边坡格构式锚杆支护施工技术与应用.pdf

78边坡格构式锚杆支护施工技术与应用李瑞祥（广东省基础工程集团有限公司，广东 广州 510620）2023 年第 4 期（总第 225 期）散 装 水 泥Bulk Cement作者简介：李瑞祥（1990-），男，湖北赤壁人，硕士研究生，工程师，研究方向：市政路桥。摘 要：文章主要研究目的是明确边坡格构式锚杆支护的施工技术要点及应用对策，为实际施工提供指导和参考。研究方法为案例分析法，结合工程概况、气候情况和水文地质特点，深入分析了边坡格构式锚杆支护施工技术的重难点，并提出相应解决对策，根据工程实际情况，分别总结了锚杆施工技术和格构梁施工技术的应用要点，以供相关工程参考。关键词：格构梁；锚杆支护；施工技术；土石方中图分类号：U455.7+1文献标识码：B文章编号：1007-3922（2023）-04-0078-03随着广东省汕尾市发展建设脚步不断加快，新建道路工程项目数量逐渐增多，许多道路需要经过丘陵沟壑地区，容易出现边坡失稳情况。边坡格构式锚杆支护是目前应用较为广泛、支护加固效果较好的施工技术，但在工程项目特点、水文地质情况等影响下，实际施工过程可能会面临各种重难点问题，因此，加强边坡格构式锚杆支护施工技术的研究和探讨十分必要。为此，本文以汕尾市区工业大道西段等市政综合工程为例，展开分析，以供同类工程参考。1 工程概况汕尾市区工业大道西段等市政综合工程包含工业大道西段道路、城北路和文华路 3 条道路。该工程地处广东省汕尾市区，汕尾市位于东南部沿海，属南亚热带季风气候区，海洋性气候明显，光、热、水资源丰富，气候温暖，雨量充沛。边坡位于丘陵区，地表水不发育，汇流面积不大，地下水稳定水位埋深为 4.3032.70m。边坡工程地貌形态属低山丘陵，地形起伏大，边坡地面高低不平，地面标高为 17.5170.00m。2 边坡格构式锚杆支护施工重难点及解决对策2.1 土石方工程量大根据案例工程项目实际情况进行计算，明确边坡工程土石方卸方量约为 91 万 m3，暂估工期为 330d，按晴天计算日均土方转移量为2 757m3，工程量大，工期紧张。针对上述问题，在实际施工过程中，可采取以下对策：（1）适当增加大型机械数量与作业人员数量。具体措施如下：为加快施工速度，增加大挖机数量，同时考虑到中风化岩、微风化岩的破除，应增加炮头机数量。增加自卸车、推土机、压路机数量，使挖机满负荷工作。确保下卸土方及时外运至填筑场地。增加锚杆、格构梁施工人员数量。（2）多方向设施多个挖方工作面，提高爆破速度。具体措施如下：在每个山丘顶均设置开挖点，多位置开挖、爆破，如莲花山共设置 4 个大开挖点、3 个小开挖点、34 个爆破点，从山顶装土方、石方下运，以提高挖方效率。设置多个卸土、装土点，挖机、推土机从山上往山下卸土，山下由挖掘机配合自卸车装土运走。为保证爆破效率，根据实际情况开设 34 个爆破工作面，各点轮流钻孔、装药、爆破流水作业出方，以提高挖掘效率。（3）采取连续、流水作业模式，放一级坡进行一级护坡施工，实现整体交叉作业，确保施工连续、不间断，以提高施工效率。2.2 存在安全隐患案例工程项目所在区域山体较为陡峭，边坡为自然坡体，边坡岩体类型为 类，坡度为45 60，最高处约 55m。根据现有开挖情况可No.4,2023Serial.No.22579知，孤石体量大，若采用炮头机进行破碎处理，容易引发破碎石块滚落风险，威胁现场工作人员的生命、财产安全。此外，机械在山上行走、作业，会导致土石方顺边坡滚落。针对上述问题，为保障施工安全，避免石块滚落，可采取以下应对方法：（1）设置落石槽。山脚下施工便道边设置2m 深的 V 字形落槽，槽段周边设置围栏，警示过往人员、机械，以有效削减石块下冲的势能，同时避免滚石弹出落石槽或直接砸到便道上的人员、机械。（2）设置临时碎落台。可在高边坡区域沿边坡位置修建碎落台，根据案例工程实际情况，碎落台宽 3m，各台上下间隔 57m，沿边坡设置，以拦截落石，同时可作为临时通道使用，需要注意的是，边坡上进行土石方作业时，若遇雨天、大风等恶劣天气，碎落台禁止通行。2.3 机械作业面小现状山体边坡较为陡峭，且地形复杂，大型机械作业面较小，只能从山顶往下作业，削坡完成后，边坡坡度较大，材料运输较为困难。针对上述问题，可结合不同施工区域的山体特点，合理设置上山道路。例如，莲花山工程区域拟在 K1+600、K1+900、K2+200 处开设上山道路，K1+600 处位于边坡西侧，可顺坡顶线开设南北走向“之”字形上山道路，直达山顶；K1+900 处位于边坡中段边坡较低处，开设东西走向“之”字形上山道路；K2+200 位于边坡东侧，高度接近现状地面，坡度较缓，可直接沿边坡坡顶线开设上坡道路，直达山顶。2.4 受天气影响案例工程中，边坡施工时间为9月至次年2月，根据汕尾市气象资料可知，该时间段为旱季，降雨量较少，但由于本边坡工程水稳定性较差，表层残积层为砾性黏性土，遇水崩塌，耐冲刷性差；次表层岩层为全风化、强风化岩，遇水易软化、崩解，强度迅速下降。因此，雨天仍存在边坡失稳风险。对此，在实际施工过程中，应采取以下措施：（1）严禁雨天进行高边坡施工，同时加强雨前、雨后边坡位移情况监测，若出现雨后边坡位移，或者变形异常情况，应立即停工，撤离人员、机械，启动应急救援预案。（2）做好当地天气预报信息收集工作，根据天气情况合理安排施工。（3）结合现场实际情况，设置临时排水系统及脚手架防暴雨设计，确保施工现场排水顺畅。（4）做好钢架、水泥等主要施工材料及大型机械设备的防雨、防雷电等保护措施。（5）边坡开挖刷坡后，尚未进行护坡结构施工的位置需全部覆盖密目网，降低雨天地表径流速度，减少雨水对土体的冲刷。3 边坡格构式锚杆支护施工技术的实际应用3.1 锚杆施工技术案例工程项目中，锚杆支护施工技术主要应用在大鹏山段，锚杆类型为水泥砂浆锚杆，使用M30水泥砂浆常压注浆，注浆压力为0.30.5MPa，保护层厚度为30mm。永久边坡锚杆采用C32锚杆，长 16m，锚固段 5.5m，水平倾角 20，抗拔力50100kN。临时边锚杆采用 C25 锚杆，长 12m，锚固段 5m，水平倾角 20，抗拔力 4060kN。此次施工采用“先插杆后注浆”施工工艺，施工技术要点包括以下内容。（1）施工准备。现场加工锚杆杆体，安装注浆管，然后进行相关试验，确保锚杆质量。此外，应进行水泥、砂料等材料质量和浆液配合比试验，并做好水质检测工作。（2）锚杆孔位放样。根据设计方案确定锚杆孔位，根据实际地形情况，永久边坡锚杆孔位布置分为两种，分别为 3m3m 矩形与 3m2m（宽）矩形。临时边坡均为 3m3m 矩形。（3）钻孔设备安装就位、钻孔角度定位。确保钻机下倾角为 20，锚孔定位偏差在 20mm 以内，锚孔偏斜度不超过 2%。（4）锚杆钻孔、清孔、查孔。根据设计要求，永久边坡孔径为 200mm，临时边坡孔径为110mm，钻孔深度至少超过锚杆设计长度 0.2m。清孔时，应使用空压机，严禁使用高压水清洗，以免塌孔。最后，检查孔洞直径、深度及倾斜度，确保孔洞符合施工要求。（5）锚杆安装。安装锚杆前，先使用与锚杆直径相同的探头探孔，若下放过程中遇到阻碍，需先将锚杆提出，再用钻孔机扫孔。然后，插入锚杆，要求锚杆底部与孔底相距 200mm。最后，固定锚杆，准备注浆。（6）注浆、补浆。根据设计要求使用 M30水泥砂浆，水灰比为 0.380.5，要求水泥为普通硅酸盐水泥，砂含泥量在 3%以下，有害物质含量按重量计应小于 1%，严禁使用污水。注浆施工采用孔底注浆法，一次常压注浆，注浆压力控制在 0.30.5MPa 之间，压力稳定 35min，确保注浆80饱满，当孔口溢出浆液，或者排气管不再排气时，停止注浆。浆液硬化后，需进行补浆处理，以保证施工质量。（7）质量验收。根据工程锚杆情况，对锚杆质量进行基本试验，常用方法为循环加、卸荷法，要求试验数量不少于每种类型锚杆总数的 5%，且至少为5根。此外，应检查锚杆孔位、孔向、孔径、材质、长度、锚固力等相关性能参数。3.2 格构梁施工技术针对高边坡一个格构梁单元受力情况展开分析，如图 1 所示。AC 为滑裂面，为破裂角，ACD 岩块为潜在滑动体，ACD 岩块重力为 W，锚杆抗滑力为 P，滑裂面黏聚力为 c，岩石内摩擦角为，滑裂面面积为 A，总抗滑力为 R，总滑动力为 T，边坡抗滑稳定性安全系数为 KS，ACD 岩块受力分析情况如图 1 所示。图 1 ACD 岩块受力分析图边坡抗滑稳定性公式如下：TRKS=（1）在未打设格构梁和锚杆时，总抗滑力和总滑动力计算公式为：AWRctancos+=（2）sinWT=（3）打设格构梁和锚杆后，总抗滑力和总滑动力计算公式为：APPWRc)cos(tan)sincos(+=）（4）sinWT=（5）加设锚杆和格构梁的实质是增大边坡的抗滑力，在滑动力不变的情况下，增大边坡的抗滑安全系数，提高抗滑稳定性。以大鹏山边坡工程为例，探讨格构梁施工技术。大鹏山边坡采用锚杆+格构梁+客土植草护坡，锚杆施工完成后，可进行格构梁施工。格构梁截面尺寸为300mm300mm，间 距 包 括 3m3m 和 3m2m两种；锚杆锚入横梁内采用长度 1 000mm 的 C32钢筋锁定，现场绑扎钢筋支模采用 C30 混凝土现浇；格构梁整体嵌入边坡 300mm 深，表层客土喷播植草为嵌入式格构梁，以有效加强格构梁的抗滑作用；横梁按 2025m 设一道伸缩缝，缝宽2cm，内填沥青防水材料；案例工程中格构梁采用钢筋混凝土结构，实际作业按照混凝土结构工程施工规范要求展开。主要工艺流程为：测量放样基槽开挖钢筋绑扎梁面模板安装混凝土浇筑修整边坡表面验收。实际施工过程中需要注意以下要点：（1）钢筋绑扎施工时，采用搭接连接方式，要求搭接长度在 35d 以上，同时，同一个截面中，钢筋搭接量应控制在 25%以内。（2）模板材料选用胶合板，做好模板与坡面缝隙间的封堵工作，选用 12.5 水泥砂浆堵塞。（3）混凝土浇筑施工过程中，选用强度为 C30 的商品混凝土，要求材料坍落度处于180200mm 之间，振捣间距控制在 30cm 以内，每点振捣时间控制在 1030s 之间，振捣要求贯入下层至少 50mm，确保振捣充分、无气泡。（4）完成混凝土浇筑和拆模养护工作，待格构梁混凝土强度达到设计要求后，需要对边坡表面进行人工修整，保证其符合设计要求，最后，检查、验收整体施工质量。4 结语边坡格构式锚杆支护施工技术能够有效保证边坡稳定性，确保道路工程项目质量安全。在应用该技术的过程中，应结合工程项目的实际情况，展开施工组织设计，保证施工安全。边坡支护施工具有土方工程量大、作业面有限、碎石滚落、暴雨滑坡等安全风险隐患，为此，应结合施工要求采取有效应对方法，如增加施工人员和机械设备、加强边坡位移监测、防暴雨设计等措施，同时，应明确施工技术要点及相关标准要求，合理设计锚杆和格构梁，做好质量检测、验收工作。参考文献：1 陈 志 仙,王 志 人.基 于 GeoStudio 的 路 堑 高边坡锚杆支护优化设计与实践 J.水利与建筑工程学报,2022,20(04):220-226.2 王江荣,刘硕,靳存程,等.暴雨+地震工况下高速公路路堑高边坡格构锚杆支护效果评价 J.甘肃科学学报,2021,33(04):134-139.3 王洪英.锚杆支护路堑高边坡的稳定性及影响因素分析 J.广东土木与建筑,2021,28(07):64-67.4 王江荣,刘硕,蒲晓妮,等.格构锚杆支护下的黄土高边坡稳定性可靠度及敏感性分析 J.数学的实践与认识,2020,50(22):186-194.