锚杆喷射混凝土支护的技术应用

谢建枫

（三明市三元区住建局建设工程质量监督站，福建 三明 365000）

1工程概况

1、本边坡工程位于三明市三元区化工园区，原位丘陵残丘地貌，由于坡脚拟建综合大楼的建设，人工开挖形成长度约56m，最大高度约为23m，坡率约为55°的边坡。边坡安全等级为一级。

2、根据勘察资料，场地工程地质情况主要为： 表一

岩土层 厚度（m） 重度（KN/m3) 炔剪（天然状态） 炔剪（饱水状态） 土体与锚固体粘结强度标准值 天然 饱和 C(Kpa) 中(C°) C(Kpa) 中( C°) frb(kpa) 1、素填土 1～1.5 175.0 18.5 10.0 12.0 8.0 10.0 16 2、砂土状强风化钙质粉砂岩 1～2.0 20.0 21.0 26.0 24.0 21.0 19.0 80 3、碎块状强风化钙质粉砂岩 21.0 22.5 30.0 28.0 24.0 22.5 110

3.本边坡及附近勘察的钻孔地下水埋藏较深。本场地为丘陵地貌，地势高差大，排水通畅，现地表未见水体，亦未见泉眼露头，地下水主要赋于深部基岩风化与裂隙带中，大气降水绝大部分形成地表水并向北侧低处排泻，少部分渗入山体中。本工程边坡汇水面积约为0.02 平方千米，本勘钻探期间钻孔深度内均未测得地下水。

2 边坡支护方案选择

结构形式 条件 边坡环境条件 边坡高度H(m) 安全等级 备注 重力式挡墙 场地允许，坡顶无重要建（构）筑物 土质， H≦10 岩质， H≦12 一、二、三 悬壁式挡墙，扶壁式挡墙 填方区 悬壁式，H≦6 扶壁式，H≦10 一、二、三 适用于土质边坡 桩板式挡墙 悬臂式，H≦15 锚拉式，H≦25 一、二、三 桩嵌固段土质较差时不宜采用 扳肋式或格构式锚杆挡墙 土质， H≦15 岩质， H≦30 一、二、三 排桩式锚杆挡墙 坡顶建（构）筑物需要保护，场地狭窄 土质， H≦15 岩质， H≦30 一、二、三 适用于稳定性较差的土质边坡，有外倾软弱结构面的岩质边坡、垂直开挖施工尚不能保证稳定的边坡 岩石锚喷支护 Ⅰ类岩质，H≦30 一、二、三 Ⅱ类岩质，H≦30 二、三 Ⅲ类岩质，H≤15 二、三 坡率法 坡顶无重要建（构）筑物，场地有放坡条件 土质，H≤10 岩质, H≤25 一、二、三 不良地质段，地下水发育区，软塑及流塑状土时不应采用

边坡支护是指为保证边坡及其环境的安全，对边坡采取的支挡、加固与防护措施。常用的支护结构形式见：表二

对于边坡支护的方案的选择需综合考虑场地的工程地质、水文地质、周边环境，方案经济性等条件。本场地坡高23m，未分级放坡，坡高较高，由于坡顶无放坡条件，无法对边坡进行分级放坡开挖，但该边坡坡顶覆盖薄层填土及砂土状强风化，其余的岩土层为碎块状强风化岩，该边坡主要为岩质边坡稳定性较好，重力式挡墙、悬壁式挡墙或抉壁式挡墙、坡率法均不适用本工程，排桩式锚杆挡墙适用于稳定性较差的土质边坡，也不适用于本工程。经比较可适用本工程的支护形式为锚杆。

锚杆是岩土体加固的杆件体系结构，通过杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远低抗压性能的缺点。表面上看是限制了岩土体脱离原体。客观上看是增加岩土体的粘聚性。从力学观点上主要提高了围岩体的粘聚力和内摩擦角。其实质上锚杆位于岩土体形成一个新的复合体。这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的关键。从而使得岩土体自身的承载能力大大提高。

本边坡主要为碎块状强风化钙质粉砂岩的岩土层，地质条件好，力学性质好，同时本边坡对变形控制要求不高。经工程经济性比较分析，三种锚杆形式的工程造价估算值分别为：锚拉式桩板式挡墙168 万元，扳肋式或格构式锚杆挡墙100万元，锚喷支护63 万元，锚喷支护最低，同时考虑到施工复杂程度，施工进度，施工安全等情况选择本工程的边坡支护形式：采用非预应力锚杆与喷射混凝土支护结构方式，由于局部边坡存在不利结构面，采用加强措施，保证锚杆穿过不利结构面不少于3m。边坡体设置软式透水管。边坡坡顶设置截水沟，坡脚设置排水沟，边坡排水系统与场地排水系统一并考虑。

支护方案经建设单位组织建筑边坡专家组成的专家组对该护坡工程设计方案进行论证，该方案已经专家认可，由设计单位出图。

3 锚杆工程实施及效果

3.1 施工工艺流程

锚杆施工工艺流程如下：钻机就位-成孔-清孔-杆体安放-注浆-二次注浆-实验、资料整理。

3.2 施工要点

(1) 成孔与拉杆。锚杆采用全粘结锚杆，采用C25 做系统锚杆，锚杆孔直径Φ 130,锚杆孔采用机械成孔，孔位误差不宜大于20 毫米，偏斜度不应大于5%，孔深应超过设计深度不小于0.5 米，锚杆钢筋应顺直，沿杆体方向间隔1.5 米焊一支架，锚杆钢筋接头采用绑焊，焊接长度双面焊5d。

(2) 钻孔方式。要求采用干钻，禁止水钻，以确保锚杆施工不会恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。

(3) 注浆。在注浆前要将孔内土渣清理干净。锚杆采用二次注浆，第一次注浆为常压注浆，注浆压力为0.8-1.0MPa。混凝土初凝后，进行第二次应力注浆，注浆压力3-5MPa，稳压2min,二次注浆为锚固段。

3、锚杆拉拨试验。锚杆总数5%应做拉拨试验，且不得少于5 根，随机抽查。本工程共做9 根拉拨试验，有关参数如表三：

表三

试验结果：试1#、试2#、试4#、试7#、试8#锚杆抗拨力值均等于120KN;试3#、试5#、试6#、试9#锚杆抗拨力值等于240KN;以上试验锚杆抗拨承载力值均满足设计要求。

4、验收结果。本工程经建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位等五个部门参加的验收，工程质量等级合格。

5、本工程目前已经竣工并投入使用。根据监测单位提供的监测资料，边坡变形满足规范要求，边坡处于安全状态，证明了采用喷锚支护在该岩质边坡应用的良好效果。

4 几点肤浅体会

1、做好调查工作。调查包括周边环境调查、施工条件及影响因素调查，以及区域地质等相关资料的收集。

2、做好方案的比选和论证工作。对工程安全性、经济性及施工可行性做出全面评估和判断。

3、要重视工程的排水工作。水对土体的力学性能影响很大，要采取有效措施排除。

4、要建立健全的监控体系。把工程建设的全过程置于体系的监控之中，确保工程质量和施工安全。

5、积极探索和推广使用新材料、新技术和新工艺。随着高新技术的发展，越来越多的新材料、新技术和新工艺在锚杆技术过程的使用如扩大锚杆技术、新型锚杆剂等,将大大提高锚杆技术在工程的应用前景。

6、要重视工程的经济分析工作。在锚杆工程的方案选择、设计、施工等各个阶段要做好工程造价分析比较、工程造价监控等的工作，节约投资成本，增强锚杆工程应用的经济效益。

5 结语

三明市是个山地城市，地质自然灾害频发，随着城市建设的发展，边坡稳定问题更加突出。岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术的应用，对边坡治理有着广阔的应用前景。