錨桿擋土墻加固河堤岸坡施工方法

劉志賢，張亮

（中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066000）

1 工程概況

該擋墻加固工程位于深圳市光明區(qū)，由于施工位置周邊臨河房屋密布，各類市政管線分布復雜，根據相關文件屬于危險性較大的分部分項工程，故擋墻修復方法優(yōu)先采用掛板+錨桿方式對擋墻原位加固。為保證擋墻安全穩(wěn)定，在木墩河河道K0+550～K1+036、K1+096～K1+512、K1+600～K1+950 的左側岸坡采用錨桿工藝來穩(wěn)固擋墻。鋼筋錨桿采用HRB400、φ25mm鋼筋，水平間距為1.2m，錨桿長度為6m，打入的鋼筋錨桿與水平夾角為15°，均為3排錨桿。

按設計要求先開挖工作面，修整邊坡對墻后土體進行注漿加固，在擋墻的面層噴射50mm混凝土護面，然后安設錨桿，施工錨桿后在錨桿頭部設置2根φ16mm水平通長加強筋，并通過2根φ25mm的鋼筋與錨桿和加強筋雙面焊接。

錨桿施工完畢后立即注漿，采用噴射機高壓噴射，漿液水灰比為0.5，注漿完成后進行墻面鋼筋混凝土施工，墻面混凝土強度C30，厚200mm，墻面混凝土施工強度達到80%后進行下一層土方開挖。

2 錨桿擋土墻的結構及工作原理

錨桿擋土墻主要是由錨桿和鋼筋混凝土結構層組成，其中錨桿主要起牽引作用，其一端與工程結構物聯結，另一端錨固在穩(wěn)定地層中，依靠水平方向的拉力來維持墻的平衡。錨桿使用灌漿錨桿，采用鉆機鉆孔，孔徑一般為100～150mm，錨桿材料為HRB335鋼筋或HRB400鋼筋。錨桿插入錨孔后灌注水泥砂漿。

從墻面結構類型的角度來說，錨桿擋土墻主要分為2種形式：柱板式錨桿擋土墻和壁板式錨桿擋土墻。柱板式錨桿擋土墻主要結構構件包括肋柱、錨桿和擋土面板。肋柱對擋土面板主要起支撐作用，錨桿對肋柱起牽引作用，墻后的土對擋土面板起側向推力，擋土面板將側向土壓力傳遞給肋柱，然后肋柱將側向土壓力傳遞給錨桿，由錨桿與錨桿上下的地層之間的錨固力即錨桿抗拔力使擋土墻保持整體結構穩(wěn)定[1]。壁板式錨桿擋土墻是由墻面板和錨桿組成，墻面板直接與錨桿連接，并以錨桿為支撐，土壓力通過墻面板傳給錨桿，依靠錨桿與周圍地層之間的錨固力抵抗土壓力，以維持擋墻的穩(wěn)定。

3 錨桿擋土墻的施工工藝及施工方法

3.1 主要施工工藝

此案例中采用的是壁板式錨桿擋土墻，施工工藝流程如下：

1）按設計要求開挖工作面，修整邊坡，對墻后土體進行注漿加固；

2）噴射第一層混凝土，厚度為50mm；

3）安設錨桿（包括鉆孔、插鋼筋、注漿、設墊板等）；

4）綁扎鋼筋網；

5）立模澆筑第二層混凝土；

6）設置坡面、坡腳排水設施。

3.2 主要施工方法

3.2.1 擋墻注漿加固

為保證木墩河擋墻牢固，對擋墻及擋墻后方進行注漿加固。在保證不改變地層結構的情況下，用注進的漿液改變地層中的孔隙率并使之充分固結，以此來改良土的性狀。其注漿本質作用是增大該土層中的c（土的黏聚力）、φ（內摩擦角）值，最終增加地層固結強度及密實程度，起到加固作用。當土顆粒間充滿了穩(wěn)定而且固結的漿液后，可以進一步降低土層透水性，增加土層結構的穩(wěn)定性。

注漿工藝流程為：注漿孔定位放樣→注漿孔檢查→安裝壓漿管件設備→開始注漿→檢查注漿成果。

1）注漿試驗

在確定施工具體工藝參數前，先進行現場注漿試驗，本次試驗選取位置在K1+600～K1+700范圍。試驗過程中，其基本工藝參數如下：

（1）采用水泥漿液（摻有水玻璃），其中水灰比例為1∶1，水玻璃摻入量3%；

（2）注漿孔的孔徑為110mm，注漿孔間距1.0m，加固土體在平面和深度范圍內連成整體；

（3）注漿點垂直度偏差＜1%。注漿流量7～10L/min；

（4）注漿順序按間隔孔位跳躍式注漿，由注漿范圍邊緣四周開始逐步進入中心位置的順序進行施工。

直到試驗數據達到預期的結果時，根據試驗數據最終確定注漿的過程參數。

2）定孔下管

首先依據設計圖紙對注漿孔位進行測量放線。待注漿孔制作完成后，將鋼錨管打入地下相應的地層深度。此次采用的鋼錨管尺寸為內徑20mm，外徑25mm，壁厚5mm，每節(jié)鋼錨管長為3m，鋼錨管之間采用承插式連接，接頭部位采用套管連接法。

3）注漿

為保證鋼錨管暢通無阻，在注漿之前需要對每根鋼錨管進行物理檢查，防止注漿過程中管道堵塞。同時還要確保流量計及壓力表等設備能正常工作，無異常。在注漿過程中隨時根據漿液流量、壓力變化情況調整漿液水灰調和比例。注漿過程中漿液濃度逐步加大，并根據實際過程逐步提高濃度參數和注漿壓強。注漿順序遵循先路面外側，后內側，路面兩側注漿時應該保證對稱，防止路面變形。注漿過程不一定采用同一規(guī)格的鋼錨管，應根據實際深度情況，合理選用合適的尺寸。同時，注漿壓力應根據鋼錨管深度的情況，做出相應調整，當注漿達到以下情況時，應停止注漿：

（1）當注漿壓力升高到0.3MPa，10min持續(xù)注漿速度≤5L/min時；

（2）當注漿壓力急劇上升，漿液不能繼續(xù)注入時；（3）當路面跑漿，路面出現異常時。

3.2.2 噴射混凝土

先對原擋土墻面進行清表，并對墻面進行適當修補達到干凈平整，然后進行噴射混凝土，噴射混凝土厚度為50mm。將混凝土骨料、水泥和水按設計圖紙要求的比例進行拌和，最后采用濕式噴射機將拌和好的混凝土混合料壓送至噴頭處，并在噴頭上添加速凝劑后噴出。

3.2.3 鉆孔成孔

依據設計圖紙中布設的錨桿孔位進行定位鉆孔，鉆孔時必須保持成孔角度為下傾角15°。鉆孔過程中隨時對角度進行檢測，當發(fā)現有偏差時應及時進行糾偏。錨桿鉆孔傾斜度偏差范圍應保證在3%范圍內，鉆孔坐標偏差范圍為±50mm，孔深的允許偏差為+200mm。排水管孔徑150mm，鉆孔深度3200mm，在排水管末端用黏接劑黏接扇狀通氣帽后，用鉛絲綁扎反濾土工布。

3.2.4 錨桿安設及注漿

錨桿鋼筋為HRB400、φ25mm鋼筋，長度6m，拉拔力設計值為10kN/m。在錨桿底端0.5m設置第一道對中支架，每120°設置1根支撐架。在第一道支撐架之后每1.5m布置1道對中支架。錨桿頭部設置2根φ25mm鋼筋，對稱布置與錨桿雙面滿焊。

錨桿可采取人工推送進行，推送過程要保證錨桿在孔內平順送到底部指定位置。之后進行擋墻的注漿。注漿通過注漿管泵送灌注，注漿采用孔底反漿法，注漿壓力控制在0.5～0.8MPa，要及時二次孔口補漿。注漿時，注漿管應伴隨漿液的逐步注入慢慢往上提升，保證上升速度平穩(wěn)，達到最終注漿孔的漿液飽滿。錨桿注漿漿液28d單軸抗壓強度應≥20MPa，注漿材料選用普通硅酸鹽水泥凈漿；水泥漿的水灰比宜為0.5。水泥漿應隨拌隨用，常壓灌注，注漿必須密實飽滿，注漿管應插至距孔底300mm處。

本項目現場存在擋墻內部孔隙率較大，灌漿料不能輸送到錨桿孔道內的情況，采用C30噴射混凝土，現場C30混凝土混凝土原材料包括水泥、石粉、速凝劑、水。配比為水泥與石粉，比例為0.4∶0.6，速凝劑10kg/m3。然后將混凝土通過空壓機、濕噴機將混凝土輸送至錨桿孔道內，目的是利用空壓機較大的輸送能力和風力，既能將孔道內的雜物清理干凈，又能將混凝土輸送至孔道內部，同時添加適量的速凝劑加快混凝土凝固速度。該方法的優(yōu)點是既能減少材料過度浪費，又能簡化施工工藝，同時充分利用現場既有設備，大大提高了施工速度。

3.2.5 澆筑第二層混凝土

錨桿安設完畢后，沿河堤開始綁扎鋼筋網及加強梁，焊接錨頭及加強筋，鋼筋的縱橫向間距200mm，直徑12mm。鋼筋綁扎焊接完成后支立模板，分段、分層澆筑面層混凝土至設計厚度。

4 檢測結果及初步分析

為檢驗錨桿能否達到設計要求，特委托第三方進行了錨桿抗拉拔試驗。為表述方便，本文特選擇2根錨桿作為典型。錨桿工程信息表見表1，錨桿驗收試驗的加荷等級及觀測時間按表2執(zhí)行。

表1 錨桿工程信息表

表2 錨桿驗收試驗加荷載及觀測時間的規(guī)定

經加載試驗，得到檢測數據表3。

表3 試驗錨桿檢測數據表

M2278錨桿在最大驗收荷的作用下，錨頭位移相對穩(wěn)定，在各荷載等級觀測時間內，錨頭最大位移量3.32mm，殘余位移量1.43mm，回彈率56.9%，滿足最大拉拔力的要求。

M2316錨桿在最大驗收荷的作用下，錨頭位移相對穩(wěn)定，在各荷載等級觀測時間內，錨頭最大位移量3.47mm，殘余位移量1.93mm，回彈率44.4%，滿足最大拉拔力的要求。

5 結語

綜上所述，檢測數據表明此方法在本工程中從安全性和穩(wěn)定性方面是切實可行的，從施工角度來看，其工藝簡單，施工便捷，不占用場地，節(jié)約了工程造價，對本項目來說是一種合理的加固施工方法，也可供類似工程借鑒。