淺析錨噴技術在巖質邊坡支護工程中的應用

鄒瓊燕 王安富 周珍

湖南省地質工程勘察院，湖南 株洲 412003

淺析錨噴技術在巖質邊坡支護工程中的應用

鄒瓊燕 王安富 周珍

湖南省地質工程勘察院，湖南 株洲 412003

錨噴支護是邊坡支護工程中的應用非常廣泛的一種支護方式：錨桿可加強巖體的整體穩定性，提高滑面上的法向壓力，是一種積極的加固方法；而網噴護面可固結破碎巖體的表面，使其免受雨水、陽光、冰凍等作用而遭受破壞。本文以經世皇城五號樓東側邊坡為例，詳盡的講述了錨噴支護體系的適用條件、設計、及施工注意事項。

邊坡防護；錨噴；現場施工

概述

錨噴支護是靠錨桿、鋼筋網和混凝土層的共同工作來提高邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，減小巖（土）體側向變形，增強邊坡的整體穩定性的一種支護方式。錨桿可加強巖土體的整體穩定性，提高滑面上的法向壓力，是一種積極的加固方法；而網噴護面可固結破碎巖體的表面，使其免受雨水、陽光、風吹、冰凍等作用而遭受破壞，也可防止邊坡表面松散巖石坍塌和滾落。該支護體系主要適用于完整性較差、強度較低、易于風化的巖石邊坡；或雖為堅硬巖層，但風化嚴重、節理發育、易受自然營力影響、導致大面積碎落，以及局部小型崩塌、落石的巖質邊坡。本文以株洲市經世皇城住宅小區五號樓東側邊坡為例，較為詳盡的分析了錨噴支護體系在巖質邊坡工程中的應用。

1 邊坡穩定性分析評價

1.1 邊坡概況

株洲市經世皇城住宅小區位于株洲市蘆淞區建設南路延伸段，原始地形為一山丘，場地地貌屬低緩丘陵地貌。因場地開挖平整，在該工程五號樓東側形成一個長約30m，坡高15m～18m的巖質邊坡。坡向約250°，坡度為65°～75°，巖層產狀為270°∠20°，為順向邊坡。

1.2 邊坡穩定性評價

該邊坡系大型爆破施工形成的，巖層多為塊狀的層間結合較好的厚層或中厚層狀礫巖局部夾薄層狀泥質粉砂巖。邊坡巖體完整，野外踏勘揭露坡面多處存在風化裂隙、裂縫，結構面結合一般，張開度多在3mm以內，鈣泥質膠結，無外傾軟弱結構面。但由于前期爆破施工未采用將開挖區和保留區分開來的預裂爆破方式，使得巖層受一定的爆破影響，局部巖體破碎，偶有落石現象發生。

依據《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）分類，場地邊坡巖體類型為Ⅱ類巖體。邊坡巖石風化程度為中等風化，邊坡坡率為1：0.25～1：0.47，能滿足規范要求允許坡率，場地巖石邊坡坡體目前處于穩定狀態。但根據野外踏勘揭露，外露巖質坡面多處發現風化裂隙、裂縫，結構面張開度多在3mm以內，鈣泥質膠結，局部地方有風化巖塊崩落現象。該邊坡若不經處理，長期暴露于大氣中，受自然因素（水、陽光、冰凍、風力）的反復干濕、凍融、沖刷和剝蝕作用，將使坡體受到嚴重破壞，造成巖體的剝落、崩塌；且該邊坡巖層傾向為順坡向亦對坡體穩定不利；同時，對巖體穩定性不利的結構面及其組合具有一定的不確定性，難以作出準確的預測。上述種種均為對坡體穩定性不利的因素。

1.3 邊坡穩定性發展趨勢

由于該邊坡存在上述諸多不利因素，如不采取相應排水、護面措施，使坡體巖石長期暴露于大氣中，受自然因素（水、陽光、冰凍、風力）的反復干濕、凍融、沖刷和剝蝕作用，特別是在雨季時，雨水沿地裂縫下滲，將使坡體受到嚴重破壞，造成巖體的剝落、崩塌。同時，高切削的巖石邊坡頂部極易產生拉伸裂隙，若不加強對邊坡頂部的支護，將導致邊坡頂部垮塌，從而造成整個邊坡的破壞。

另一方面，在建筑施工中，場地開挖平整造成了巖土體應力的重分布，產生卸荷裂隙，不但破壞了坡體的完整性，也為地表水的下滲提供了通道，同時，也增加了附加荷載，這些，均對坡體的穩定不利。

2 設計方案及材料要求

在高切削的巖質邊坡上，在拉應力作用下，很容易在邊坡頂部出現拉伸裂隙，其深度約為邊坡高度的0.2～0.3倍，同時在邊坡底部存在著壓應力與剪切應力。因巖石本身具有較高的抗壓與抗剪切強度，所以巖石邊坡的破壞，都是從頂部垮塌開始的。因此，對于整體結構邊坡的支護，應注意加強頂部的支護結構。故對本巖質邊坡采用如下支護方式支護：在邊坡頂部約0.2h～0.3h高度處布置一排結構錨桿，其余部分為防止巖石風化剝落，采用錨噴支護，在巖體表面進行掛網噴細石砼護面。布置一定數量排水孔，并在坡頂設置截水溝，在坡底設置排水溝。

2.1 設計方案

2.1.1 結構錨桿橫向間距按2.5m布置，錨桿長度不小于6m，且應進入完整中風化礫巖3m以上，拉筋采用2Φ28三級鋼；錨固體直徑130mm，采用M30水泥砂漿灌注。錨桿傾角15°。

2.1.2 系統錨桿按間距2.0m×2.0m呈菱形布置，拉筋采用Φ22三級鋼；錨固深度視邊坡巖層的破碎程度及破碎層的厚度而定，一般取2m，且應進入完整中風化礫巖1m以上；錨固體直徑110mm，采用M30水泥砂漿灌注。錨桿傾角15°。

2.1.3 坡面噴射100mm厚細石砼層，掛雙向單層φ6@200鋼筋網，細石砼強度等級C20，分兩次噴射。

2.1.4 坡面按間距2.0m×2.0m布置泄水孔;泄水孔直徑100mm,孔深1米，仰角5°，內插Φ90軟式透水管。在坡頂外圍設置截水溝，在坡底設置排水溝。

2.2 材料選擇要求

2.2.1 鋼筋：錨桿拉筋均采用HRB400級鋼，其余采用普通光圓鋼筋。

2.2.2 水泥：應優先選用42.5普通硅酸鹽水泥；也可選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質硅酸鹽水泥，水泥標號不得低于32.5，性能符合現行水泥標準。

2.2.3 砂：應采用堅硬耐久的中粗砂，細度模數宜大于2.5，含水率直控制在5%～7%。

2.2.4 骨料：應采用堅硬耐久的碎石或卵石，粒徑不宜大于15mm；當采用堿性速凝劑時，不得使用含有活性二氧化硅的石材。

2.2.5 外加劑：面板混凝土應選用符合質量要求的速凝劑，摻速凝劑后的噴射混凝土性能必須滿足設計要求。注漿水泥漿水泥中應加入適量的膨脹劑，增加錨桿的抗拔力。

2.2.6 水：混合水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質，不得使用污水以及pH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO 計算超過水重1%的水。

3 施工方法及技術措施

錨噴支護的施工程序是：搭設腳手架一整修邊坡一制作安裝設置排水孔一第一次噴射混凝土一錨桿鉆孔、注漿一鋼筋網制作：掛網一第二次噴射混凝土一養生一拆除腳手架。現把各工序的施工方法及技術措施簡述如下：

3.1 搭設腳手架

腳手架搭設前必須先對現有邊坡的穩定情況進行觀察，確定安全后再搭設腳手架。鋼管支架立柱應置于堅硬穩定的巖石上，不得置于浮渣上；立柱間距1.5m。架子寬度1.2m～1.5m；橫桿高度1.8m，以滿足施工操作；搭設管扣要牢固和穩定；鋼架與壁面之間必須楔緊，相鄰鋼架之間應連接牢靠，以確保施工安全。

3.2 坡面整修

由于現有的巖石邊坡局部破碎且不平整，故必須將松散的浮石和巖渣清除干凈。處理好光滑巖面；拆除障礙物；用石塊補砌空洞；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；對較大的裂縫進行灌漿或勾縫處理。

3.3 錨桿施工及噴射混凝土作業

3.3.1 噴射作業前必須對機械設備，風、水管路和電線等進行全面檢查及試運轉。

3.3.2 噴射混凝土之前，用清水將坡面沖刷干凈，濕潤巖層表面，以確保一層后才進行定位；采用錨桿鉆機鉆孔，孔徑130mm或110mm；根據現場的情況確定錨桿深度，結構錨桿不小于6.0m，系統錨桿不小于2.0m。鉆孔傾角15度，依設計呈菱形布置。在錨桿之間施工泄水孔，孔徑100mm，內插Φ90軟式透水管，仰角5°，孔深1.0m，依設計呈菱形布置。

3.3.3 邊坡巖石為堅硬巖，須采取加水的方式鉆孔，鉆孔時必須隨機鉆速度鉆進，不能強加壓力沖鉆，以免影響邊坡巖石的穩定。

3.3.4 采用壓力泵將M30水泥漿注入錨孔。如遇空洞不能加壓太大，要保持0.1MPa的工作壓力。注漿時注漿管應插至孔底5cm～10cm處，隨水泥漿的注入緩慢勻速拔出。注漿要保證水泥漿飽滿，不得有里空外滿的現象。

3.3.5 注完漿后，立即插入錨桿，若孔口無水泥漿溢出，應及時補注漿。

3.4 掛網

3.4.1 先將圓盤鋼筋（直徑Φ6）調直，按邊坡形狀尺寸取料加工，按網孔200×200mm的規格編織好鋼筋網，分布要均勻，綁扎要牢固。

3.4.2 編好鋼筋網后，與錨桿交接處必須進行焊接，以保證噴射混凝土時鋼筋不晃動。

3.4.3 鋼筋網必須緊貼混凝土表面，以保證鋼筋網保護層厚度。

3.5 養生

3.5.1 當最后一次噴射的混凝土終凝2h后，立即噴水養護，每天至少噴水四次。養護時間一般不得少于7d。

3.5.2 在終凝后第一次噴水養生時，壓力不宜過大，以防止沖壞噴射混凝土防護層表面。

3.5.3 氣溫低于5℃時，不得噴水養護。

3.5.4 在養生過程中如果發現剝落、外鼓、裂紋、局部潮濕、色澤不均等不良現象，應分析原因、采取措施進行修補，以防后患。

4 結論

4.1 錨噴支護能顯著提高高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，增強邊坡的整體穩走性。

4.2 應根據邊坡巖土體現狀，合理選擇噴射混凝土的支護措施、結構設計方案。

4.3 合理選擇施工程序、工藝和技術措施是保證噴錨網支護工程質量的關鍵。

4.4 制訂行之有效的現場質量管理措施非常必要。對錨噴支護要對噴射混凝土強度厚度、錨桿間排距、抗拔力、外觀感等方面進行檢測，嚴把質量關。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.027

鄒瓊燕，1981年1月，男，漢族，湖南岳陽，本科，工程師，巖土工程勘察與設計。