錨桿擋土墻施工技術(shù)及在公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

1、錨桿擋土墻施工技術(shù)及在公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用 黃 剛 （中國(guó)水利水電第七工程局有限公司五分局 四川彭山 620860）摘 要：錨桿擋土墻作為一種輕型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，依靠它技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在公路路塹邊坡防護(hù)中得以廣泛的應(yīng)用。本文主要從綦萬(wàn)路錨桿擋土墻路塹邊坡防護(hù)入手，系統(tǒng)介紹了錨桿擋土墻的施工技術(shù),可供類(lèi)似工程施工的工程技術(shù)人員參考。 關(guān)鍵詞：錨桿擋土墻 施工 公路邊坡 防護(hù)1 引言錨桿擋土墻是利用錨桿技術(shù)形成的一種擋土結(jié)構(gòu)物。錨桿是一種新型的受拉桿件，它的一端與工程結(jié)構(gòu)物聯(lián)結(jié)，另一端通過(guò)鉆孔、插入錨桿、灌漿、養(yǎng)護(hù)等工序錨固在穩(wěn)定的地層中，以承受土壓力對(duì)結(jié)構(gòu)物所施加的推力，從

2、而利用錨桿與地層間的錨固力來(lái)維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。作為輕型的支擋結(jié)構(gòu)，錨桿擋土墻取代笨重的重力式圬工擋土墻，可以節(jié)省大量圬工材料，現(xiàn)已廣泛用于公路、鐵路、煤礦和水利等支擋工程中，并收到了很好的效果。2 概述錨桿擋土墻由于錨固地層、施工方法、受力狀態(tài)及結(jié)構(gòu)形式等的不同，有不同的形式。按墻面的結(jié)構(gòu)形式可分為柱板式錨桿擋土墻和壁板式錨桿擋土墻。柱板式錨桿擋土墻是由擋土板、肋柱和錨桿組成，肋柱是擋土板的支座，錨桿是肋柱的支座，墻后的側(cè)向土壓力作用于擋土板上，并通過(guò)擋土板傳給肋柱，再由肋柱傳給錨桿，由錨桿與周?chē)貙又g的錨固力即錨桿抗拔力使之平衡，以維持墻身及墻后巖體的穩(wěn)定；壁板式錨桿擋土墻是由墻面板（壁面

3、板）和錨桿組成，墻面板直接與錨桿連接，并以錨桿為支撐，土壓力通過(guò)墻面板傳給錨桿，后者則依靠錨桿與周?chē)貙又g的錨固力（即抗拔力）抵抗土壓力，以維持擋土墻的平衡與穩(wěn)定。綦萬(wàn)高速公路是重慶至萬(wàn)盛的旅游專(zhuān)線。筆者所修建的綦萬(wàn)路A合同段母家灣互通式立交C匝道段出露的地層為泥質(zhì)頁(yè)巖層，層面傾角為2025，含有紫紅色直徑13cm的泥質(zhì)，局部夾510cm厚的黑色灰質(zhì)頁(yè)巖，顆粒成分以粘土為主，半固結(jié)狀態(tài)，遇水泥化、崩解，在天然狀態(tài)下易風(fēng)化剝落，抗剪強(qiáng)度低。該段路基設(shè)計(jì)為1：0.5的邊坡，無(wú)碎落臺(tái)，考慮到路塹開(kāi)挖后產(chǎn)生卸荷裂縫和爆破施工對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響，為防止邊坡坡面產(chǎn)生順層滑動(dòng)及造成傾倒性坍塌，對(duì)該段路塹采用

4、了柱板式錨桿擋土墻進(jìn)行防護(hù)。3 錨桿擋土墻施工本文以綦萬(wàn)路錨桿擋土墻為例，著重介紹了錨桿擋土墻在公路邊坡防護(hù)中的施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)心得。3.1工程概況綦萬(wàn)路C匝道右側(cè)邊坡錨桿擋土墻起止樁號(hào)為CK0+410CK0+520，全長(zhǎng)110m，邊坡1：0.5，最高處20.5m，主要工程量：C20混凝土305.98m3，100鉆孔5027m，鋼筋制安61.746T。布置圖見(jiàn)圖1、節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖2。圖1 錨桿擋土墻斷面圖(單位：mm)錯(cuò)誤!鏈接無(wú)效。圖2 A點(diǎn)大樣圖(單位：mm)該段錨桿擋土墻設(shè)計(jì)為柱板式錨桿擋土墻，設(shè)計(jì)方案如下：本工程錨桿設(shè)計(jì)為摩擦型注漿錨桿。采用320螺紋鋼，彎轉(zhuǎn)部分長(zhǎng)度不小于90cm；錨桿支架鋼

5、筋為8鋼筋；錨桿鋼筋必須點(diǎn)焊成束，每間隔1.52m設(shè)錨桿固定支架。錨孔的深度需大于錨固深度50cm，錨孔壁直徑為100mm，用M30水泥砂漿注漿。結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。錯(cuò)誤!鏈接無(wú)效。圖3 錨桿結(jié)構(gòu)詳圖(單位：mm)B-B截面圖(單位：mm)肋柱為C20鋼筋混凝土，暗肋，肋柱寬35cm，厚40cm,肋柱的設(shè)置間距為2m（中對(duì)中），主筋為20螺紋鋼，箍筋為8鋼筋，間距20cm。 噴射混凝土墻面板為C20鋼筋混凝土，厚10cm；鋼筋網(wǎng)為8鋼筋，按2020cm布置；并布設(shè)泄水管。如圖4。圖4 面板鋼筋結(jié)構(gòu)圖（斷面）3.2 施工工藝錨桿擋土墻施工工藝流程圖如下：搭設(shè)鋼管架操作平臺(tái)成錨孔測(cè)量定孔位驗(yàn)錨孔錨桿制作鋼

6、筋制安補(bǔ)注砂漿驗(yàn) 交噴射混凝土養(yǎng) 護(hù)注 漿安裝錨桿人工鑿錨肋基槽施工準(zhǔn)備配合比及材料要求錨桿注漿用M30水泥砂漿。配合比為水泥：砂：水：膨脹劑=1：0.98：0.53:0.11。水泥：用P.O32.5#水泥；砂為特細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)0.71.5。錨肋及面板C20噴射混凝土配合比為水泥：砂：碎石：水：速凝劑=1：1.36：4.0：0.41:0.03。水泥：用P.O32.5#水泥；砂：采用堅(jiān)硬耐久的簡(jiǎn)陽(yáng)中粗砂，細(xì)度模數(shù)2.23.0；粗骨料：粒徑不大于15mm的碎石，不得使用含有活性二氧化硅的石材；級(jí)配應(yīng)滿(mǎn)足表1要求：表1 噴射混凝土骨料級(jí)配表序 號(hào)通過(guò)各種篩孔的累計(jì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）0.6mm1.2mm

7、2.5mm5mm10mm15mm117222331354350607382100213311841265440706290100外加劑：選用符合質(zhì)量要求的速凝劑，摻速凝劑后的噴射混凝土性能必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；水：用飲用水，不得使用污水及PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按硫酸根計(jì)算超過(guò)水重1%的水。搭設(shè)鋼管架操作平臺(tái)，清理坡面雜物，清除浮石及松動(dòng)巖石，再進(jìn)行測(cè)量放樣，在巖面上確定錨桿孔位并用油漆標(biāo)注。錨桿施工鉆孔按設(shè)計(jì)要求，錨孔為22m 方型布置，孔徑為10cm。在孔位確定后，用XK300液壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆機(jī)就位后，應(yīng)保持平穩(wěn)，導(dǎo)桿或立軸與鉆桿傾角一致（保持與水平20角），并在同一軸線上。在鉆進(jìn)

8、過(guò)程中，應(yīng)精心操作，精神集中，合理掌握鉆進(jìn)參數(shù)和鉆進(jìn)速度，不能損傷巖體結(jié)構(gòu)，以避免巖層裂隙擴(kuò)大，防止埋鉆、卡鉆等?？咨睢⒖讖健A角均應(yīng)符合圖紙要求。孔口位置偏差50mm；鉆孔軸線與設(shè)計(jì)軸線偏差應(yīng)小于3%孔深；孔深偏差不大于+100mm；相領(lǐng)錨孔間距應(yīng)符合要求。成孔后，應(yīng)將孔內(nèi)巖粉、碎屑等雜物清除干凈，保持孔內(nèi)干燥及孔壁干凈粗糙，并及時(shí)用塑料塞堵住孔口。錨桿制作與安放按設(shè)計(jì)要求，將3根20螺紋鋼點(diǎn)焊成束，在錨桿桿體上每隔2m安設(shè)錨桿固定支架，桿體應(yīng)平順，除油除銹，自由段用塑料布包扎。在安放錨桿時(shí)，應(yīng)防止桿體扭曲、壓彎；注漿管隨錨桿一同放入孔內(nèi)，管端距孔底距離為50100mm，桿體放入角度與鉆孔傾

9、角保持一致，錨桿安好后桿體始終處于鉆孔中心。注漿以一個(gè)孔為工作單元，錨孔的鉆孔、安放錨桿、注漿應(yīng)連續(xù)完成。注漿的施工工藝將影響錨桿的錨固能力。注漿前應(yīng)用水沖洗孔壁，在孔口50cm范圍內(nèi)先用1：3的水泥砂漿封閉。漿液應(yīng)攪拌均勻，過(guò)篩，隨攪隨用，在初凝前用完，如在漿液硬化后不能充滿(mǎn)錨固體時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿，注漿量不得小于計(jì)算量，其充盈系數(shù)為1.11.3。注漿時(shí)，應(yīng)隨時(shí)注意排氣孔不被堵塞，宜邊灌注邊拔出注漿管，但應(yīng)注意管口應(yīng)始終處于漿面以下，并隨時(shí)活動(dòng)注漿管，待漿液益出孔口時(shí)全部拔出。注漿完畢后應(yīng)將外露的鋼筋清洗干凈并保護(hù)好。錨肋和噴射混凝土面板施工在錨桿注漿完成后，再次將松散的浮石和巖渣清除干凈。處理

10、好光滑巖面，用漿砌片石補(bǔ)砌空洞。對(duì)邊坡局部不穩(wěn)定處進(jìn)行清刷或支補(bǔ)加固，對(duì)較大的裂縫進(jìn)行灌漿或勾縫處理。在錨肋處按圖紙尺寸劃線，人工采用手持式風(fēng)鎬清鑿肋柱基槽，基槽應(yīng)滿(mǎn)足3540cm的設(shè)計(jì)尺寸。按圖紙要求制作綁扎肋柱鋼筋和混凝土面板鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與錨桿交接處必須焊接，以保證噴射混凝土?xí)r鋼筋網(wǎng)不晃動(dòng)，并要緊貼設(shè)計(jì)為10cm的噴射混凝土表面，以保證鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度。按圖紙要求設(shè)置泄水孔，長(zhǎng)度為10cm，孔口緊貼坡面，防止混凝土噴射時(shí)堵塞泄水孔。噴射混凝土前用高壓水沖洗受?chē)娒?，保證受?chē)娒嫘迈r潮濕?；炷羾娚淝埃冗M(jìn)行試噴，調(diào)整回彈量，并確定施工操作程序。嚴(yán)禁雨天噴射混凝土?；炷羾娚涫┕r(shí)，嚴(yán)格按照C

11、20的施工配合比制作混凝土，分段、分片從下到上分段噴射。施工時(shí)，先送風(fēng)，后開(kāi)機(jī)，再給料；向噴射機(jī)供料必須連續(xù)均勻，機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，料斗內(nèi)應(yīng)保持足夠的存料；噴射機(jī)的工作風(fēng)壓，應(yīng)滿(mǎn)足噴頭處的壓力在0.1MPa左右；噴射時(shí)，噴頭與受?chē)娒鎽?yīng)保持垂直，宜保持0.61.0m的距離，以保證噴層厚度均勻及混凝土的密實(shí)度；并每隔1012m設(shè)一道伸縮縫（避開(kāi)肋柱位置）。同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足其邊坡坡比不能陡于1：0.5，整體平順、美觀，符合公路邊坡坡面的質(zhì)量要求。養(yǎng)護(hù)噴射混凝土終凝2小時(shí)后，立即噴水養(yǎng)護(hù)，噴水次數(shù)視氣溫而定（當(dāng)氣溫低于+5時(shí)，不得噴水養(yǎng)護(hù)），一般不得少于4次，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7天。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)剝落、外

12、鼓、裂紋、局部潮濕、色澤不均勻等不良現(xiàn)象，應(yīng)分析原因，采取措施進(jìn)行修補(bǔ)，以防后患。4 施工資源配置4.1人員配置現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)員和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量員。4.2施工機(jī)具、測(cè)量和質(zhì)檢儀器配置主要施工機(jī)具、測(cè)量和質(zhì)檢儀器如下表：名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單 位數(shù)量手持式風(fēng)鎬臺(tái)4液壓鉆機(jī)XK300臺(tái)3注漿機(jī)100型55KW1濕拌砼噴射機(jī)TK-961臺(tái)1砼攪拌機(jī)250型350L1空壓機(jī)VY-12/790KW1全站儀SET2100臺(tái)1萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)WE-600B臺(tái)1混凝土強(qiáng)度檢測(cè)模具組6鋼筋加工設(shè)備臺(tái)套15 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制與檢測(cè)5.1現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)把鋼筋、水泥、骨料、速凝劑、膨脹劑

13、等材料質(zhì)量關(guān)，并嚴(yán)格按照配合比和規(guī)范要求施工。施工人員在施工前要認(rèn)真地進(jìn)行技術(shù)交底，熟悉并掌握操作規(guī)程和技術(shù)要求。按設(shè)計(jì)正確制作錨桿和鋼筋網(wǎng)，安插錨桿并仔細(xì)驗(yàn)孔，并作好混凝土的抽檢工作，以確保錨桿擋墻的質(zhì)量。5.2現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)錨桿抗拔力試驗(yàn)。由前述可知，錨桿擋土墻后的側(cè)向土壓力通過(guò)面板、肋柱最終將轉(zhuǎn)給錨桿，所以錨桿的質(zhì)量控制是整個(gè)錨桿擋土墻的關(guān)鍵。該段錨桿擋土墻共計(jì)錨桿648根，錨桿設(shè)計(jì)錨固力50KN，按每300根錨桿抽樣一組，每組3根，共做了3組共10根錨桿的抗拔力試驗(yàn)，長(zhǎng)度從3m到16m不等。每根錨桿的抗拔力均大于50KN，滿(mǎn)足規(guī)范要求。強(qiáng)度檢測(cè)平均值Rn = 24.5 MPa；標(biāo)準(zhǔn)差Sn

14、 = 1.2 MPa；最小值Rmin = 21.8 MPa由公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)公式RnK1Sn0.9R 得 24.51.61.2=22.580.920 = 18根據(jù)公式RminK2R 得21.80.8520 = 17 滿(mǎn)足規(guī)范要求。厚度檢測(cè)用鑿孔法檢測(cè)。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范，“每個(gè)斷面上，全部檢查孔處的噴層厚度60以上不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度；最小值不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度的50；同時(shí)，檢查孔處厚度的平均值，不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度值。”本工程共檢測(cè)50點(diǎn)，結(jié)果如下：平均值X106cm10cm，最小值Xmin72cm0505cm，符合規(guī)范要求。其它檢測(cè)項(xiàng)目特別是錨孔直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。6 施

15、工體會(huì)綦萬(wàn)高速公路A合同段母家灣互通式立交C匝道CK0+410CK0+520右側(cè)邊坡由于受地形限制，設(shè)計(jì)坡度較陡，在施工過(guò)程中已經(jīng)有局部產(chǎn)生順層滑動(dòng)，后該處經(jīng)錨桿擋土墻防護(hù)處理后，邊坡穩(wěn)定，坡面直順美觀。達(dá)到了經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的要求。通過(guò)對(duì)該段擋土墻的施工，筆者體會(huì)到以下6個(gè)環(huán)節(jié)必須要把握。錨桿擋土墻支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)不同，其主要作用在于主動(dòng)加固圍巖，發(fā)揮圍巖的自支承能力。因此在施工中，要熟悉圖紙，理解設(shè)計(jì)意圖，加強(qiáng)對(duì)圍巖的地質(zhì)調(diào)查，為修改設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工提供信息。通過(guò)對(duì)錨桿抗拔力試驗(yàn)得出，鉆孔較小的錨桿其抗拔力值較高。這是摩擦型錨桿的特點(diǎn)，孔徑較小的錨桿所獲得的錨固效果要好于孔徑大的。所以要求在摩擦型錨桿鉆孔施工中，一定要注意孔徑不要大于設(shè)計(jì)值。錨桿注漿應(yīng)盡量采用二次注漿的方法，在一次注漿后，如發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，可及時(shí)采取補(bǔ)救