錨桿噴射混凝土支護的技術應用

謝建楓

（三明市三元區住建局建設工程質量監督站，福建 三明 365000）

1工程概況

1、本邊坡工程位于三明市三元區化工園區，原位丘陵殘丘地貌，由于坡腳擬建綜合大樓的建設，人工開挖形成長度約56m，最大高度約為23m，坡率約為55°的邊坡。邊坡安全等級為一級。

2、根據勘察資料，場地工程地質情況主要為： 表一

巖土層 厚度（m） 重度（KN/m3) 炔剪（天然狀態） 炔剪（飽水狀態） 土體與錨固體粘結強度標準值 天然 飽和 C(Kpa) 中(C°) C(Kpa) 中( C°) frb(kpa) 1、素填土 1～1.5 175.0 18.5 10.0 12.0 8.0 10.0 16 2、砂土狀強風化鈣質粉砂巖 1～2.0 20.0 21.0 26.0 24.0 21.0 19.0 80 3、碎塊狀強風化鈣質粉砂巖 21.0 22.5 30.0 28.0 24.0 22.5 110

3.本邊坡及附近勘察的鉆孔地下水埋藏較深。本場地為丘陵地貌，地勢高差大，排水通暢，現地表未見水體，亦未見泉眼露頭，地下水主要賦于深部基巖風化與裂隙帶中，大氣降水絕大部分形成地表水并向北側低處排瀉，少部分滲入山體中。本工程邊坡匯水面積約為0.02 平方千米，本勘鉆探期間鉆孔深度內均未測得地下水。

2 邊坡支護方案選擇

結構形式 條件 邊坡環境條件 邊坡高度H(m) 安全等級 備注 重力式擋墻 場地允許，坡頂無重要建（構）筑物 土質， H≦10 巖質， H≦12 一、二、三 懸壁式擋墻，扶壁式擋墻 填方區 懸壁式，H≦6 扶壁式，H≦10 一、二、三 適用于土質邊坡 樁板式擋墻 懸臂式，H≦15 錨拉式，H≦25 一、二、三 樁嵌固段土質較差時不宜采用 扳肋式或格構式錨桿擋墻 土質， H≦15 巖質， H≦30 一、二、三 排樁式錨桿擋墻 坡頂建（構）筑物需要保護，場地狹窄 土質， H≦15 巖質， H≦30 一、二、三 適用于穩定性較差的土質邊坡，有外傾軟弱結構面的巖質邊坡、垂直開挖施工尚不能保證穩定的邊坡 巖石錨噴支護 Ⅰ類巖質，H≦30 一、二、三 Ⅱ類巖質，H≦30 二、三 Ⅲ類巖質，H≤15 二、三 坡率法 坡頂無重要建（構）筑物，場地有放坡條件 土質，H≤10 巖質, H≤25 一、二、三 不良地質段，地下水發育區，軟塑及流塑狀土時不應采用

邊坡支護是指為保證邊坡及其環境的安全，對邊坡采取的支擋、加固與防護措施。常用的支護結構形式見：表二

對于邊坡支護的方案的選擇需綜合考慮場地的工程地質、水文地質、周邊環境，方案經濟性等條件。本場地坡高23m，未分級放坡，坡高較高，由于坡頂無放坡條件，無法對邊坡進行分級放坡開挖，但該邊坡坡頂覆蓋薄層填土及砂土狀強風化，其余的巖土層為碎塊狀強風化巖，該邊坡主要為巖質邊坡穩定性較好，重力式擋墻、懸壁式擋墻或抉壁式擋墻、坡率法均不適用本工程，排樁式錨桿擋墻適用于穩定性較差的土質邊坡，也不適用于本工程。經比較可適用本工程的支護形式為錨桿。

錨桿是巖土體加固的桿件體系結構，通過桿體的縱向拉力作用，克服巖土體抗拉能力遠低抗壓性能的缺點。表面上看是限制了巖土體脫離原體。客觀上看是增加巖土體的粘聚性。從力學觀點上主要提高了圍巖體的粘聚力和內摩擦角。其實質上錨桿位于巖土體形成一個新的復合體。這個復合體中的錨桿是解決圍巖體的抗拉能力低的關鍵。從而使得巖土體自身的承載能力大大提高。

本邊坡主要為碎塊狀強風化鈣質粉砂巖的巖土層，地質條件好，力學性質好，同時本邊坡對變形控制要求不高。經工程經濟性比較分析，三種錨桿形式的工程造價估算值分別為：錨拉式樁板式擋墻168 萬元，扳肋式或格構式錨桿擋墻100萬元，錨噴支護63 萬元，錨噴支護最低，同時考慮到施工復雜程度，施工進度，施工安全等情況選擇本工程的邊坡支護形式：采用非預應力錨桿與噴射混凝土支護結構方式，由于局部邊坡存在不利結構面，采用加強措施，保證錨桿穿過不利結構面不少于3m。邊坡體設置軟式透水管。邊坡坡頂設置截水溝，坡腳設置排水溝，邊坡排水系統與場地排水系統一并考慮。

支護方案經建設單位組織建筑邊坡專家組成的專家組對該護坡工程設計方案進行論證，該方案已經專家認可，由設計單位出圖。

3 錨桿工程實施及效果

3.1 施工工藝流程

錨桿施工工藝流程如下：鉆機就位-成孔-清孔-桿體安放-注漿-二次注漿-實驗、資料整理。

3.2 施工要點

(1) 成孔與拉桿。錨桿采用全粘結錨桿，采用C25 做系統錨桿，錨桿孔直徑Φ 130,錨桿孔采用機械成孔，孔位誤差不宜大于20 毫米，偏斜度不應大于5%，孔深應超過設計深度不小于0.5 米，錨桿鋼筋應順直，沿桿體方向間隔1.5 米焊一支架，錨桿鋼筋接頭采用綁焊，焊接長度雙面焊5d。

(2) 鉆孔方式。要求采用干鉆，禁止水鉆，以確保錨桿施工不會惡化邊坡巖體的工程地質條件和保證孔壁的粘結性能。

(3) 注漿。在注漿前要將孔內土渣清理干凈。錨桿采用二次注漿，第一次注漿為常壓注漿，注漿壓力為0.8-1.0MPa。混凝土初凝后，進行第二次應力注漿，注漿壓力3-5MPa，穩壓2min,二次注漿為錨固段。

3、錨桿拉撥試驗。錨桿總數5%應做拉撥試驗，且不得少于5 根，隨機抽查。本工程共做9 根拉撥試驗，有關參數如表三：

表三

試驗結果：試1#、試2#、試4#、試7#、試8#錨桿抗撥力值均等于120KN;試3#、試5#、試6#、試9#錨桿抗撥力值等于240KN;以上試驗錨桿抗撥承載力值均滿足設計要求。

4、驗收結果。本工程經建設單位、勘察單位、設計單位、施工單位、監理單位等五個部門參加的驗收，工程質量等級合格。

5、本工程目前已經竣工并投入使用。根據監測單位提供的監測資料，邊坡變形滿足規范要求，邊坡處于安全狀態，證明了采用噴錨支護在該巖質邊坡應用的良好效果。

4 幾點膚淺體會

1、做好調查工作。調查包括周邊環境調查、施工條件及影響因素調查，以及區域地質等相關資料的收集。

2、做好方案的比選和論證工作。對工程安全性、經濟性及施工可行性做出全面評估和判斷。

3、要重視工程的排水工作。水對土體的力學性能影響很大，要采取有效措施排除。

4、要建立健全的監控體系。把工程建設的全過程置于體系的監控之中，確保工程質量和施工安全。

5、積極探索和推廣使用新材料、新技術和新工藝。隨著高新技術的發展，越來越多的新材料、新技術和新工藝在錨桿技術過程的使用如擴大錨桿技術、新型錨桿劑等,將大大提高錨桿技術在工程的應用前景。

6、要重視工程的經濟分析工作。在錨桿工程的方案選擇、設計、施工等各個階段要做好工程造價分析比較、工程造價監控等的工作，節約投資成本，增強錨桿工程應用的經濟效益。

5 結語

三明市是個山地城市，地質自然災害頻發，隨著城市建設的發展，邊坡穩定問題更加突出。巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術的應用，對邊坡治理有著廣闊的應用前景。