可回收利用的邊坡支護(hù)施工技術(shù)在高填方區(qū)的應(yīng)用

鞏海周 藺三春 代 偉

中國(guó)建筑第八工程局有限公司西南分公司 四川 成都 610041

1 工程概況

成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)設(shè)在四川省成都市高新區(qū)蘆葭鎮(zhèn)，距離天府廣場(chǎng)51 km。天府機(jī)場(chǎng)站是新建鐵路成都至自貢線的一個(gè)中間客運(yùn)站，車站位于成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站區(qū)綜合交通樞紐，車站咽喉段小里程的深基坑工程位于高填方區(qū)，為壓實(shí)填土。高填方區(qū)土方開(kāi)挖深度高達(dá)10 m，土質(zhì)比較疏松且土體具有高壓縮性和不均勻性，承載力較低，具有侵水后易失陷的危險(xiǎn)。

2 支護(hù)方案確定

2.1 工程特點(diǎn)

1）工程施工工期緊，采用傳統(tǒng)的土釘墻支護(hù)施工不能滿足工期要求。

2）工程為高填方邊坡，填方厚度達(dá)10 m，回填土普遍采用雜填土，回填土密實(shí)度一般，對(duì)邊坡支護(hù)要求高。

3）工程屬于國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，受到社會(huì)各方的關(guān)注，對(duì)工程的技術(shù)、環(huán)保、安全等方面的要求很高。

4）工程為臨時(shí)邊坡，工程量大，設(shè)計(jì)使用年限為2 a，壽命期完成后，若不考慮回收利用將造成較大浪費(fèi)。

2.2 方案比選

可回收再利用邊坡支護(hù)技術(shù)的基本原理是預(yù)先在邊坡土體中鉆孔，插入鋼花管注漿加固土體，隨后采用可回收的輕質(zhì)復(fù)合材料作護(hù)坡面層，與鋼花管可靠連接，最終形成邊坡防護(hù)體系。相比傳統(tǒng)的邊坡支護(hù)技術(shù)，該邊坡防護(hù)體系的主要優(yōu)點(diǎn)如下[1-2]：

1）綠色環(huán)保優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)網(wǎng)噴混凝土污染大，不利于安全文明施工及環(huán)保要求，材料損耗高，不利于成本控制。裝配式邊坡支護(hù)污染小、材料消耗率低、護(hù)坡面層可回收，突顯綠色節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

2）工期及技術(shù)優(yōu)勢(shì)。施工簡(jiǎn)便快捷，大型機(jī)械需求少，現(xiàn)場(chǎng)安裝依靠人工即可快速完成，節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)制作鋼筋、噴射混凝土、混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可縮短20%的工期。

3）質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。裝配式構(gòu)件在工廠預(yù)制，方便質(zhì)量檢驗(yàn)，利于質(zhì)量管控；施工方法流程化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，施工質(zhì)量易于保證和控制。

2.3 方案確定

因?yàn)楸竟こ烫幱诨靥钔羺^(qū)，且開(kāi)挖深度較深，為保證支護(hù)強(qiáng)度，同時(shí)為滿足綠色環(huán)保要求，經(jīng)過(guò)多方比選，最終采用可回收再利用邊坡支護(hù)技術(shù)。

可回收再利用邊坡支護(hù)主要由2大部分構(gòu)成，一是采用鋼花管注漿加固土體支護(hù)，二是可回收再利用裝配式面層鋪設(shè)。

鋼花管采用φ48 mm×3 mm，長(zhǎng)度有8、10、12 m這3種形式，水平與豎直間距1.5 m，花管上孔徑為5 mm，呈螺旋狀布置，布設(shè)2/3管長(zhǎng)。注漿采用水泥漿液，水灰比為0.5～1.0，漿體強(qiáng)度7 d不低于20 MPa，28 d不低于30 MPa，注漿壓力為0.5～2.0 MPa。

坡面采用裝配式綠色可回收面層GRF01M-A系列，是一種具有一定的抗拉、防水、防曬功能的加筋輕質(zhì)高分子復(fù)合材料。鋼花管外端頭設(shè)置壓板，通過(guò)鋼絲繩將鋼花管在橫向與縱向連接，緊貼面層。基坑臨時(shí)支護(hù)使用完成后，拆除壓板和鋼絲繩，回收面層材料，加工后進(jìn)行重復(fù)利用（圖1）。

圖1 邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)示意

3 施工工藝

3.1 邊坡修整

土方開(kāi)挖從大里程依次向小里程方向開(kāi)挖，每層土方開(kāi)挖高度2 m，開(kāi)挖時(shí)，采用小型夯實(shí)機(jī)具局部進(jìn)行補(bǔ)夯，加強(qiáng)土體的穩(wěn)定性，采用小型挖掘機(jī)對(duì)邊坡進(jìn)行修整，保證邊坡平整。

3.2 鋼花管安放

利用全站儀及鋼尺測(cè)放出土釘孔的孔位，孔位矩形布置，縱橫向間距為1.5 m×1.5 m。

成孔采用多功能錨桿鉆機(jī)，鉆桿與水平面呈15°夾角，孔深依次為12、10、8m。成孔時(shí)嚴(yán)格控制孔位、孔徑、孔深以及角度，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。成孔過(guò)程中應(yīng)做好成孔記錄，按鋼花管編號(hào)逐一記載取出土體特征、成孔質(zhì)量、事故處理等信息，以及各孔最終參數(shù)。成孔后清除孔內(nèi)的碎土、雜質(zhì)和泥漿，并用編織物將孔口堵好。

插入鉆孔的錨桿要求順直、無(wú)銹。采用人工將鋼花管推送到孔底。

3.3 回填土區(qū)注漿

用攪拌機(jī)攪拌配制水泥漿，設(shè)計(jì)水灰比為0.5～1.0。用壓漿機(jī)對(duì)錨桿孔進(jìn)行壓漿，壓漿強(qiáng)度M30，漿壓力要求為0.5～2.0 MPa。根據(jù)回填土區(qū)土質(zhì)特征、工程實(shí)際及工程經(jīng)驗(yàn)，采用壓力注漿，第一次采用0.5～0.8MPa，同時(shí)在孔口部位設(shè)置漿塞，注滿后保持壓力3～5 min，注漿時(shí)，注漿管端部至孔底的距離不大于200 mm，注漿管出漿口應(yīng)始終埋入注漿液面內(nèi)，應(yīng)在新鮮漿液從孔口溢出后停止注漿。注漿后，當(dāng)漿液液面下降時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿，在初凝前再采用2 MPa壓力補(bǔ)漿1次。

待水泥漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后即可開(kāi)挖下層土，重復(fù)上述施工步驟直至基坑底部為止。按規(guī)范要求，對(duì)錨桿進(jìn)行抗拔試驗(yàn)。

3.4 面層鋪設(shè)

注漿完成后，鋪設(shè)雙層GRF01M-A系列可回收面層。首先按照開(kāi)挖情況，開(kāi)挖一層土進(jìn)行一次單層面層鋪設(shè)，采用φ12 mm鋼筋錨釘固定，土方開(kāi)挖完成后，再整體鋪設(shè)第2層面層，采用長(zhǎng)1 m的φ25 mm鋼筋進(jìn)行固定，間距為1.5 m，呈梅花形布置。在修整好的每級(jí)邊坡上鋪設(shè)第2層成品面層材料時(shí)，面層與邊坡之間應(yīng)貼緊，不能出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，面層與面層之間用鐵絲搭接牢固。

面層與面層搭接的寬度要符合設(shè)計(jì)要求，而且搭接范圍要保證足夠的平整、順直，搭接的強(qiáng)度應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 安裝鋼絲繩、壓板及封邊

在鋼花管端頭伸出的螺栓上纏繞鋼絲繩一圈，并拉緊。再裝上φ150 mm、厚度4 mm的圓形鋼墊板，最后用螺帽緊固鋼墊板使其壓緊鋼絲繩。通過(guò)鋼絲繩將土釘可靠地連接在一起，并將面層固定在坡面上，形成一個(gè)整體對(duì)坡體進(jìn)行防護(hù)（圖2、圖3）。

圖2 鋼花管接頭大樣

回填土區(qū)邊坡穩(wěn)定是需重視的安全問(wèn)題，坡頂和坡底采用C20素混凝土對(duì)鋪設(shè)完成的輕質(zhì)面層材料進(jìn)行封邊處理，混凝土厚度10 cm，寬度1 m。坡頂、坡底裝配式面層通過(guò)排水溝，進(jìn)入硬化道路不小于1 m。保證在施工期雨水不能滲入邊坡內(nèi)，以確保基坑邊坡穩(wěn)定（圖4）。

3.6 支護(hù)結(jié)束后材料回收

基坑臨時(shí)支護(hù)使用結(jié)束后，對(duì)護(hù)坡高分子材料面層進(jìn)行回收。回收時(shí)，首先拆除鋼花管管口螺母和壓板，再解系鋼絲繩，最后揭除裝配式GRF01M-A面層，從底部到頂部，每2 m作為一個(gè)施工段，拆除面層2 m后立即進(jìn)行回填，分層拆除，基坑分層回填。對(duì)回收的面層材料進(jìn)行清理、儲(chǔ)存或回爐、再次加工處理，加以重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)效益明顯。回收過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)邊坡的變形和穩(wěn)定性，確保回收過(guò)程安全可控。

圖3 裝配式邊坡支護(hù)立面及安裝現(xiàn)場(chǎng)

圖4 坡頂封邊示意

4 結(jié)語(yǔ)

在高填方區(qū)基坑邊坡支護(hù)的施工過(guò)程中，根據(jù)邊坡支護(hù)的設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用綠色可回收裝配式面層替代傳統(tǒng)掛網(wǎng)噴射混凝土的創(chuàng)新方法，在滿足設(shè)計(jì)和施工要求的情況下，使施工進(jìn)度更快，施工過(guò)程更安全環(huán)保，面層可回收使經(jīng)濟(jì)效益也更明顯，為同類型工程施工提供了可借鑒的依據(jù)。建議在有環(huán)保要求、工期緊張、填土厚度大的臨時(shí)性放坡開(kāi)挖邊坡支護(hù)工程中推廣使用。