GRF綠色裝配式邊坡支護施工應用探討

曾慶活，許明智

(1.廣西鐵路投資集團有限公司，廣西 南寧 530022；2.南寧鐵路工程建設指揮部，廣西 南寧 530022)

0 引言

在深基坑施工過程中，傳統土釘墻是目前應用非常廣泛的邊坡支護技術。傳統土釘墻是在邊坡上施作土釘加固土體以及為坡面提供水平抗力，并在邊坡坡面上掛鋼筋網噴射混凝土以達到穩定坡面的目的。但由于傳統網噴工藝較為繁瑣，施工周期長，考慮到地層特征和施工進度的要求，本文經多方面對比后推薦采用裝配式支護體系實現基坑邊坡防護。

綠色裝配式支護(GRF01)體系中包括綠色裝配式復合面層、連接構件和緊固構件等，其中裝配式面層由具有加筋、防護等功能材料經工廠復合而成，其主要性能針對受力、防水、反濾、變形、耐久性、防侵蝕等功能設計，確保整體支護滿足設計及規范要求。

1 工程概況

新建南寧至崇左鐵路站后工程崇左南站，建筑面積為19 711.23 m2，站房位于廣西崇左市東南角。站房地下出站地道、消防泵房及消防水池81 m×24.9 m深基坑整體開挖，開挖深度為9.6 m。設計地質勘查顯示，地層從上到下分別為：3 m厚人工填土；2.7 m厚塑性膨脹土；3.9 m厚中風化灰巖偶夾泥巖、泥灰巖。持力層為中風化灰巖，地基承載力特征值為3 400 kPa。開挖采用分級放坡與土釘墻支護結合方式進行，邊坡等級為三級。

2 本項目支護方案

本項目深基坑邊坡防護采用GRF綠色裝配式邊坡支護施工工藝，放坡段坡面防護采用綠色裝配式土釘墻支護。綠色裝配式防護體系包括綠色裝配式面層、連接件和緊固件等，其中裝配式面層由加筋層、防護層、皮膚層、性能層(防水層)四部分構成。

設計防護面層型號：GRF01-C(受力、反濾、防水)；面層：采用 GRF01面層，抗拉強度≥20 kN/m；面層幅寬6 m，面層具有防水性能；坡面固定釘L=(1×1.5 ×1.5) m，水平間距為1.5 m，沿坡面間距為1.5 m。

3 工藝原理

本項目采用的GRF01是一種可全面取代傳統噴護面層(土釘墻)的新型綠色裝配式支防護技術產品。綠色裝配式邊坡支護技術是在土釘墻支護機理的基礎上，對護坡面層進行改進設計，面層采用綠色裝配式可回收面層取代噴混面層，同時實現裝配化安裝。

綠色裝配式邊坡防護體系由裝配式面層、連接構件(鋼絲繩等)、緊固件(卡扣等)、裝配化構件組成。

4 適用范圍

本工藝廣泛適用于不同地區不同地質情況下各類基坑邊坡工程支護和防護(見表1)，特別適用于有環保要求、需要及時封閉的邊坡，對臨時性工程有更為明顯的優勢。

表1 適用情況分析表

5 施工流程及施工要點

5.1 施工流程

土方開挖修坡→土釘安裝→鋪設皮膚層→鋪設面層→安裝緊固件→安裝鋼絲繩→混凝土壓頂。

5.2 施工要點

5.2.1 基坑土方開挖及修坡

圖1 地道基坑圍護結構剖面圖

5.2.2 土釘施工

采用預制土釘對邊坡進行支護，控制邊坡的穩定性。土釘的施工根據現場土質情況可采用靜壓或預成孔方式進行施工，施工過程中保證對坡面的擾動降到最小。

5.2.3 面層快速施工、緊固件安裝

根據現場情況，配置安全、質量、技術管理人員各2名，安裝工人根據施工組織配置。使用的裝配式面層是在工廠加工預制，標準化生產。現場確定材料尺寸，裁剪后試鋪，留一部分的變形余量，保證面層材料在邊坡上不出現空鼓、翹邊等缺陷。施工鋪設時，在坡面上對面層的一端進行錨固，然后從坡頂向下滾鋪(見圖2)。面層之間采用“之”字形搭接，搭接寬度宜>400 mm(見下頁圖3)。面層通過卡扣、鋼絲繩將土釘與面層連接成整體對土體進行防護。

面層由多級邊坡坡頂一體化防護至坡底，防護效率高，面層在邊坡坡頂1 m外范圍進行翻邊，距離邊坡坡腳外0.5 m范圍進行翻邊，隨后進行壓頂、壓底工序(見下頁圖4)。

圖2 綠色裝配式面層鋪設平面圖

圖3 面層搭接示意圖(mm)

圖4 坡頂、坡底翻邊斷面示意圖(mm)

5.2.4 分級平硬化、混凝土壓頂臺

面層鋪設伸長至分級平臺上，其上鋪設一層80 mm厚C20混凝土，坡度為2%。

6 材料與設備

表2 材料一覽表

表3 機具設備一覽表

7 質量控制

質量控制如表4～7所示。

表4 綠色裝配式面層的技術指標表

表5 預制土釘技術指標表

表6 連接件技術指標表

表7 施工過程質量要求表

8 安全監測控制

(1)坡頂和坡面位移點的間距宜≤ 20m，邊坡頂部設置不少于 3 個監測點的觀測網。

(2)應選擇有代表性的錨固構件，監測其拉力和預應力損失情況。

(3)邊坡工程施工初期，監測宜每天一次。

(4)監測工作可根據設計要求、邊坡穩定性、周邊環境和施工進程等因素進行動態調整，當出現險情時應加強監測。

(5)永久性邊坡工程竣工后的監測至變形穩定為止，且不宜少于 2 年。

(6)當出現下列情況之一時，應立即報警并及時反饋，并通知有關各方對邊坡支護結構和周邊環境中的保護對象采取應急處理措施：

中國天然氣管網大型干線和支干線工程主要由三大石油公司投資建設，區域內支線主要由三大石油公司和地方資本投資建設，僅中國石油的建設投資就超過全國天然氣管網總投資的70%。各主體以市場為導向，按線建設管道，自行管理運營。受管網發達程度影響，在管道具體管理模式上有所不同，存在一線一管、一區一管，或多主體共存的一區多管。

①監測項目的內力及變形監測累計值達到報警值。

②裝配式防護或周邊土體的位移值增長且不收斂。

③錨固構件和連接構件有松弛、斷裂或拔出的跡象。

④坡頂臨近管線變形突然增大或出現裂縫、泄漏等。

⑤坡頂臨近建(構)筑物、地面出現較嚴重的新裂縫，原有裂縫有新發展。

⑥根據當地工程經驗判斷已出現其他必須報警的情況。

9 效益分析

GRF綠色裝配式邊坡支護施工工藝中的綠色裝配式面層采用工廠預制加工、現場裝配式鋪設的施工特點，減少施工的污染，節省施工工期，降低施工造價。當作為邊坡和基坑臨時性支護時，能夠實現完全拆除回收，不污染地下土層。見表8。

9.1 經濟效益方面

(1)工效高、封閉快、工期短

采用綠色裝配式面層支護(GRF01系列)， 施工簡便快捷，現場人工安裝即可，節省現場混凝土養護時間，土方開挖面可快速封閉，減小天氣的不利影響。

GRF技術可實現減少建設成本15%，減少施工工期，工效較傳統工藝施工方法提升5倍。

(2)綠色、環保

能在邊坡裸露早期快速封閉，減少二次揚塵，減少了土體防護作業的動力設施要求(電力、水等)和人工作業(減少揚塵對人的傷害)，不會產生過多的泥漿、廢氣等廢棄物。

9.2 社會效益方面

(1)Green(綠色)：通過科學管理和技術進步，最大限度地節約資源，減少對環境有負面影響的工程施工活動，實現綠色施工。

(2)Recycle(可回收)：采用新材料、新工藝、新技術，進一步促進綠色建材使用和可回收利用，為工程建設增值。

(3)Fabricated(裝配式)：施工工藝全裝配化，提高裝配率，實現工程裝配化。

表8 與傳統的施工方法效益對比表

10 結語

GRF綠色裝配式邊坡支護施工技術充分響應國家綠色、節能和環保的發展戰略，采用裝配式技術，提高施工效率，使用符合當前環境及資源要求的綠色建筑方式。在施工期間減少對資源的消耗和減輕對生態環境的影響，具有節能、減排、便利和可循環的特點，在安全、質量、效率、成本、環保方面都有很大的優勢，具有廣闊的應用空間及前景，可廣泛應用于鐵路、地鐵、機場、市政、民用建筑等各個工程領域。