锚喷支护在边坡加固中的应用
2015-07-06
引言
边坡治理是是一项技术复杂，施工困难的灾害防治工程。边坡失稳所导致的灾害事故屡次出现，随着我国的水利、道路、桥梁等工程建设事业的迅速发展，边坡的加固治理在工程中也越来越显示出突出的地位。锚喷支护是配合新奥法而逐渐发展起来的新型支护技术，在边坡治理和地下工程中已得到广泛的应用，具有受力合理、质量可靠、经济高效、便于机械化施工。
一、工程概况
某石油化工工厂拟在厂区内修建原油储存罐及扩大工厂生产设施，在工地西40m 处有一填土边坡，坡高约8m ，长约20m ，坡顶有一材料仓库，坡底将修建一条进场道路，
二、边坡岩土工程条件
根据工程勘察报告揭示，边坡场地工程地质条件及常规设计参数如表1。 表1 主要工程地质条件及常规设计参数
层号 土层
名称 状态 层厚（m） 重度（γ） φ c
① 杂填土 松散 0.20～2.10 18.5 0 0
② 素填土 松散 1.70～8.70 18.7 12 15
③ 粉质
粘土 可塑 2.20～5.50 19.7 14 25
④ 粉土 中密 2.1～6.20 18.5 18 16
⑤ 粉细砂 松散 0.43～10.48 19.2 26 0
场地地下水类型较复杂，有上层滞水、潜水，主要以大气降水及生产排放的废水为补给来源。
3 .边坡设计方案
根据场地建设规划要求，边坡开挖削坡后，坡率应控制在1∶0. 5 之内。该边坡工程为二级安全等级，对边坡进行稳定性分析后，确认在自然状态下， 为确保边坡周边建（构）筑物安全，必须进行加固治理，。经技术经济反复分析论证，决定采用喷锚支护加微型钢管桩的综合措施对边坡进行加固治理，以喷锚支护为主要措施，竖向微型钢管桩为辅助措施，并采用两级放坡，坡率为1∶0.5～1∶0.6 ，具体设计措施为：
1） 共设计六排锚杆（见图2） 。锚杆孔径为Φ110mm，锚杆钢筋为Ⅱ级螺纹钢筋，注浆浆液采用水灰比为0.45～0.5 的纯水泥浆液，浆体设计强度为20MPa ，注浆压力0.3～0.5MPa。
2）坡面喷射C20 细石混凝土，厚150mm，钢筋网规格为Φ6.5@200 ×200 ，加强筋为Φ18 圆钢。
3）竖向微型钢管桩共五排，纵向间距均为115m（见图2） 。注浆浆液为水灰比0.45～0.5 的纯水泥浆液，浆液设计强度20MPa ，注浆压力0.5～1.0MPa。
4）截水沟和排水沟内空尺寸为300mm ×300mm，坡面泄水管根据地下水情况设置，对坡顶水沟2m范围以内地面进行硬化。
4.边坡支护施工
4.1 喷锚支护
1）土方开挖。土方开挖自上而下、分段、分层进行，采用信息法施工，严密监测坡体变形情况。
2）成孔。采用锚杆钻机成孔，孔径110mm，钻孔倾角15°，钻孔深度应大于设计深度5～10cm。
3）锚杆制作。锚杆制作时每隔2m 应设置一个杆体定位卡，注浆胶管与杆体同时送入孔内，注浆胶管应离孔底50～100mm。
4）注浆。浆液采用搅拌机制作。注浆时边注边缓慢匀速拔出注浆管，管口离浆面应始终保持在2m 以上，孔口溢浆后停止注浆，在浆液初凝前再进行2～3 次加压补浆，注浆压力为013～015MPa。
5） 钢筋网铺设。钢筋网应分段铺设，铺设好的钢筋网与坡面间距应大于30mm，钢筋网宜在第一层砼喷射完毕后铺设，铺设的同时应安放好泄水管。
6） 喷射砼。采用喷射机喷射细石混凝土，喷射分两次进行。喷射时， 喷头的工作压力应该保持在0.1 ～0.12MPa ，喷头应与坡面基本垂直，并保持0.8～1m左右的距离，混凝土喷射后应按照规范进行及时养护。
4.2 微型钢管桩
首先在坡面确定桩位，对Φ48 钢管，采用人工或汽锤方法将钢管打入坡体内至设计深度，对Φ89 钢管，用地质钻机成孔，孔径Φ200 ；钢管制作时下端加工成锥形，上部1.5m以下每隔0.3m开设2～3 个直径5mm的注浆孔。钢管至设计深度后，开始注浆，注浆浆液采用水灰比为0.45～0.5 的纯水泥浆液，注浆压力0.6～ 1.0MPa ，注浆时采用水泥土工布封孔，钢管桩和坡面加强筋应连接成整体。
4.3 水沟及地面硬化施工
坡顶截水沟、坡脚排水沟采用红砖砌筑，内空为300mm×300mm，坡率为0.15 %，宜先施工坡面护坡混凝土，再施工水沟，水沟内壁应采用水泥砂浆粉刷，严防漏水；坡顶截水沟两侧地面应进行素混凝土硬化，并做成倒坡，水沟外侧硬化宽度为2m。
4.4 信息化施工管理
本边坡支护治理工程采用信息化法进行施工管理，包括预测、信息采集与反馈、控制与决策、等反面的内容。
5.边坡位移监测
现场在坡顶和坡中平台位置共布设七个监测点，观测期为一年，共观测三十六次，发现监测点累计水平位移最大值为21mm，累计垂直位移最大值为18mm， 时间—位移曲线边坡位移监测结果和曲线图表明，边坡位移最大变形量可满足规范要求和使用要求，且边坡变形已趋于稳定。边坡经加固支护后，是安全可靠的。
6.结语
1）本边坡工程在对其稳定性分析的基础上采用喷锚支护为主的结构设计与施工方案进行支护加固，根据监测结果可知本边坡的支护是成功的，说明对填土边坡可以采用喷锚支护方法进行加固治理；
2）在边坡治理工程中，对于坡体松散土层，采用注浆花管进行加固是必要的；
3） 边坡支护治理工程采用信息化法进行施工管理，根据施工出现的问题随时调整施工方法和施工工艺，避免或减少施工险情发生，确保施工安全。
4）喷锚支护具有工艺较简单、受力可靠、施工快速、造价较低、效果好的特点，是一种很好值得推广的边坡工程工程治理方法。本边坡工程的成功施工，对类似的填土边坡稳定性分析、加固治理设计和施工均有一定的借鉴作用。
