欠固結土條件下綠色裝配式土釘基坑護坡施工技術

湯亮，紀來有，李建華，桓忠雄，田瀚

（中國建筑第二工程局有限公司，廣東深圳518000）

1 工程概況

珠海機場改擴建航站樓工程位于廣東省珠海市金灣區珠海機場航站區內機場路西南面現有T1航站樓與珠海航展之間，總建筑面積約187 000m2，由主樓、東指廊、西指廊、南指廊4部分組成，航站樓主樓地上4層，地下2層，建筑高度40.25 m。

珠海機場改擴建航站樓工程基坑周長約2 200m，基坑占地面積約為103 000m2，基坑深度為6.00 ～19.10 m，坑中坑最大深度為11.2 m。基坑支護采用多種支護型式結合：

1）灌注樁+大直徑攪拌樁止水+預應力錨索（擴大頭）+上部放坡；

2）三軸攪拌樁內插型鋼+預應力錨索（擴大頭）+上部放坡；

3）雙排灌注樁+大直徑攪拌樁止水+上部放坡；

4）灌注樁+大直徑攪拌樁止水+鋼筋混凝土內支撐+上部放坡；

5）三軸攪拌樁內插型鋼+鋼管支撐+上部放坡；

6）大直徑攪拌樁+三級放坡。

本工程場地原始地貌單元屬濱海灘涂地貌，原地勢低洼，后經人工填土、填沙抬高，現在地形較平坦。按地質年代和成因類型來劃分，鉆探揭露巖土層分為人工填土層（Qml）、第四系海陸交互相沉積層（Qmc）、殘積層（Qel）和燕山期[γ52(3)]。本工程所在區域處于丘陵與三角洲沖積平原交匯接觸地帶，場地原始地貌屬濱海平原地貌，后經人工整平，地面標高5.98 ～7.50 m，地形大體平坦。根據地質勘察報告，本工程基坑放坡范圍內均為人工填土層及粉砂層，屬于欠固結填土，整個基坑邊坡處均需采用鋼筋掛網噴射混凝土護坡。

2 基坑護坡施工難點

2.1 地理位置因素

珠海機場改擴建航站樓工程位于珠海T1航站樓東側，南側為在用飛機跑道，距離南側海岸2 km，沿海風力大，基坑邊坡若采用傳統混凝土噴錨技術將產生揚塵污染，對機場運行安全產生潛在威脅，也會對施工人員的身體健康造成嚴重危害。

2.2 技術因素

本項目地處廣東沿海地區，地面表層廣泛分布有一定厚度的欠固結填土層，尚未完成固結。因此，土體有效自重應力仍在持續增加，相應側向土壓力也在增加，導致傳統噴射混凝土面層內部應力增大，極易產生裂縫，一旦地下水通過裂縫滲入基坑，就會造成松散粉細砂層土顆粒大量流失，帶來一定的安全隱患[1]。針對廣東沿海地區欠固結填土以及粉細砂層土顆粒易流失這一情況，項目擬采用新型綠色裝配式土釘護坡技術。該技術施工步驟簡便，綠色環保，獨有的柔性面層能夠與土體變形相協調，填土固結過程中應力增加不會導致裂縫出現，同時，可增強土壤面層結構抗拉強度，使之足以抵抗由于填土層固結而產生的額外土壓力。另外，該技術特有的防護布具有反濾功能，可大量減少砂層中土顆粒的流失。因此，綠色裝配式面層整體上對基坑坡面起到了良好的防護作用[2]。

3 綠色裝配式護坡技術簡介

3.1 綠色裝配式護坡技術

綠色裝配式土釘支護技術是在土釘墻支護機理的基礎上對護坡面層進行改進，護坡面層采用綠色裝配式可回收面層取代噴射混凝土層，面層通過連接構件將錨固件（土釘）連接成一個整體，起到坡體防護的作用。綠色裝配式護坡包含加筋層、防護層、皮膚層、性能層。

1）加筋層：采用合成材料制成，具有一定的抗拉強度，在裝配式面層防護過程中，主要起到對坡面加筋的作用。

2）防護層：防護層由纖維加工而成，具有坡面防沖刷以及反濾功能。

3）皮膚層：由纖維編織加工而成的網狀材料，可與土體緊密貼合。

4）性能層：采用具有特殊需求（如防水性能）的復合薄膜制成，可與坡面緊密貼合。

3.2 綠色裝配式土釘護坡與傳統混凝土噴錨技術的對比

綠色裝配式土釘護坡與傳統混凝土噴錨技術的對比分析見表1。

表1 綠色裝配式土釘護坡與傳統混凝土噴錨技術的對比

3.3 綠色裝配式土釘護坡設計

直接在放坡處理的坡面鋪設綠色裝配式面層，沿水平跟豎直方向每隔2m設置1道濾水管，面層插設1.5 m長鋼筋，典型剖面如圖1所示。

圖1 新型裝配式護坡典型剖面圖

4 施工方法

4.1 施工工藝流程

綠色裝配式土釘支護施工工藝流程為：施工準備→坡面修正→綠色裝配式面層施工→插筋施工→緊固件及鋼絲繩安裝→泄水孔安裝。

4.2 施工準備

1）根據施工部署安排機械進場，對進場設備進行檢查維修、安裝調試工作，使設備盡快運轉起來。

2）根據計劃施工范圍，核算所需材料用量，并由物資采購部門做好材料籌備工作，保證施工過程中材料順利供應。

4.3 邊坡修正

安裝綠色裝配式面層前，要對邊坡進行人工修坡，清理碎石、浮塵，保證坡面平整無雜物，無松散土塊。

4.4 鋪設綠色裝配式面層

1）根據現場情況，確定卷材尺寸，根據坡面尺寸裁剪出相應長度的面層，保證剪口與側邊垂直，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸要準確。

2）檢查寬度是否合適，搭接處應平整，松緊適度。

3）綠色裝配式面層采用人工滾鋪方式，布面要平整，并適當留有變形余量，面層由上至下鋪設，上邊與上口線平行，上口翻邊不小于80 cm，下口翻邊不小于30 cm；水平方向從一側順序鋪設，搭接處與上口線垂直，水平搭接不小于20 cm；每鋪設完一塊面層都要用刮板刮至平順。

4.5 坡面插筋施工

1）施工采用直徑為16 mm、長度為1.5 m的HRB400鋼筋，按基坑從上到下插筋，縱向間距為1.2 m，水平間距為1.2 m。

2）坡頂、中間平臺、坡腳豎向插筋使用小機具施打，便于面層翻邊時安裝固定。插筋施工采用直徑為16 mm的HRB400鋼筋，水平間距1.2 m，長度1.5 m，施打1排即可。

4.6 緊固件及加固鋼絲繩安裝

1）在坡面上，采用加強筋纏繞錨桿端頭一圈并拉緊，再裝上緊固件固定，最后用卡扣緊固鋼墊板壓緊鋼絲繩。

2）調正面層后，從地錨開始，由上至下依次穿過鋼筋錨釘外露端。

4.7 安裝泄水口

按照測量放線定位泄水管，在綠色裝配式面層上切割出滿足泄水管安裝的切口，然后將泄水管插入切口并按照設計深度插入土層即可。

5 效益分析

相較于傳統的掛網噴射混凝土工藝，綠色裝配式面層的安裝省去了鋼筋網編制與噴射混凝土步驟，且無須養護。因此，裝配式面層可節約造價與工期，尤其是工期節約方面，在部分工程上較傳統網噴可減短50%。另外，傳統的掛網噴射混凝土需要降塵設備來控制粉塵，增加了文明施工費用，而綠色裝配式面層則沒有此部分費用。

本工程主樓北側放坡區域全部采用綠色裝配式土釘護坡技術，面積約18 000m2。采用混凝土噴錨施工，原計劃6名施工人員在30 d內完成，而采用綠色裝配式土釘護坡技術后，在施工人員數量不變的情況下，僅7 d就可以完成施工，施工效率大大提高，約為混凝土噴錨施工的5倍，并且相較于傳統混凝土噴錨成本減少了1 170 000元，為項目創造了良好的經濟效益。

6 結語

綠色裝配式土釘護坡技術在珠海機場改擴建工程的航站樓基坑工程中的應用面積約18 000m2，應用期間經歷了臺風“海高斯”的考驗，新型護坡未出現任何破壞，證明新型護坡在臺風天氣下，防撕裂及抗風揭性能良好。綠色裝配式土釘技術施工過程中不產生揚塵和噪聲污染，不使用混凝土，減少了砂石開采對自然環境造成的破壞。

通過現場應用，綠色新型裝配式土釘護坡針對上部填土還未完成固結，下部粉細砂顆粒易流失的情況，應用效果良好，具有抗拉強度高、防水和反濾功能好的特點。相較于傳統網噴工藝，其工藝簡單、施工快捷、可大幅縮短工期并節省人工，綠色環保無污染，具有較高的推廣應用價值，應用前景廣闊。