邊坡支護(hù)施工技術(shù)在建筑工程項目中的應(yīng)用

連建飛

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

現(xiàn)階段，我國的社會經(jīng)濟(jì)迅猛增長，在這種利好的背景下，我國的建筑工程也獲得了良好的發(fā)展。在邊坡工程施工過程中，因自然因素、人為因素而導(dǎo)致的滑坡事故造成了嚴(yán)重的后果，引起了社會大眾的高度重視。所以，我們必須要對邊坡工程施工技術(shù)予以重視。結(jié)合實際施工情況而言，邊坡治理時，由于相關(guān)人員對于工程性質(zhì)的分析不夠精準(zhǔn)，加之采取的措施不夠合理，導(dǎo)致邊坡治理的效果差強人意。為了高效的實現(xiàn)安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的治理目標(biāo)。

1 工程概況

本文以某房地產(chǎn)二期建設(shè)工程中的邊坡治理工程項目作為研究案例，該項目施工所在地位于兩座山坡之間，東側(cè)的山坡標(biāo)高為248.70~257.67m。施工紅線與山坡的坡腳比較近，山坡的最大傾角為60°，可以發(fā)現(xiàn)，邊坡的整體穩(wěn)定性偏差，會對建筑物的穩(wěn)定性造成一定的威脅，所以施工單位對邊坡進(jìn)行治理。在經(jīng)過全面的考慮以后，施工單位決定采用土釘支護(hù)技術(shù)對邊坡進(jìn)行治理。

2 邊坡支護(hù)施工技術(shù)

2.1 作業(yè)面開挖

土釘支護(hù)作為一種目前使用比較頻繁的擋土技術(shù)，其可以有效的保證邊坡的穩(wěn)定性，同時還能夠保證土方開挖過程中的安全性。在土方開挖及邊坡支護(hù)過程中，土釘支護(hù)技術(shù)水平比較高、施工過程中使用的機(jī)械設(shè)備先進(jìn)、操作便捷，施工管理要求比較低，所以，這種技術(shù)能夠獲得廣泛的應(yīng)用。土釘墻施工會受到施工作業(yè)面的影響，土釘墻開挖需分層進(jìn)行，每層的開挖高度根據(jù)土體抗破壞能力進(jìn)行確定。通常情況下，砂性土的單層開挖深度保持在0.5~2.0m之間，粘性土單次開挖高度計算表達(dá)式如下所示。

式中：h——每單層開挖深度，m；c——土體粘聚力，kPa；γ——土體重度，kN/m3；φ——土體內(nèi)摩擦角，（°）。

土體的開挖深度與土釘豎向間距相互之間應(yīng)該保持協(xié)調(diào)，這樣可以保證土釘施工的便捷性。單層開挖作業(yè)的縱向長度受邊坡面積與施工順序之間的銜接度影響，通常情況下，縱向長度設(shè)置為10m。松散土、干燥土治理前，應(yīng)該作灌漿處理，同時還需要兼顧周圍爆破作業(yè)帶來的影響[1]。

2.2 噴射混凝土面層

通常情況下，為了避免土體松散現(xiàn)象出現(xiàn)，施工單位都是在邊坡表面噴射薄層混凝土。混凝土噴射可以在土釘安裝之前進(jìn)行作業(yè)，也可以在土釘安裝之后進(jìn)行作業(yè)，具體選擇根據(jù)地層性質(zhì)進(jìn)行判斷。假若設(shè)置臨時性支護(hù)，那么只需要在邊坡表面噴射一層混凝土即可，噴射的厚度控制在5~15cm之間；假若采用的是永久性支護(hù)，那么則應(yīng)該設(shè)置2層或是3層支護(hù)，支護(hù)的總厚度為10~30cm之間。邊坡支護(hù)使用的混凝土的強度標(biāo)號不得低于C15，且水泥的含量至少為400kg/m3。混凝土中的粗骨料的粒徑需控制在15mm以內(nèi)。當(dāng)前一層混凝土噴射完成以后，應(yīng)該間隔一定的時間以后，才能夠進(jìn)行下一層混凝土噴射作業(yè)。噴射的角度控制為45°。邊坡表面與土釘連接部位需要設(shè)置承壓板，承壓板的尺寸設(shè)計為150mm×150mm×10m或200mm×200mm×12mm。此外，承壓板的后側(cè)還需要設(shè)置4~8根鋼筋。為保證混凝土噴射施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)該在邊坡表面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，其可以優(yōu)化面層部位的應(yīng)力。鋼筋網(wǎng)的間距控制在20~30cm之間，鋼筋的直徑控制在φ6~φ10[2]。

2.3 排降水措施

假若施工現(xiàn)場的地下水水位偏高時，施工單位應(yīng)該采取降水措施，具體的方法為：沿著邊坡頂部設(shè)置降水井，降水井的間距設(shè)置為10m。在降水的同時，還需要兼顧邊坡排水問題，沿著邊坡頂部設(shè)置排水溝，通過砂漿護(hù)面的方式將地表水順利排出。

2.4 土釘施工

土釘施工的具體內(nèi)容設(shè)計精準(zhǔn)定位、鉆孔、植筋、注漿。

2.4.1 成孔

成孔技術(shù)、成孔方法的確定需要考慮施工班組的施工經(jīng)驗、施工設(shè)備、土層性質(zhì)。現(xiàn)階段，我國的施工單位基本上都是使用洛陽鏟、螺旋鉆等施工設(shè)備進(jìn)行成孔作業(yè)。結(jié)合實際情況而言，土釘安裝都是在腳手架上完成的，加之鉆孔的長度比較短，所以都會要求使用偏輕、操作簡單、便于拆卸搬運的設(shè)備。該項目中使用的是KHYD40KBA型巖石電鉆，鉆機(jī)的重量為40kg，單根鉆桿的長度為1.5m，鉆孔速度保持在0.2~0.5m/min，施工效率非常高，比較適合使用在土釘作業(yè)中[3]。

結(jié)合以往的施工經(jīng)驗來看，孔壁“抹光”現(xiàn)象會導(dǎo)致土體的粘結(jié)性能降低，若使用沖擊鉆孔方法時，則不得使用膨潤土作護(hù)壁處理。

假若使用擊入法安裝土釘過程中，施工單位不用提前鉆孔。在施工條件允許的情況下，土釘安裝的效率非常高。擊入土釘這種方法不適合使用在含有堅硬石塊的土層中，其不但會降低土體的堅硬度，同時，還會導(dǎo)致土釘損壞。

2.4.2 置筋

置筋作業(yè)之前，施工人員應(yīng)該使用高壓風(fēng)將孔內(nèi)的渣土清理干凈。鋼筋選擇使用螺紋鋼筋，為了保證鋼筋安裝的位置足夠精準(zhǔn)，需要設(shè)置定位架，定位架的間距設(shè)置為2~3m。

2.4.3 注漿

注漿作業(yè)使用注漿泵完成。漿液可以使用水泥砂漿或是純水泥漿。假若使用純水泥漿，那么水泥應(yīng)該想選擇使用普通硅酸鹽水泥，漿液的水灰比為0.45；假若使用水泥砂漿，那么漿液的水灰比應(yīng)該為1.2~1.3之間。為了提高土釘與周圍土體之間的粘結(jié)力，應(yīng)該在孔口部位設(shè)置止?jié){塞。為了保證漿液硬化過程中，不會出現(xiàn)干縮裂縫、強化漿液的防腐性能，必須確保漿液與孔壁緊密貼合，在特殊情況下，可以適當(dāng)?shù)膿郊右欢▌┝康呐蛎泟Ｅ蛎泟┑膿郊恿啃柰ㄟ^現(xiàn)場試驗進(jìn)行確定。假若土層性質(zhì)比較特殊，那么則需要在漿液中摻加一定劑量的早強劑。

此外，西方發(fā)達(dá)國家研發(fā)出一種新型的土釘施工技術(shù)——“噴栓”系統(tǒng)，這種技術(shù)的作業(yè)效率非常高。其是使用20MPa的壓力，利用釘尖部位的孔隙噴射壓力，將土釘順利的打入土層中，土釘尖部噴射出來的漿液類似于潤滑劑，可以保證土釘順利的貫入至土層中，當(dāng)漿液凝固以后，還能夠?qū)ν玲斊鸬秸辰Y(jié)作用。

2.5 土釘防腐

正常使用條件下，臨時性支護(hù)只需要在邊坡表面設(shè)置防護(hù)層即可，在特殊情況下，可以在鋼筋表面涂刷防銹油漆；永久性支護(hù)則需要在鋼筋表面設(shè)置塑料保護(hù)層，或是涂刷多層防腐油漆，這樣可以有效的提高鋼筋的防護(hù)能力。

2.6 邊坡表面處理

假若設(shè)置臨時性支護(hù)時，只需要保證噴射混凝土能夠與邊坡表面牢固的粘結(jié)在一起即可；假若設(shè)置永久性支護(hù)時，除噴射混凝土能夠與邊坡表面粘結(jié)牢固以外，還需要保證邊坡外觀質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

2.7 復(fù)合土釘支護(hù)

復(fù)合土釘支護(hù)是指將土釘支護(hù)與其他支護(hù)形式進(jìn)行結(jié)合，這種支護(hù)形式不但能夠滿足邊坡的穩(wěn)定性、安全性要求，且還能夠滿足其他方面的特殊要求。下面本文對常用的幾種復(fù)合土釘支護(hù)方法作簡單的介紹。

（1）土釘與預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)形式。假若設(shè)計圖紙對基坑的水平位移量、沉降有非常高的要求時，則可以在土釘支護(hù)的同時設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿。預(yù)應(yīng)力錨桿通常設(shè)置在基坑頂部的前兩排，對主動土壓力區(qū)域施加預(yù)應(yīng)力。

（2）土釘與微型鋼管樁支護(hù)形式。土方開挖作業(yè)之前，沿著開挖作業(yè)的邊線下放鋼管，并向鋼管內(nèi)注漿，從而形成微型樁。然后開始安裝土釘，土釘安裝應(yīng)該是分層進(jìn)行作業(yè)，土釘安裝完成以后應(yīng)該與微型樁形成一個整體結(jié)構(gòu)。

鋼管的直徑為φ48~φ108，其中，使用比較頻繁的是φ48，這種鋼管的直徑比較小，便于施工，且施工效率非常高。施工時極易打入土。不但能夠提高邊坡的穩(wěn)定性與安全性，同時還能夠起到排水防水作用[4]。

（3）土釘與攪拌樁支護(hù)形式。在基坑開挖作業(yè)進(jìn)行之前，沿著基坑的邊線設(shè)置水泥土樁，面對軟弱地層，水泥土樁的入土深度應(yīng)該為基坑地面以下3~5m比較合適。土釘應(yīng)該是分層安裝。

假若將攪拌樁作為隔水帷幕或是臨時擋墻，應(yīng)該保證基坑開挖以后不會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，保證開挖斷面的土體擁有一定的自立性，這樣可以保證后期不會出現(xiàn)土體隆起現(xiàn)象。這種支護(hù)形式比較適合使用在軟弱地層中。

除以上幾種土復(fù)合釘支護(hù)形式以外，土釘支護(hù)還能夠與樁錨支護(hù)體系進(jìn)行組合。具體的表現(xiàn)形式有兩種：①在邊坡的上側(cè)使用土釘支護(hù)，下部使用樁錨支護(hù)；②沿著基坑的邊緣線設(shè)置樁錨支護(hù)，樁體之間安裝土釘。

3 工程監(jiān)測

實際施工過程中，施工管理人員必須要全程對支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移量進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的關(guān)鍵部位為邊坡頂部的位移量與沉降量，同時觀察地面是否出現(xiàn)裂縫。此外，還需要監(jiān)測施工區(qū)域附近的建筑物是否存在變形、開裂等現(xiàn)象，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)來對施工方案進(jìn)行調(diào)整。本文認(rèn)為，深基坑施工過程中的監(jiān)測活動是一項必不可少的工作內(nèi)容，其會對整個項目的施工質(zhì)量、施工安全性造成巨大的影響。以該項目而言，具體的監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 監(jiān)測項目和要求

土釘支護(hù)作業(yè)應(yīng)該對土釘?shù)男阅苓M(jìn)行試驗，為了保證抗拔試驗順利完成，應(yīng)該選擇具備代表性的土層進(jìn)行試驗，抗拔試驗結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為直至土釘損壞。根據(jù)土釘?shù)目拱涡阅茉囼灲Y(jié)果來確定土釘?shù)臉O限粘結(jié)性能，并將其作為土釘設(shè)計的依據(jù)。

施工人員在對土釘?shù)目拱涡阅苓M(jìn)行試驗時，每一個代表性的土層至少抽取3個土釘進(jìn)行測試。測試土釘?shù)目傞L度、粘結(jié)長度可以不需要與工作土釘保持一致，但是測試土釘?shù)闹谱鞴に嚒⑹┕し椒ū仨毰c工作土釘保持一致。

在對土釘?shù)目拱涡阅苓M(jìn)行試驗時，使用液壓千斤頂對土釘施加荷載，最大荷載為土釘工作時內(nèi)力的1.3倍，土釘?shù)奈灰屏渴褂冒俜直磉M(jìn)行測量[5]。

4 結(jié)語

結(jié)合以上研究分析的結(jié)果來看，不難發(fā)現(xiàn)相對比其他支護(hù)方法而言，土釘邊坡支護(hù)施工技術(shù)具備顯著的優(yōu)勢。

（1）節(jié)省原材料，減少工程量。采用土釘支護(hù)施工技術(shù)可以有效的降低土方的開挖量，還能夠減少混凝土的施工方量，同時還能夠降低鋼筋的消耗量。

（2）縮短施工工期。土釘支護(hù)可以與其他工程同時進(jìn)行施工，可以有效的緩解施工單位的工期壓力。

（3）施工過程中不會產(chǎn)生較大的噪音，同時不會對周圍的環(huán)境造成污染。

（4）較強的適應(yīng)性。土釘支護(hù)比較合適使用在粘性砂土、粉質(zhì)土、硬性黏土中。對于局部存在軟塑黏性土層的邊坡也可以選擇使用土釘支護(hù)方法。假若區(qū)域內(nèi)不但存在土層，且還存在風(fēng)化巖時，使用土釘支護(hù)可以取得意想不到的施工效果。

（5）自重輕、結(jié)構(gòu)靈活、具備較強的柔性、良好的延性。土釘自身的重量比較輕，不需要設(shè)置基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。由于土釘具備良好的延性與柔性，所以其能夠有效的抵抗地震及行車荷載。即便是土釘支護(hù)受外部作用力全部損壞，那么其不會導(dǎo)致土體崩塌事故出現(xiàn)，最重要的是土體破壞變形之前會存在一個變形過程。施工人員通過觀察土體的變化規(guī)避事故發(fā)生。

（6）具備良好的安全性與可靠性。土釘支護(hù)技術(shù)能夠在開挖土方的同時進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，具備良好的安全性；因土釘?shù)臄?shù)量比較多，所以其可以發(fā)揮出群體作用，即便是個別土釘損壞也不會對整體支護(hù)效果造成較大的影響。此外，這種支護(hù)方法還有一個非常顯著的優(yōu)勢：能夠在施工過程中對土質(zhì)條件、土體變形狀況進(jìn)行監(jiān)測，施工人員結(jié)合監(jiān)測的結(jié)果對土釘?shù)陌惭b長度、安裝間距進(jìn)行優(yōu)化。