边坡支护工程施工技术

浅谈边坡支护工程施工技术

1、 工程概况

此边坡支护工程场地位于福建工业学校新建学生公寓西侧，距学生公寓仅10m。本边坡为永久性边坡，边坡工程安全等级为一级，使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，场地属丘陵坡地地貌，边坡宽度110m，高度6—20m，坡度为65—72°，为岩土混合边坡，以土质边坡为主。 1.1、水文地址条件

根据《福建工业学校学生公寓楼西侧边坡岩土工程勘察报告》，场地地层从上而下为：1、素填土，层厚约1.20—0.80m，稍温、松散状态，年限约3—4年；2、坡积砂质粘性土，揭示层厚约1.00—1.40m，稍湿—饱和、可塑状态；3、全风化花岗岩、层厚约0.7—1.30m；4、砂土状强风化花岗岩，厚度1.8—12.20m； 5、碎块状强风化花岗岩，揭露层厚约0.70—8.10m，碎块状；6、中风化花岗岩，勘察揭示厚度5.30—20.10m，岩石坚硬。

场地地下水类型主要为风化基岩空隙裂隙水，赋存于各风化岩层中，主要接受大气降水的影响，向底处排泄，场地边坡均位于地下水位以上，稳定水位埋深为1.40—2.75m。 1.2、边坡采用的支护形式

根据边坡的特征、地层的岩性及地理位置，边坡底部采用3.10m高石砌挡土墙，上部采用加设肋梁的喷锚支护，主要形式锚杆（预

应力索）框架+面板+坡体排水工程等防护形式，平台设置排水沟。见图1图2.

2、 边坡施工工艺

边坡支护施工流程：土方开挖—锚杆（仰斜排水孔、泄水孔）—面板—预应力锚杆（索）—框架梁—锚索张拉、封锚、面板分层浇捣完4—5天进行下一层土方开挖，下一层土方开挖完后再进行上一层预应力锚杆（索）施工。重点步骤如下：

2.1、首先做好场地和便道平整，施工力量进场，图纸会审，开展质量、技术交底等各项准备工作；

2.2、挖土削坡、脚手架施工阶段； 坡面整修。 2.3、成孔。仰斜排水孔（泄水孔）的施工。 2.4、预应力锚杆（索）制作、安装、注浆的施工。

2.5、刻梁槽、钢筋绑扎、挂网、喷射混凝土、锚索张拉、封锚施工；

2.6、毛石墙的施工 2.7、清场交验。 3、 边坡施工 3.1、施工前的准备

要进行必要的组织准备、技术准备、主要的施工设备准备。此工程属于一级边坡，所以做好专家论证方案、图纸会审、技术交底

等工作。将图纸中存在的疑问会同业主方、设计方认真研究解决。 3.2、土方开挖、脚手架、 3.2.1、土方开挖

此工程由于场地狭窄，边坡位置的要求比较精确，所以做好边坡的施工放线工作十分重要。根据测量放线的位置，土方分层分段开挖，开挖后应及时支护，开挖一层，支护一层，上层未支护完，不得开挖下一层，同时不得在大雨天开挖施工，坡脚土层必须保持原状土，每层开挖深度不宜超过3.0m，每段开挖长度不宜大于25m，开挖后，应及时修整坡面，开挖肋梁槽（岩石出露部分取消肋梁），埋设泄水管。遇下雨采用塑料布等材料覆盖坡面，并对坡进行变形观测。挖出的作业面修正后，应尽快进行初喷混凝土（40mm厚，当然根据土质情况，有些工程也可以初喷20—30mm。）以稳定坡面。 3.2.2、脚手架搭设

搭设双排脚手架，脚手架采用φ48x3扣件式钢管脚手架，立杆纵距1.5m，横距1.2m，步距1.8m，外立面全长、全高搭设剪刀撑，纵横杆两步三跨与埋设在边坡的钢管连接，放置设备及人员操作处，搭设操作平台。脚手架必须紧贴边坡坡面搭设，每个节点都用卡扣卡牢，脚手架立杆必须置于坚硬稳固的地面上。最底一层横杆距地面高度不大于0.3m。脚手架搭设前必须对现有边坡的稳定性进行观察，确定安全后方可搭设。 3.3、成孔施工

先将边坡表面破碎松散的土渣清除干净，然后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；在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔，预留的长度根据现场和设计图纸确定布设。 3.3.1测量放线

根据建设单位提供的坐标控制桩点，按设计图放线，确定每个孔的位置，设置控制桩，控制整坡孔位，并将轴线引测到地上，按设计要求测量放线测定孔位，孔位误差不超过±30mm ，锚杆孔径为130mm，水平夹角为20°和25°两种。 3.3.2、钻孔

钻孔机具：采用空压机供风潜孔钻无水干钻成孔，使用钻头直径不小于设计孔径。

钻孔就位：钻孔机械在钻孔时应确保受力后不摇摆、不移位。钻孔时应做到“正、平、稳、固”的要求，每台钻机开钻前应检查钻机方位、倾角、水平度和开孔钻头落点误差，检查合格后方可进行钻孔。在钻孔过程中应随时检查钻机的偏位情况，并及时对钻机进行调整，如发现孔斜应立即纠正。孔成型后应对孔口进行封堵，避免岩石、岩粉和其他垃圾的进入。排水孔应与锚杆孔同步施工。 本工程中含有较多节理破碎带，在节理破碎带上钻孔时经常发生卡钻现象，致使钻杆无法拔出，对无法拔出的钻杆应用注浆用砂浆将钻杆和钻孔注实，并在其附近加打锚杆，保证此处坡面得到有

效锚固。。

钻孔顺序：钻孔至上而下逐层施钻，进行交叉、流水作业。 钻孔深度：钻孔孔径、钻孔孔深要求不小于设计值，并超钻50cm，钻进到设计深度后，稳钻3—5min，防止孔底尖灭。

清孔：使用高压空气（风压0.4—0.6mpa）将孔内岩粉及水体全部清除孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。 3.4锚杆（索）施工

图3预应力锚索施工工艺流程框图 3.4.1、锚杆（索）制作安装

锚杆采用φ28mm及φ25mm螺纹钢筋，在钢筋适当部位（间距1—2m）根据设计要求做对中支架。

锚索采用直径15.2mm，抗拉强度1860mpa高强度低松弛无粘结钢纹线制作。钢绞线的下料长度等于锚索设计长度、外锚墩厚度、张拉千斤顶长度、锚具厚度以及张拉操作预留量的总和。截取钢绞线前，在平坦无泥的加工场对线材要进行验查，用切割机截取钢绞线，截好的钢绞线，不允许用电焊或气割，截好的钢绞线平顺的置于工作平台上。

检查锚杆的原材料型号、规格、品种、各部件质量及技术性能是否符合设计要求后，进行锚杆安装。

锚索孔成孔检查合格后，将相应的锚索人工抬至孔口穿索，穿

索时缓慢匀速送入，避免锚索体扭曲。 3.4.2、注浆

根据设计要求选择好水泥、水灰比。锚孔注浆采用孔底返浆方法（注浆压力一般在5.0—8.0mpa），直至孔口溢出新鲜浆液，严禁抽拔注浆管或孔口注浆；如发现孔口浆面回落，在30min内进行孔底压注补浆2—3次，确保孔口浆体充满。在注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时，用水或水泥稀浆润滑注浆泵及注浆管路。注浆过程做好现场施工注浆记录，每批次注浆进行浆体强度试验，试件不小于两组。浆体未达到设计强度的70%时，不得在锚筋体端头悬挂重物和拉绑碰撞。

3.5、钢筋混凝土框架梁、面板、张拉锁定及封锚的施工 3.5.1、钢筋混凝土框架梁、面板施工

预应力锚索框架是边坡锚固工程的抑制构件。它将整个被加固范围内临空面的表面进行覆盖，使整体性得到加强。同时，它又是预应力钢绞线锚固结构的锚垫着落点。因此，框架施工质量直接影响着预应力锚索的加固。

图4 框架梁施工工艺图

首先要按照图纸的要求在基础上弹出框架梁的边线，然后进行刻梁槽。刻好后用2—3cm厚水泥砂浆找平梁槽，遇边坡有局部超挖较大架空处采用c10浆砌片石嵌补。一切做好后进行框架梁和面

板的钢筋绑扎。

平台水沟模板采用木模，按顺序、轴线进行安装就位，用φ14钢筋打入地面并和钢管支架连成整体固定模板。

混凝土采用自拌混凝土，强度等级为c25。混凝土采用人工干式喷射工艺，空压机风量不宜小于9 m³/min以防堵管，喷头水压不应小于0.15mpa，喷射混凝土终凝后2h应浇水养护保持混凝土面湿润，至少养护7天，并及时用草袋覆盖至张拉龄期。 3.5.2、张拉锁定

当混凝土达到一定的强度，不低于设计强度的75%时就可进行张拉。

张拉千斤顶和油泵必须经过有资质的部门校验标定。锚斜托台座的承压面应平整，并与锚索的轴向线方向垂直。锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索体轴线在一条直线上，不得弯压或偏折锚头，确保承载均匀同轴，必要时用钢质垫片调整。

锚索张拉采用超张拉，超张拉力值为设计拉力值的1.1—1.2倍，锚索正式张拉之前，取0.1—0.2倍设计张拉值对锚索进行1—2次预张拉，确保锚固体各部分接触密贴，锚索体顺面平址。 锚索张拉力值分级次张拉，分别为25%、50%、75%、100%、110%，除第一级和最后一级张拉稳定10min外，其余每级持荷稳定时间为

5min，分别记录每级荷载对应锚索体的伸长量，做好记录。张拉时锚索体受力要均匀，发现明显的预应力损失现象，及时进行补偿张拉。

预应力锚筋锁定后48h内，若发现有明显预应力损失(大于锚索拉力设计值的10％)时，则应进行补偿张拉。 3.5.3、封锚

锚索锁定后，做好记号，观察三天，没有异常情况即可用手提砂轮机切割余露锚索头，严禁电弧烧割，留长5—10cm外露锚索，以防滑。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，并按设计要求支模，用c30混凝土封铅处理，防止锈蚀和兼顾美观。 3. 6、浆砌毛石墙的施工

毛石墙的基础应该坐落在原状的土层。毛石采用质地均匀、耐风化和耐腐蚀，强度不低于mu30。分段开挖分段砌筑，待强度达到70%以上时 ，墙后填料即可及时回填。 3.7、锚杆（索）试验检验

根据实际情况本工程共进行基本实验和验收实验两种。 3.7.1、基本试验

基本试验是为确定锚索极限承载力和获得有关设计参数而进行的试验。

锚索施工前，根据锚固地层、锚固荷载进行破坏性抗拔试验。采用3个试验孔，锚固浆体达到28天龄期且混凝土强度达到80%

后进行试验。

试验孔具体位置应由监理和设计代表现场确定，使试验孔可代表工程孔锚固地层的实际情况。试验孔自由段不注浆，锚固段和自由段之间设置止浆袋，锚固段外侧设引排气管，排气管伸入锚固段内5—10cm，其注浆方法与工程孔相同。试验时应记录各级荷载及锚头位移等详细数据，并在工程锚杆施工前及时向设计单位提交试验报告，以验证及调整设计。 3.7.2、验收试验

验收试验是为检验锚杆（索）施工质量和承载力是否满足设计要求而进行的试验。也称现场验收试验或质量控制试验，它是针对所有工程锚杆（索）进行的；通过验收试验可获知锚杆受力大于设计荷载时的短期锚固性能，以满足设计条件时锚杆的安全系数。将验收试验结果与基本实验结果进行恰当的对比，可作为锚杆长期性能评价的参考。验收锚杆数量不少于工程锚杆数量的5%，验收试验应分级加荷，起始荷载宜为锚杆设计荷载的30%，分级加荷值分别为设计核载的0.5、0.75、1.0、1.02、1.33和1.5倍，最大试验荷载不能大于锚筋承载力标准值的0.8倍。

验收试验中，当荷载每增加一级，均应稳定持荷10min，并记录位移读数，最后一级试验荷载也应维持10min。如果在历时10min内位移超过1mm，则该级荷载应在维持50min，并在15、20、25、30、45、和50min时记录其位移量。

验收试验中，从50%设计荷载到最大试验荷载之间所测得的总位移量，应当超过何在范围内锚筋自由段长度的预应力筋弹性伸长量的80%，且小于自由段与1/2锚固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长值。

在最后一级荷载作用下的位移观测期内，锚头位移稳定，即在历时10min内位移不超过1mm，或者2h蠕变量不大于2mm。 如果试验结果同时满足上述条件，则认为验收试验锚杆合格；如发现一孔试验锚杆不能同时满足上述条件，则需增加抽样三孔锚杆进行验收试验，直至验收试验锚杆全部同时满足上述条件，方可认为验收试验锚杆合格。不合格锚孔数不得超过工程锚孔总数的5%。

在全部工程锚杆经抽样进行验收并符合上述有关规定和要求条件后，方可按照有关设计要求张拉锁定程序进行张拉锁定和封锚工作。对验收试验锚杆一般应从1.50倍设计荷载全部退荷至零后，在重新进行张拉锁定作业。

外锚头用与锚梁同标号的混凝土或按照设计要求封头，以防锈蚀破坏。

结束语：边坡支护结构的主要荷载是来自于不稳定岩土的侧向压力。应用锚杆或锚索对岩土体进行加固，通过杆体及锚固段将支护结构传来的拉力传递到稳定岩土层，是一种对原岩扰动小、施工速度快、经济有效的加固技术，并长期观察，预应力锚杆（索）对

稳定山体有着非常明显的效果。在我国的基本建设中，得到了广泛的应用。

注：文章内的图表及公式请到pdf格式下查看