淺談邊坡支護工程施工技術

　    1、工程概況
　　此邊坡支護工程場地位于福建工業學校新建學生公寓西側，距學生公寓僅10m。本邊坡為永久性邊坡，邊坡工程安全等級為一級，使用年限為50年，抗震設防烈度為7度，場地屬丘陵坡地地貌，邊坡寬度110m，高度6―20m，坡度為65―72°，為巖土混合邊坡，以土質邊坡為主。
　　1.1、水文地址條件
　　 根據《福建工業學校學生公寓樓西側邊坡巖土工程勘察報告》，場地地層從上而下為：1、素填土，層厚約1.20―0.80m，稍溫、松散狀態，年限約3―4年；2、坡積砂質粘性土，揭示層厚約1.00―1.40m，稍濕―飽和、可塑狀態；3、全風化花崗巖、層厚約0.7―1.30m；4、砂土狀強風化花崗巖，厚度1.8―12.20m； 5、碎塊狀強風化花崗巖，揭露層厚約0.70―8.10m，碎塊狀；6、中風化花崗巖，勘察揭示厚度5.30―20.10m，巖石堅硬。
　　場地地下水類型主要為風化基巖空隙裂隙水，賦存于各風化巖層中，主要接受大氣降水的影響，向底處排泄，場地邊坡均位于地下水位以上，穩定水位埋深為1.40―2.75m。
　　1.2、邊坡采用的支護形式
　　根據邊坡的特征、地層的巖性及地理位置，邊坡底部采用3.10m高石砌擋土墻，上部采用加設肋梁的噴錨支護，主要形式錨桿（預應力索）框架+面板+坡體排水工程等防護形式，平臺設置排水溝。見圖1圖2.
　　
　　2、邊坡施工工藝
　　邊坡支護施工流程：土方開挖―錨桿（仰斜排水孔、泄水孔）―面板―預應力錨桿（索）―框架梁―錨索張拉、封錨、面板分層澆搗完4―5天進行下一層土方開挖，下一層土方開挖完后再進行上一層預應力錨桿（索）施工。重點步驟如下：
　　2.1、首先做好場地和便道平整，施工力量進場，圖紙會審，開展質量、技術交底等各項準備工作；
　　2.2、挖土削坡、腳手架施工階段； 坡面整修。
　　2.3、成孔。仰斜排水孔（泄水孔）的施工。
　　2.4、預應力錨桿（索）制作、安裝、注漿的施工。
　　2.5、刻梁槽、鋼筋綁扎、掛網、噴射混凝土、錨索張拉、封錨施工；
　　2.6、毛石墻的施工
　　2.7、清場交驗。
　　3、邊坡施工
　　3.1、施工前的準備
　　要進行必要的組織準備、技術準備、主要的施工設備準備。此工程屬于一級邊坡，所以做好專家論證方案、圖紙會審、技術交底等工作。將圖紙中存在的疑問會同業主方、設計方認真研究解決。
　　3.2、土方開挖、腳手架、
　　3.2.1、土方開挖
　　此工程由于場地狹窄，邊坡位置的要求比較精確，所以做好邊坡的施工放線工作十分重要。根據測量放線的位置，土方分層分段開挖，開挖后應及時支護，開挖一層，支護一層，上層未支護完，不得開挖下一層，同時不得在大雨天開挖施工，坡腳土層必須保持原狀土，每層開挖深度不宜超過3.0m，每段開挖長度不宜大于25m，開挖后，應及時修整坡面，開挖肋梁槽（巖石出露部分取消肋梁），埋設泄水管。遇下雨采用塑料布等材料覆蓋坡面，并對坡進行變形觀測。挖出的作業面修正后，應盡快進行初噴混凝土（40mm厚，當然根據土質情況，有些工程也可以初噴20―30mm。）以穩定坡面。
　　3.2.2、腳手架搭設
　　搭設雙排腳手架，腳手架采用Φ48x3扣件式鋼管腳手架，立桿縱距1.5m，橫距1.2m，步距1.8m，外立面全長、全高搭設剪刀撐，縱橫桿兩步三跨與埋設在邊坡的鋼管連接，放置設備及人員操作處，搭設操作平臺。腳手架必須緊貼邊坡坡面搭設，每個節點都用卡扣卡牢，腳手架立桿必須置于堅硬穩固的地面上。最底一層橫桿距地面高度不大于0.3m。腳手架搭設前必須對現有邊坡的穩定性進行觀察，確定安全后方可搭設。
　　3.3、成孔施工
　　先將邊坡表面破碎松散的土渣清除干凈，然后用高壓水沖洗受噴面；對邊坡局部不穩定處進行清刷或支補加固；在邊坡松散空洞處和坡腳處設置一定數量的泄水孔，預留的長度根據現場和設計圖紙確定布設。
　　3.3.1測量放線
　　 根據建設單位提供的坐標控制樁點，按設計圖放線，確定每個孔的位置，設置控制樁，控制整坡孔位，并將軸線引測到地上，按設計要求測量放線測定孔位，孔位誤差不超過±30mm ，錨桿孔徑為130mm，水平夾角為20°和25°兩種。
　　3.3.2、鉆孔
　　鉆孔機具：采用空壓機供風潛孔鉆無水干鉆成孔，使用鉆頭直徑不小于設計孔徑。
　　鉆孔就位：鉆孔機械在鉆孔時應確保受力后不搖擺、不移位。鉆孔時應做到“正、平、穩、固”的要求，每臺鉆機開鉆前應檢查鉆機方位、傾角、水平度和開孔鉆頭落點誤差，檢查合格后方可進行鉆孔。在鉆孔過程中應隨時檢查鉆機的偏位情況，并及時對鉆機進行調整，如發現孔斜應立即糾正。孔成型后應對孔口進行封堵，避免巖石、巖粉和其他垃圾的進入。排水孔應與錨桿孔同步施工。
　　本工程中含有較多節理破碎帶，在節理破碎帶上鉆孔時經常發生卡鉆現象，致使鉆桿無法拔出，對無法拔出的鉆桿應用注漿用砂漿將鉆桿和鉆孔注實，并在其附近加打錨桿，保證此處坡面得到有效錨固。。
　　鉆孔順序：鉆孔至上而下逐層施鉆，進行交叉、流水作業。
　　鉆孔深度：鉆孔孔徑、鉆孔孔深要求不小于設計值，并超鉆50cm，鉆進到設計深度后，穩鉆3―5min，防止孔底尖滅。
　　清孔：使用高壓空氣（風壓0.4―0.6MPa）將孔內巖粉及水體全部清除孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度。
　　3.4錨桿（索）施工
　　
　　
　　3.4.1、錨桿（索）制作安裝
　　錨桿采用Φ28mm及Φ25mm螺紋鋼筋，在鋼筋適當部位（間距1―2m）根據設計要求做對中支架。
　　錨索采用直徑15.2mm，抗拉強度1860MPa高強度低松弛無粘結鋼紋線制作。鋼絞線的下料長度等于錨索設計長度、外錨墩厚度、張拉千斤頂長度、錨具厚度以及張拉操作預留量的總和。截取鋼絞線前，在平坦無泥的加工場對線材要進行驗查，用切割機截取鋼絞線，截好的鋼絞線，不允許用電焊或氣割，截好的鋼絞線平順的置于工作平臺上。
　　檢查錨桿的原材料型號、規格、品種、各部件質量及技術性能是否符合設計要求后，進行錨桿安裝。
　　錨索孔成孔檢查合格后，將相應的錨索人工抬至孔口穿索，穿索時緩慢勻速送入，避免錨索體扭曲。
　　3.4.2、注漿
　　根據設計要求選擇好水泥、水灰比。錨孔注漿采用孔底返漿方法（注漿壓力一般在5.0―8.0MPa），直至孔口溢出新鮮漿液，嚴禁抽拔注漿管或孔口注漿；如發現孔口漿面回落，在30min內進行孔底壓注補漿2―3次，確保孔口漿體充滿。在注漿作業開始和中途停止較長時間再作業時，用水或水泥稀漿潤滑注漿泵及注漿管路。注漿過程做好現場施工注漿記錄，每批次注漿進行漿體強度試驗，試件不小于兩組。漿體未達到設計強度的70%時，不得在錨筋體端頭懸掛重物和拉綁碰撞。
　　3.5、鋼筋混凝土框架梁、面板、張拉鎖定及封錨的施工
　　3.5.1、鋼筋混凝土框架梁、面板施工
　　預應力錨索框架是邊坡錨固工程的抑制構件。它將整個被加固范圍內臨空面的表面進行覆蓋，使整體性得到加強。同時，它又是預應力鋼絞線錨固結構的錨墊著落點。因此，框架施工質量直接影響著預應力錨索的加固。
　　
　　
　　首先要按照圖紙的要求在基礎上彈出框架梁的邊線，然后進行刻梁槽。刻好后用2―3cm厚水泥砂漿找平梁槽，遇邊坡有局部超挖較大架空處采用C10漿砌片石嵌補。一切做好后進行框架梁和面板的鋼筋綁扎。
　　平臺水溝模板采用木模，按順序、軸線進行安裝就位，用Φ14鋼筋打入地面并和鋼管支架連成整體固定模板。
　　混凝土采用自拌混凝土，強度等級為C25。混凝土采用人工干式噴射工藝，空壓機風量不宜小于9 m3/min以防堵管，噴頭水壓不應小于0.15Mpa，噴射混凝土終凝后2h應澆水養護保持混凝土面濕潤，至少養護7天，并及時用草袋覆蓋至張拉齡期。
　　3.5.2、張拉鎖定
　　當混凝土達到一定的強度，不低于設計強度的75%時就可進行張拉。
　　張拉千斤頂和油泵必須經過有資質的部門校驗標定。錨斜托臺座的承壓面應平整，并與錨索的軸向線方向垂直。錨具安裝應與錨墊板和千斤頂密貼對中，千斤頂軸線與錨孔及錨索體軸線在一條直線上，不得彎壓或偏折錨頭，確保承載均勻同軸，必要時用鋼質墊片調整。
　　錨索張拉采用超張拉，超張拉力值為設計拉力值的1.1―1.2倍，錨索正式張拉之前，取0.1―0.2倍設計張拉值對錨索進行1―2次預張拉，確保錨固體各部分接觸密貼，錨索體順面平址。
　　錨索張拉力值分級次張拉，分別為25%、50%、75%、100%、110%，除第一級和最后一級張拉穩定10min外，其余每級持荷穩定時間為5min，分別記錄每級荷載對應錨索體的伸長量，做好記錄。張拉時錨索體受力要均勻，發現明顯的預應力損失現象，及時進行補償張拉。
　　預應力錨筋鎖定后48h內，若發現有明顯預應力損失(大于錨索拉力設計值的10％)時，則應進行補償張拉。
　　3.5.3、封錨
　　錨索鎖定后，做好記號，觀察三天，沒有異常情況即可用手提砂輪機切割余露錨索頭，嚴禁電弧燒割，留長5―10cm外露錨索，以防滑。最后用水泥凈漿注滿錨墊板及錨頭各部分空隙，并按設計要求支模，用C30混凝土封鉛處理，防止銹蝕和兼顧美觀。
　　3. 6、漿砌毛石墻的施工
　　毛石墻的基礎應該坐落在原狀的土層。毛石采用質地均勻、耐風化和耐腐蝕，強度不低于MU30。分段開挖分段砌筑，待強度達到70%以上時 ，墻后填料即可及時回填。
　　3.7、錨桿（索）試驗檢驗
　　根據實際情況本工程共進行基本實驗和驗收實驗兩種。
　　3.7.1、基本試驗
　　基本試驗是為確定錨索極限承載力和獲得有關設計參數而進行的試驗。
　　錨索施工前，根據錨固地層、錨固荷載進行破壞性抗拔試驗。采用3個試驗孔，錨固漿體達到28天齡期且混凝土強度達到80%后進行試驗。
　　試驗孔具體位置應由監理和設計代表現場確定，使試驗孔可代表工程孔錨固地層的實際情況。試驗孔自由段不注漿，錨固段和自由段之間設置止漿袋，錨固段外側設引排氣管，排氣管伸入錨固段內5―10cm，其注漿方法與工程孔相同。試驗時應記錄各級荷載及錨頭位移等詳細數據，并在工程錨桿施工前及時向設計單位提交試驗報告，以驗證及調整設計。
　　3.7.2、驗收試驗
　　驗收試驗是為檢驗錨桿（索）施工質量和承載力是否滿足設計要求而進行的試驗。也稱現場驗收試驗或質量控制試驗，它是針對所有工程錨桿（索）進行的；通過驗收試驗可獲知錨桿受力大于設計荷載時的短期錨固性能，以滿足設計條件時錨桿的安全系數。將驗收試驗結果與基本實驗結果進行恰當的對比，可作為錨桿長期性能評價的參考。驗收錨桿數量不少于工程錨桿數量的5%，驗收試驗應分級加荷，起始荷載宜為錨桿設計荷載的30%，分級加荷值分別為設計核載的0.5、0.75、1.0、1.02、1.33和1.5倍，最大試驗荷載不能大于錨筋承載力標準值的0.8倍。
　　驗收試驗中，當荷載每增加一級，均應穩定持荷10min，并記錄位移讀數，最后一級試驗荷載也應維持10min。如果在歷時10min內位移超過1mm，則該級荷載應在維持50min，并在15、20、25、30、45、和50min時記錄其位移量。
　　驗收試驗中，從50%設計荷載到最大試驗荷載之間所測得的總位移量，應當超過何在范圍內錨筋自由段長度的預應力筋彈性伸長量的80%，且小于自由段與1/2錨固段長度之和的預應力筋的理論彈性伸長值。
　　在最后一級荷載作用下的位移觀測期內，錨頭位移穩定，即在歷時10min內位移不超過1mm，或者2h蠕變量不大于2mm。
　　 如果試驗結果同時滿足上述條件，則認為驗收試驗錨桿合格；如發現一孔試驗錨桿不能同時滿足上述條件，則需增加抽樣三孔錨桿進行驗收試驗，直至驗收試驗錨桿全部同時滿足上述條件，方可認為驗收試驗錨桿合格。不合格錨孔數不得超過工程錨孔總數的5%。
　　 在全部工程錨桿經抽樣進行驗收并符合上述有關規定和要求條件后，方可按照有關設計要求張拉鎖定程序進行張拉鎖定和封錨工作。對驗收試驗錨桿一般應從1.50倍設計荷載全部退荷至零后，在重新進行張拉鎖定作業。
　　外錨頭用與錨梁同標號的混凝土或按照設計要求封頭，以防銹蝕破壞。
　　結束語：
　　邊坡支護結構的主要荷載是來自于不穩定巖土的側向壓力。應用錨桿或錨索對巖土體進行加固，通過桿體及錨固段將支護結構傳來的拉力傳遞到穩定巖土層，是一種對原巖擾動小、施工速度快、經濟有效的加固技術，并長期觀察，預應力錨桿（索）對穩定山體有著非常明顯的效果。在我國的基本建設中，得到了廣泛的應用。