预应力锚索、锚杆和重力式挡土墙联合支护在边坡工程的应用

于洪刚

（大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁，大连，116023）

预应力锚索、锚杆和重力式挡土墙联合支护在边坡工程的应用

于洪刚

（大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁，大连，116023）

本文介绍了采用预应力锚索、锚杆和重力式挡土墙联合支护应用于高边坡支护中的设计方案和工艺流程，并通过具体的工程实践论证了该工艺的安全性、可靠性和经济性。

预应力；锚索；重力式挡土墙；边坡

一、工程概况

万科溪之谷工程位于柳树村，占地约30万平方米，一期多层与联排间台地根据景观需要形成3级台地边坡，3级台地边坡长约284米，边坡高度 9-17米，坡顶是其开发商开发建设的联排别墅，3级台地边坡下方为是其开发商开发建设的多层建筑，此处边坡原景观设计支护方案采用外墙采用瓦房店黄石砌筑的重力式挡土墙，挡土墙采用上下3级，第一级挡土墙高5-8米，第二级挡土墙高4-10米，第三级挡土墙高1.5-4米，三级挡土墙的坡度均为 1:0.3，由于三级挡土墙占用场地土地，并且不能满足住宅边坡的稳定要求，根据地质资料得知，本工程第一级边坡为新近回填土层，回填土层主要由主要为粘性土和碎石构成，碎石含量占 10-30%，第二级边坡为强化岩板岩夹石英岩和中风化板岩夹石英岩，第三级边坡也为新近回填土层，回填土成分主要由粘性土和碎石构成。经多方论证，决定第一级边坡采用衡重力式挡土墙，第二级边坡采用预应力锚索、锚杆支护，第三级边坡采用重力式挡土墙联合支护设计方案。

二、支护设计方案

根据该边坡周围环境和地质条件，进行支护设计方案。

第一级边坡支护设计采用 M10毛石衡重力式挡土墙，外墙坡度为1:0.18，墙顶宽度为0.6米，外墙采用瓦房店黄石砌筑。外墙每隔1.5-2.0米设泄水孔1个，梅花状布置。

第二级边坡采用预应力锚索、锚杆喷射混凝土支护设计方案，岩石边坡设计坡角80度，预应力锚索、锚杆垂直间距1.5米，水平间距2.0米，锚索长度11-13米，锚杆长度5米，锚杆和锚索倾角均为15度，锚索设计极限承拉力为 350KN。坡面采用挂钢丝网后喷射混凝土再进行景观塑山石施工，护坡上每隔1.5-2.0米设泄水孔1个，梅花状布置，第二级边坡顶部采用钢筋混凝土预制挡板，给景观设计提供绿化的空间。

第三级边坡支护设计采用M10毛石重力式挡土墙，外墙坡度为1:0.2，墙顶宽度为0.5米，外墙采用瓦房店黄石砌筑。外墙每隔1.5-2.0米设泄水孔1个，梅花状布置。

三、喷锚支护工程施工要点

1、喷射混凝土施工

（1）喷射混凝土施工前先将坡面不稳定的岩石碎块、残土清理干净,尤其是局部存在倒坡现象，该区域岩体按设计坡度给以清除。

（2）喷射混凝土面板内置双向钢筋网，采用HPB235级钢筋（Ф8@200×200）。

（3）喷射混凝土强度等级为C25，混凝土喷射厚度为100mm。喷射混凝土分两层施工，第一层先喷50mm找平层，然后挂钢筋网，第二层再喷50mm。

（4）石料为粒径5～10mm的碎石，级配应合理。应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，含水率宜控制在5～7%。

（5）坡面设置泄水孔，菱形排列，间距2.0×1.5m，采用Ф100PVC管，邻近岩土体一端用透水土工布包裹，并做好反滤层。水流密集处应加密泄水孔。泄水孔外倾 5%，最下排泄水孔距地面或排水沟底面不小于200mm。

2、锚索施工工序

（1）锚索定位和钻孔

钻孔施工前按设计图纸放线确定锚索位置，作上标记；锚索水平方向的孔距偏差不宜大于20mm，偏斜度不应大于5%；锚索位置呈菱形排列，锚索间距2.0×1.5m。钻孔机具选择应满足支护设计对锚索钻孔参数的要求，钻孔直径130mm，严格按设计要求的钻孔角度、孔深及孔径施工。

（2）锚索的制作与安置

锚索杆体材料采用 3根七股公称直径为 15.2mm高强钢绞线（fpy=1260N/mm），锚索分为锚固段、自由段和外锚段。

（3）锚索注浆

浆液采用纯 32.5'普通硅酸盐水泥浆，注浆体强度等级为 M30，注浆管与钢绞线一同放入孔中，注浆管距孔底距离小于 200mm，边注浆边拔管，直至孔口流浆。注浆方式为压力注浆，注浆压力不小于0.8MPa。

（4）锚索张拉

锚索张拉宜在锚固体强度大于20MPa，喷射混凝土达到设计强度的80%后进行。锚索超张拉力为设计值的1.05倍。锚索锁定值为设计值65%。

3、锚杆施工工序

（1）锚杆定位和钻孔

钻孔施工前按设计图纸放线确定锚杆位置，作上标记；锚杆水平方向的孔距偏差不宜大于20mm，偏斜度不应大于5%；锚杆位置呈菱形排列，锚杆间距2.0×1.5m。

（2）锚杆的制作与安置

锚杆杆体材料采用1根直径为25mm(HRB335)钢筋，锚杆为全粘结锚杆，锚杆安放时应防止扭压、弯曲，杆体放入角度应与钻孔角度一致，每隔2.0m设对中支架，以保证其居于孔中，全长粘结岩石锚杆锚入风化板岩夹石英岩内5m。

（3）锚杆注浆

浆液采用纯 32.5'普通硅酸盐水泥浆，注浆体强度等级为 M30，注浆管与钢筋一同放入孔中，注浆管距孔底距离小于200mm，边注浆边拔管，直至孔口流浆。注浆方式为压力注浆，注浆压力不小于0.8MPa。

4、技术要求

（1）喷射混凝土后，坡面避免出现凹凸不平，影响造面景观施工。

（2）喷射混凝土面设置伸缩缝，伸缩缝间距为15～20m，用20mm厚的沥青木板填充。

（3）锚索和锚杆钻孔终孔后孔内残渣应清理干净。

（4）浆液中应加入膨胀剂，以防止浆体收缩影响锚杆使用寿命。

5、喷锚支护结构防腐措施

（1）喷射混凝土面板内钢筋的保护层厚度不小于30mm。

（2）预应力锚索自由段防腐处理采用除锈、刷沥青船底漆、沥青玻纤布缠裹两层。

（3）对预应力锚索，其锚头的锚具经除锈、涂防腐漆三度后采用 8目镀锌铁丝网罩、现浇混凝土封闭，封闭混凝土强度等级不应低于C30，厚度不应小于100mm，混凝土保护层厚度不应小于50mm。

（4）岩石全长粘结锚杆，钢筋应预先除锈，锚头钢筋锚架或锚具混凝土保护层厚度不应小于50mm。

6、锚杆、锚索的试验和监测

（1）锚杆、锚索的基本试验

锚杆、锚索试验数量分别不得少于3根，基本试验为破坏性试验，试验结束后应及时将试验数据送设计单位以校核设计。

（2）锚杆、锚索的验收试验

锚杆、锚索试验数量分别不得少于锚杆总数的5%，且不得少于5根。验收试验最大试验荷载不能大于设计值。

四、毛石挡墙施工要点

1、挡土墙基础持力层为强风化板岩夹石英岩层，地基承载力特征值fak＝560kPa。基础嵌岩埋置深度大于0.3m。

2、挡土墙砌筑材料：M10水泥砂浆、Mu40毛石。

3、石料砌筑要求：毛石厚度大于200mm，毛石分层卧砌，上下错缝，内外错砌，不得采用墙面侧立石块、中间填芯的作法。

4、排水孔采用%%c100PVC管，在泄水孔0.3m范围内填直径20mm左右的碎石，外包透水无纺土工布，外围再填0.2m厚直径3mm左右的砾石，排水管外倾5%，水平间距为2.0m,垂直间距1.5-2.0m呈梅花形排列，最低一排排水管距外地面不应小于0.2m,作好场区的场地排水，避免场区外的来水流入墙后，每排排水孔下作一层300mm厚的夯实粘土。

5、挡土墙每隔15-20m设20mm厚的伸缩缝,用沥青木板沿内.外.顶三边填塞。

6、墙后回填碎石土，回填土碎石含量大于50%，人工夯实，每层虚土250mm，夯击5遍。

7、做好场区的外排水工程，避免场区外的流水流入墙后土体。

5 结语

实践证明，预应力锚索、锚杆和重力挡土墙联合支护体系在万科溪之谷工程边坡治理支护中的应用是极其成功的，观测结果表明，该支护结构体系满足了边坡支护的要求，确保了该地区边坡的稳定和安全，支护效果良好，该项目建成投入使用后，极大的改善了小区的生活环境条件，受到了广大业主的一致好评，取得了良好的经济、社会、环境和安全效益。并且，该支护方案还荣获市优秀勘察设计奖项。

[1] 中华人民共和国建设部. 建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002.北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2] 中华人民共和国建设部. 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002.北京：中国建筑工业出版社，2002.

[3] 中华人民共和国建设部.锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086-2001.北京：中国计划出版社，2001.

[4] 中华人民共和国建设部.建筑抗震设计规范 GB50011-2001.北京：中国建筑工业出版社，2001.

[5] 中华人民共和国建设部. 混凝土结构设计规范GB50010-2002.北京：中国建筑工业出版社，2002.

TU528

1674-3954（2011）03-0039-02