復雜成因土層邊坡治理施工工藝分析

樊春義

（山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概述

梅杏劇院北側(cè)高邊坡分4個剖面進行支護，支護高度為4～18m，高邊坡西北角距離主體結(jié)構(gòu)較近，約為20m。高邊坡東、中、西部遺留窯洞舊址，坡面距窯洞最內(nèi)側(cè)為5～20m，坡面存有數(shù)顆樹植和木苗，高邊坡上部有居民居住區(qū)，距邊坡頂部邊緣較近，約5m。邊坡支護方式主要有錨桿、錨索、鋼腰梁、噴射混凝土護面和毛石擋墻聯(lián)合支護[1]。

2 工程特點

本工程的上部民房對高邊坡屬靜荷載堆壓，若邊坡長期天然暴露，經(jīng)年風吹雨淋，邊坡會產(chǎn)生自然風化變形，邊坡現(xiàn)狀初步穩(wěn)定，長期無支撐側(cè)應(yīng)力將逐漸增大，無外力作用也可能發(fā)生自然滑坡，若遇暴雨等外力因素，極易產(chǎn)生突然變形塌陷。本工程邊坡設(shè)計年限為50年，邊坡安全等級及邊坡變形控制等級為一級，根據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》，本工程屬于超過一定規(guī)模的危險性較大工程，需進行專家論證后才能施工。圖1為高邊坡全景[2]。

圖1 高邊坡全景

3 土層邊坡治理施工工藝

3.1 錨索、錨桿施工工藝

3.1.1 面層土清理

本工程樁間面層土采用人工修整，為確保噴混凝土面層的平整，此工序必須掛線定位，嚴格控制好樁間面平整度。

3.1.2 測量放線

土方開挖結(jié)束，且經(jīng)過修整以后，根據(jù)設(shè)計立面圖要求對錨孔位置進行測量放線，需在坡面上進行準確放線。在放線過程中，如果碰到既有刷放坡面不平順或者特殊困難場地需進行定位調(diào)整或者適當放寬定位精度時，根據(jù)規(guī)范要求，必須經(jīng)過設(shè)計監(jiān)理單位的認可，而且在此之前，既要確保坡體穩(wěn)定，也要確保結(jié)構(gòu)安全[3]。

3.1.3 鉆機就位

采用鉆機進行鉆孔時，要充分遵循坡面測放定位的要求，準確開鉆。鉆機就位以后，還要調(diào)整機位，嚴格控制錨孔開鉆的誤差，對于就位水平方向和垂直方向孔距誤差分別不大于50mm和不大于100mm。

3.1.4 錨索鉆孔

按設(shè)計圖紙要求，精確測量定位孔位，孔位誤差不得超過+5cm，錨孔偏斜度不得超過錨桿長度的2%，鉆孔過程中，應(yīng)加強鉆具的做好鉆孔地質(zhì)記錄。鉆孔應(yīng)自下而上，采取“隔一成一”的成孔方式，禁止用水沖孔，使用鉆頭直徑不得小于設(shè)計直徑，開孔嚴格校驗鉆具的傾角及方位角，應(yīng)充分發(fā)揮鉆具在鉆孔過程中的導向作用，盡可能的避免鉆孔過程中產(chǎn)生的孔斜誤差。為確保錨孔深度，需要嚴格控制鉆孔深度，通常情況下≥1m的設(shè)計深度。根據(jù)規(guī)范要求，錨索垂直方向和錨索水平方向孔距誤差分別不大于100mm和不大于50mm[4]。

3.1.5錨孔清理和檢驗

完成一個錨孔以后，需要及時的清理錨孔，可以通過高壓空氣（風壓0.2MPa～0.4MPa）清除孔內(nèi)巖粉及積水，進而保證水泥漿與孔壁之間有良好的粘結(jié)強度。清理后的錨孔，經(jīng)自檢合格后，上報監(jiān)理檢驗，其鉆孔的深度、傾角、孔徑、方位角均符合設(shè)計要求，方可進行下道程序。

3.1.6 錨索制作及安裝

按設(shè)計要求使用切割機切割鋼絞線和注漿管，然后把鋼絞線連同注漿管順直的擺放在支架上，確保每一束鋼絞線均勻排列，并需要除銹、除油污，不得使用有死彎、機械損傷及銹蝕的鋼絞線，自由段必須按設(shè)計要求進行防銹防腐蝕后裝入套管，套管采用?22×1.5的聚乙烯管現(xiàn)場套作，套入前，將黃油填充在套管兩端20cm范圍內(nèi)，然后采用工程膠布，將其纏繞其外部進行固定密封。

安裝錨索之前，要檢查孔內(nèi)及孔口是否有雜物，如果有雜物，需要清理干凈，然后安裝錨索，通過人工順直的方式將其送入孔內(nèi)。安裝時，應(yīng)注意保護錨索防護層無損傷，安裝后，錨索應(yīng)無明顯彎曲、扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，進漿及排氣管道暢通。完成錨索安放的以后，應(yīng)及時的進行注漿。

注漿錨索下料制作自由段、錨固段必須符合設(shè)計要求。使用黃油將涂抹在自由段鋼絞線上，其外部用塑料套管進行包裹，避免鋼絞線直接接觸水泥漿。錨孔成孔后，將套管中間螺旋鉆桿全部拔出，制作好的錨索桿體及一次、二次注漿管緩慢放入錨桿孔內(nèi)。

做好錨筋體的防腐工作：根據(jù)設(shè)計要求，對錨索體自由段進行防腐。首先是先將錨索體均勻刷的一層防腐油漆，直至不見黑底為止，待防腐油漆晾干以后，再將脫水黃油涂抹在錨索體上，使其將錨索材料與外環(huán)之間的空間填充滿，最后采用PVC管套在錨索體上，并且使用纏繞膠布對自由段與錨固段分界處進行固接和密塞，并且嚴格控制纏繞長度，通常情況下，伸入兩側(cè)應(yīng)不小于100mm，這樣做的主要目的是可以避免進入漿液[5]。

3.1.7 錨固注漿

完成錨索安裝后，應(yīng)從孔底開始進行一次注漿，并且一邊注漿，一邊緩緩拔出注漿管，二者應(yīng)同時進行，直至水泥漿溢出孔口結(jié)束，套管拔出應(yīng)隨一次注漿同時進行，邊注漿邊拔出外套管。灌漿用普通硅酸鹽P.O 42.5水泥漿，本工程注漿采用二次加壓注漿工藝，第一次注漿壓力0.35MPa～0.5MPa，水灰比不大于0.55；二次高壓注漿質(zhì)量控制按注漿壓力或注漿量控制，注漿壓力和注漿量滿足設(shè)計要求方可停止注漿。

帶第一次注漿初凝以后，開始第二次注漿，控制好水泥漿壓力，按照設(shè)計確定水灰比，宜為0.45～0.55，注漿壓力為1.5MPa，水泥漿中氯化物含量不得超過水泥重量的0.1%，注漿管距離孔底200mm。

注漿前應(yīng)進行試注，不得引起相鄰地塊面隆起和變形，合理確定注漿壓力再大面積施工，注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，并且要一邊攪拌，一邊進行注漿，在初凝前，要全部用完漿液，盡可能的一次性完成注漿，如果在特殊情況下，需要中止較長時間，避免漿液堵住注漿泵及注漿泵路，則需要水或水泥漿進行潤滑。

在灌漿過程中，如果有巖層中裂縫，則會使得發(fā)生漿液漏失的情況，為了解決這一問題，可以采用加速凝劑，使得漿液快速凝固，或采用分次注漿的方式[6]。

3.1.8 腰梁安裝

本工程錨索外錨固端設(shè)置鋼腰梁，鋼腰梁采用雙拼20b槽鋼、腰梁錨墊板采用200mm×200mm×12mm的Q235鋼制作，頂部、底部綴板采用Q235鋼制作。槽鋼外裹鋼絲網(wǎng)，用C30混凝土封閉。根據(jù)規(guī)范要求，科學、合理的對腰梁與槽鋼進行焊接。邊坡較高，支護型鋼腰梁施工難度大，采用25t吊車將其運往相對應(yīng)位置，并且配合安裝。型鋼原材的長度會對型鋼腰梁施工會產(chǎn)生一定的限制，再加上對于坡體各個剖面，由于都不在同一直線，因此導致型鋼腰梁斷開無法避免。因此為保證型鋼腰梁能夠形成整體，為邊坡施工提供安全保障，可以采用段鋼板，將上下兩根錯開的型鋼腰梁進行焊接，進而使得型鋼腰梁形成整體。

3.1.9 張拉錨固

錨固段注漿體強度到達設(shè)計強度的80%，且大于20MPa后，再進行錨桿張拉。錨索張拉順序應(yīng)避免相鄰近錨桿相互影響，正式張拉前，應(yīng)取10%～20%的設(shè)計張拉荷載預張拉1～2次，進而有效保證各部位接觸的緊密性，保證桿體能夠達到完全垂直的目的。錨索鎖定時，宜先進行張拉，根據(jù)規(guī)范要求，要將其張拉至錨桿承載力設(shè)計值的1.1倍，完成張拉后，進行卸載，最后鎖定，鎖定值，鎖定值應(yīng)符合設(shè)計要求。本工程錨索單束控制總張拉力為50kN，錨索鎖定后48h內(nèi)，錨桿拉力值低于設(shè)計鎖定值的80%時，應(yīng)進行預應(yīng)力補償。錨索張拉和鎖定應(yīng)做好記錄，應(yīng)對錨索預應(yīng)力變化進行長期監(jiān)測，數(shù)量為錨索總數(shù)的5%，監(jiān)測時間不少于12個月。

3.2 噴射混凝土面層

在噴射混凝土面層過程中，應(yīng)注意以下幾個問題：噴射混凝土面層之前，需要先對面層進行處理，通常情況下，要通過高壓水槍將面層清洗干凈，清洗干凈之后，采用水泥砂漿，將其噴射在面層中，先噴射一層水泥砂漿終凝后，再噴射一層；在噴射混凝土之前，需要檢查相關(guān)的管線路以及機具設(shè)備是否運轉(zhuǎn)正常，并且按設(shè)計配合比，配制混合料，根據(jù)規(guī)范要求，要在噴射機喂料時，加入速凝劑；噴射混凝土時，要按照一定的順序，即自動而下，分段、分片、分層進行，因此要保證混合料要供應(yīng)及時，避免斷供的情況。如果面層要有明顯的低洼處，要先大致將其噴平，然后再按照順序噴射混凝土。分段施工時對接頭處噴射混凝土時，需要預留寬度為20～30cm的斜面，噴射混凝土之前，使用壓力水進行沖洗潤濕。分層噴射時，先噴射一層混凝土，待其終凝后，先用水濕潤，然后再噴射一層混凝土，噴射在前一層混凝土終凝后進行。在噴射混凝土過程中，要嚴格控制混凝土的厚度，既不能太厚或者也不能太薄，以不滑移、不墜落為標準，并且要保證噴射速度的適宜性，避免噴射速度過大或者過小，否則可能會影響混凝土的強度。這就要求在施工人員在噴射混凝土過程中，注意觀察風壓，對于起始風壓，達到0.5MPa較為適宜，可以進行混凝土的噴射，與此同時還應(yīng)注意噴嘴出料的情況，以此更好的對風壓進行調(diào)整。噴射時，應(yīng)合理控制噴射的角度（90°）、噴嘴與受噴面之間的距離（1.5～2.0m）；完成混凝土的噴射后，應(yīng)及時的養(yǎng)護混凝土，一般在混凝土終凝2h后，對混凝土灑水養(yǎng)護，保證養(yǎng)護時間，一般不小于14d；完成養(yǎng)護后，進行質(zhì)量驗收，檢查混凝土表面是否符合要求，避免出現(xiàn)松動、開裂等現(xiàn)象，否則應(yīng)重新進行噴射混凝土。

3.3 毛石擋墻施工

土方開挖前，用石灰撒出開挖邊線，并在臨近位置打入水平樁，并標記開挖深度，土方開挖采用人工配合斗容量1.6m3的挖掘機進行作業(yè)，預留200～300mm的土方進行人工開挖，以免擾動基底土，基底力求粗糙，對粘性土地基和基底潮濕時，應(yīng)夯填50mm厚砂石墊層；采用MU30毛石和M7.5水泥砂漿進行擋土墻基礎(chǔ)及墻身的砌筑，基礎(chǔ)砌筑前，應(yīng)做好基礎(chǔ)工作，進行全面的清理工作，將植雜物清除干凈，并對基坑尺寸和標高進行檢查，確保符合施工要求；之后開始進行放線，包括基礎(chǔ)軸線、邊線，根據(jù)規(guī)范要求，合理設(shè)置基礎(chǔ)皮數(shù)桿，對于皮數(shù)桿，既要標明退臺，也要標明分層砌石高度（50～60cm）；在正式砌筑之前，要將水泥砂漿鋪設(shè)在基底，砌筑石塊，應(yīng)使其底面均勻地接觸地基。砌筑時，采用適宜的砌筑方法，即內(nèi)外搭砌，上下錯縫，拉結(jié)石，砌石交錯設(shè)置。還注意石塊的選取，一般情況下，較大的平毛石較為適宜。在對各轉(zhuǎn)角處進行砌筑時，要比較方的石塊比較適宜砌筑，即作為角石。在完成角石的砌筑后，再進行面石的砌筑，最后進行填腹石的砌筑；在第一層石塊砌筑好以后，進行第二層以上石塊時的砌筑，同樣要鋪設(shè)好水泥砂漿，要合理控制砂漿厚度，切實保證在砌筑石塊時，既能夠壓到要求厚度，又能夠鋪滿整個灰縫，根據(jù)規(guī)范對灰縫厚度的要求，將其控制在20～30mm為宜。毛石墻砌筑過程中，應(yīng)注意拉結(jié)石的設(shè)置，應(yīng)達到均勻分布，相互錯開的要求，毛結(jié)石數(shù)量應(yīng)適宜，通常情況下，每0.7m2墻面，至少要設(shè)置一塊毛結(jié)石；軸線位置以及掛線等要在砌筑毛石擋土墻前核對好，保證符合規(guī)范要求。砌筑過程中，要合理設(shè)置分層高度，一般為50～60cm之間，與此同時還要控制每日砌筑高度，控制在1.2m較為適宜；砌筑過程中，由于毛石塊形狀不規(guī)則會導致會出現(xiàn)許多的空隙，可以用小毛石或者砂漿進行填充。完成砌筑以后，要檢查砌筑的穩(wěn)固性，通過檢查不穩(wěn)定，可墊小毛石，不允許干填石塊后再灌漿。

4 結(jié)語

基于復雜成因土層，本工程采用錨桿、錨索、鋼腰梁、噴射混凝土護面和毛石擋墻聯(lián)合支護，該方案的實施起到了良好的邊坡治理效果。在此過程中，需要相關(guān)工作者應(yīng)充分掌握邊坡治理施工工藝，注意施工工藝的實施的相關(guān)事項，以此保證邊坡治理施工工藝的有效實施。