度7米，場區南側為已有6層公寓樓，西側為鄭西高鐵線。主要地層包括表面雜填土、粉質黏土和粉土，場區地下室主要靠大氣降水作為補予來源。

裝配式面層設計剖面，開挖深度為7米，基坑側壁安全等級為2級。設置5到道錨桿+3道鋼腰梁，梅花型排布，鉆孔注漿工藝，注漿水灰比0.5，注漿壓力不小于0.5Mpa，其他錨桿參數見下表。坡頂設置豎向φ20@3000mm長度1m鋼筋，水平向φ14加強鋼筋，φ6.5@300×300mm鋼筋混凝土網片面層100mm厚。邊坡全坡面設置可降解高強聚酯有機防水土工布和土工格柵，采用高強纖維繩將錨桿與面層緊緊壓到破面上。坡頂設置擋水臺，基坑底設置排水溝和集水井。

(二)監測數據分析。該基坑至2018年12月10日開始施工，2019年1月15日完成竣工，監測數據表明，基坑坡頂水平位移最大值3mm，水平沉降最大值3mm，南邊6層公寓樓最大沉降1mm,西側鄭西高鐵線橋墩未監測到變化。

其中，坡頂四個方向設置4個監測點，編號分別是D1，D2，D3和D4。變化曲線呈階梯型變化，出現最大變化量出現在12月底，基坑開挖高峰期，對土體擾動大，隨著邊坡支護完善，變化漸漸平穩，基坑達到穩定狀態。

以上監測結果表明，采用裝配式面層邊坡支護技術可以保證基坑周邊邊坡和周邊建筑安全，能夠為后續施工提供良好條件。

四、經濟與社會效益分析

基于上述現場試驗及工程實例，以及鄭州南站、城際鐵路鄭州單身宿舍項目基坑支護工程實踐，從工效、造價和環境影響等方面對裝配式面層和噴射混凝土面層進行了比較分析如下。

(1)傳統噴射混凝土面層需要進行鋼筋網編織鋪設、噴射混凝土工序，工期較長，待噴射混凝土達到強度后才能進行下一步開挖。裝配式面層施工施工同鋼筋網編織鋪設工期基本相等，速短了噴射混凝土和養護時間，可縮短工期約30%。

(2)根據目前市價計算，傳統鋼筋混凝土面層以φ6.5@300×300mm鋼筋網片100mm厚C20細石混凝土面層核算造價約100元/m2，以300×300mm可降解高強聚酯有機防水土工布和土工格柵面層核算造價約60元/m2，同比降低40元/m2。

(3)傳統噴射混凝土面層施工時會產生噪音、揚塵等環境污染問題，環保成本較高，能耗高，水泥、砂子等污染環境；裝配式面層施工無噪聲、揚塵等環境污染問題，符合政府、環保部門要求，施工速度快，成本低。

(4)可降解高強聚酯有機防水土工布和土工格柵面層具有可降解性，利于后期與邊坡綠化相結合且等后期回填后不會對土壤產生危害。

綜上對比，裝配式面層邊坡支護體系相比傳統噴射混凝土施工具有經濟效益和社會效益的方面的明顯優勢。

五、結語

目前裝配式面層邊坡支護技術在設計原理方便不成熟、國家沒有相關規范和技術規程支持，但是實踐表明：裝配式面層邊坡支護體系圍護效果良好，可以承受邊坡坡頂在一定范圍內超載；裝配式面層邊坡支護技術工期短、造價低；裝配式面層邊坡支護體系節能環保、施工方便后期回填后可降解不會對土壤產生危害；裝配式面層邊坡支護體系不僅可以適用于基坑開挖工程，還可以用于填筑工程與邊坡綠化相結合。