浅析锚喷技术在岩质边坡支护工程中的应用

邹琼燕 王安富 周珍

湖南省地质工程勘察院，湖南 株洲 412003

浅析锚喷技术在岩质边坡支护工程中的应用

邹琼燕 王安富 周珍

湖南省地质工程勘察院，湖南 株洲 412003

锚喷支护是边坡支护工程中的应用非常广泛的一种支护方式：锚杆可加强岩体的整体稳定性，提高滑面上的法向压力，是一种积极的加固方法；而网喷护面可固结破碎岩体的表面，使其免受雨水、阳光、冰冻等作用而遭受破坏。本文以经世皇城五号楼东侧边坡为例，详尽的讲述了锚喷支护体系的适用条件、设计、及施工注意事项。

边坡防护；锚喷；现场施工

概述

锚喷支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层的共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性的一种支护方式。锚杆可加强岩土体的整体稳定性，提高滑面上的法向压力，是一种积极的加固方法；而网喷护面可固结破碎岩体的表面，使其免受雨水、阳光、风吹、冰冻等作用而遭受破坏，也可防止边坡表面松散岩石坍塌和滚落。该支护体系主要适用于完整性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡。本文以株洲市经世皇城住宅小区五号楼东侧边坡为例，较为详尽的分析了锚喷支护体系在岩质边坡工程中的应用。

1 边坡稳定性分析评价

1.1 边坡概况

株洲市经世皇城住宅小区位于株洲市芦淞区建设南路延伸段，原始地形为一山丘，场地地貌属低缓丘陵地貌。因场地开挖平整，在该工程五号楼东侧形成一个长约30m，坡高15m～18m的岩质边坡。坡向约250°，坡度为65°～75°，岩层产状为270°∠20°，为顺向边坡。

1.2 边坡稳定性评价

该边坡系大型爆破施工形成的，岩层多为块状的层间结合较好的厚层或中厚层状砾岩局部夹薄层状泥质粉砂岩。边坡岩体完整，野外踏勘揭露坡面多处存在风化裂隙、裂缝，结构面结合一般，张开度多在3mm以内，钙泥质胶结，无外倾软弱结构面。但由于前期爆破施工未采用将开挖区和保留区分开来的预裂爆破方式，使得岩层受一定的爆破影响，局部岩体破碎，偶有落石现象发生。

依据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）分类，场地边坡岩体类型为Ⅱ类岩体。边坡岩石风化程度为中等风化，边坡坡率为1：0.25～1：0.47，能满足规范要求允许坡率，场地岩石边坡坡体目前处于稳定状态。但根据野外踏勘揭露，外露岩质坡面多处发现风化裂隙、裂缝，结构面张开度多在3mm以内，钙泥质胶结，局部地方有风化岩块崩落现象。该边坡若不经处理，长期暴露于大气中，受自然因素（水、阳光、冰冻、风力）的反复干湿、冻融、冲刷和剥蚀作用，将使坡体受到严重破坏，造成岩体的剥落、崩塌；且该边坡岩层倾向为顺坡向亦对坡体稳定不利；同时，对岩体稳定性不利的结构面及其组合具有一定的不确定性，难以作出准确的预测。上述种种均为对坡体稳定性不利的因素。

1.3 边坡稳定性发展趋势

由于该边坡存在上述诸多不利因素，如不采取相应排水、护面措施，使坡体岩石长期暴露于大气中，受自然因素（水、阳光、冰冻、风力）的反复干湿、冻融、冲刷和剥蚀作用，特别是在雨季时，雨水沿地裂缝下渗，将使坡体受到严重破坏，造成岩体的剥落、崩塌。同时，高切削的岩石边坡顶部极易产生拉伸裂隙，若不加强对边坡顶部的支护，将导致边坡顶部垮塌，从而造成整个边坡的破坏。

另一方面，在建筑施工中，场地开挖平整造成了岩土体应力的重分布，产生卸荷裂隙，不但破坏了坡体的完整性，也为地表水的下渗提供了通道，同时，也增加了附加荷载，这些，均对坡体的稳定不利。

2 设计方案及材料要求

在高切削的岩质边坡上，在拉应力作用下，很容易在边坡顶部出现拉伸裂隙，其深度约为边坡高度的0.2～0.3倍，同时在边坡底部存在着压应力与剪切应力。因岩石本身具有较高的抗压与抗剪切强度，所以岩石边坡的破坏，都是从顶部垮塌开始的。因此，对于整体结构边坡的支护，应注意加强顶部的支护结构。故对本岩质边坡采用如下支护方式支护：在边坡顶部约0.2h～0.3h高度处布置一排结构锚杆，其余部分为防止岩石风化剥落，采用锚喷支护，在岩体表面进行挂网喷细石砼护面。布置一定数量排水孔，并在坡顶设置截水沟，在坡底设置排水沟。

2.1 设计方案

2.1.1 结构锚杆横向间距按2.5m布置，锚杆长度不小于6m，且应进入完整中风化砾岩3m以上，拉筋采用2Φ28三级钢；锚固体直径130mm，采用M30水泥砂浆灌注。锚杆倾角15°。

2.1.2 系统锚杆按间距2.0m×2.0m呈菱形布置，拉筋采用Φ22三级钢；锚固深度视边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而定，一般取2m，且应进入完整中风化砾岩1m以上；锚固体直径110mm，采用M30水泥砂浆灌注。锚杆倾角15°。

2.1.3 坡面喷射100mm厚细石砼层，挂双向单层φ6@200钢筋网，细石砼强度等级C20，分两次喷射。

2.1.4 坡面按间距2.0m×2.0m布置泄水孔;泄水孔直径100mm,孔深1米，仰角5°，内插Φ90软式透水管。在坡顶外围设置截水沟，在坡底设置排水沟。

2.2 材料选择要求

2.2.1 钢筋：锚杆拉筋均采用HRB400级钢，其余采用普通光圆钢筋。

2.2.2 水泥：应优先选用42.5普通硅酸盐水泥；也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，水泥标号不得低于32.5，性能符合现行水泥标准。

2.2.3 砂：应采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率直控制在5%～7%。

2.2.4 骨料：应采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不宜大于15mm；当采用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石材。

2.2.5 外加剂：面板混凝土应选用符合质量要求的速凝剂，掺速凝剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。注浆水泥浆水泥中应加入适量的膨胀剂，增加锚杆的抗拔力。

2.2.6 水：混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水以及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO 计算超过水重1%的水。

3 施工方法及技术措施

锚喷支护的施工程序是：搭设脚手架一整修边坡一制作安装设置排水孔一第一次喷射混凝土一锚杆钻孔、注浆一钢筋网制作：挂网一第二次喷射混凝土一养生一拆除脚手架。现把各工序的施工方法及技术措施简述如下：

3.1 搭设脚手架

脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察，确定安全后再搭设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩石上，不得置于浮渣上；立柱间距1.5m。架子宽度1.2m～1.5m；横杆高度1.8m，以满足施工操作；搭设管扣要牢固和稳定；钢架与壁面之间必须楔紧，相邻钢架之间应连接牢靠，以确保施工安全。

3.2 坡面整修

由于现有的岩石边坡局部破碎且不平整，故必须将松散的浮石和岩渣清除干净。处理好光滑岩面；拆除障碍物；用石块补砌空洞；用高压水冲洗受喷面；对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固；对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理。

3.3 锚杆施工及喷射混凝土作业

3.3.1 喷射作业前必须对机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。

3.3.2 喷射混凝土之前，用清水将坡面冲刷干净，湿润岩层表面，以确保一层后才进行定位；采用锚杆钻机钻孔，孔径130mm或110mm；根据现场的情况确定锚杆深度，结构锚杆不小于6.0m，系统锚杆不小于2.0m。钻孔倾角15度，依设计呈菱形布置。在锚杆之间施工泄水孔，孔径100mm，内插Φ90软式透水管，仰角5°，孔深1.0m，依设计呈菱形布置。

3.3.3 边坡岩石为坚硬岩，须采取加水的方式钻孔，钻孔时必须随机钻速度钻进，不能强加压力冲钻，以免影响边坡岩石的稳定。

3.3.4 采用压力泵将M30水泥浆注入锚孔。如遇空洞不能加压太大，要保持0.1MPa的工作压力。注浆时注浆管应插至孔底5cm～10cm处，随水泥浆的注入缓慢匀速拔出。注浆要保证水泥浆饱满，不得有里空外满的现象。

3.3.5 注完浆后，立即插入锚杆，若孔口无水泥浆溢出，应及时补注浆。

3.4 挂网

3.4.1 先将圆盘钢筋（直径Φ6）调直，按边坡形状尺寸取料加工，按网孔200×200mm的规格编织好钢筋网，分布要均匀，绑扎要牢固。

3.4.2 编好钢筋网后，与锚杆交接处必须进行焊接，以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。

3.4.3 钢筋网必须紧贴混凝土表面，以保证钢筋网保护层厚度。

3.5 养生

3.5.1 当最后一次喷射的混凝土终凝2h后，立即喷水养护，每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于7d。

3.5.2 在终凝后第一次喷水养生时，压力不宜过大，以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。

3.5.3 气温低于5℃时，不得喷水养护。

3.5.4 在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象，应分析原因、采取措施进行修补，以防后患。

4 结论

4.1 锚喷支护能显著提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡的整体稳走性。

4.2 应根据边坡岩土体现状，合理选择喷射混凝土的支护措施、结构设计方案。

4.3 合理选择施工程序、工艺和技术措施是保证喷锚网支护工程质量的关键。

4.4 制订行之有效的现场质量管理措施非常必要。对锚喷支护要对喷射混凝土强度厚度、锚杆间排距、抗拔力、外观感等方面进行检测，严把质量关。

[1]常士骠，张苏民等.工程地质手册(第四版) [S].中国建筑工业出版社，2007

[2]重庆市设计院.建筑边坡工程技术规范(GB50330～2002) [S].北京：中国建筑工业出版社，2002

[3]中华人民共和建设部.建筑地基基础设计规范(GB50007～2002) [S].北京：中国建筑工业出版社，2002

[4]山东矿业学院.锚喷支护工程质量检测规程(MT/5015～96) [S].煤炭工业出版社，1996

[5]山西建筑工程(集团)总公司.地基与基础工程施工工艺标准[M].山西科学技术出版社，2007

[6]陈建平,唐辉明,李学东.岩质边坡锚喷加固应用中的几个问题[J].地球科学，2001，26(4):357～360

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.027

邹琼燕，1981年1月，男，汉族，湖南岳阳，本科，工程师，岩土工程勘察与设计。