锚杆挡土墙施工技术

锚杆挡土墙施工技术
乔丽艳

【摘要】：锚杆挡土墙是近些年发展起来用于加固和增强边坡或开挖土体的复合挡土墙技术。它是由在原位土中设置细长、较为密集的钢筋锚杆，与开挖表面构筑的钢丝网喷射混凝土面层及被加固土体共同作用，形成土体的自稳结构。锚杆挡土墙的施工减少了大量土方开挖，避免不良地质情况下边坡的塌方。本文通过阿尔及利亚东西高速公路M5标路基挖方段锚杆挡土墙施工总结，以便对类似施工提供参考。
主题词：锚杆墙钻孔钢筋网喷射混凝土
一、工程概况
阿尔及利亚东西高速公路M5标段线路经地段地势起伏较大，挖方最大深度30m，主要分布的地质为泥灰岩黏土和风化的砂岩。
二、施工工艺及方法
锚杆墙的施工工序较多，施工工艺复杂，施工过程中所使用的机械设备品种多种多样。在施工中应合理安排，采取流水作业方式尽可能避免交叉作业，保证施工质量的同时应最大限度地发挥机械的作业效率。
（一）总体施工工艺流程图

（2）作业面开挖应按设计要求自上而下分段分层进行。根据土质情况确定开挖高度，一般情况每个台阶分两次开挖，开挖高度宜为3.3～3.5m，第一次开挖施工上部两层锚杆，第二次开挖施工底层锚杆。地质较差段落每次开挖段落长不宜大于100m。
（3）每级开挖时，严格控制坡比度。尤其是同一台阶边坡上下两次开挖，极易造成边坡的折线形，要精确控制开挖坡面的精度。
（4）机械开挖后应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差为±50mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。
（5）每级开挖成型后，平台位置、宽度及纵横坡宜一次成型。保留给锚杆施工的工作平台宽度不宜小于7m。
（6）如土方施工过程中发现有个别地段与设计图纸有出入，特别是发生边坡坍塌时，应及时与设计部门和监理沟通，确定处理方案。
（7）作业面开挖结束后，及时修筑施工便道，以方便锚杆施工。
（三）钻孔
1、工序流程图

2、操作要点
（1）钻孔前，先对工作面进行初喷，喷砼厚度2～3cm。然后按设计图纸对钻孔孔位进行放线，一个开挖段落要同时放，采用红色油漆进行标记。
（2）钻孔应按顺序进行。钻机就位后，安装钻杆，调整钻头位置使其对准孔位并调整导向滑轨角度，使其符合设计及规范要求。
（3）成孔直径符合设计要求，成孔长度应大于设计长度10cm。利用空压机高压风清孔，直至清除孔内全部碎屑。
（4）为避免钻孔深度误差，操作手在开钻前必须检查其用于钻孔的钻杆数量，钻孔过程中要有专人对钻孔深度进行记录。钻孔过程中要观察是否出水情况并及时报告。
（四）锚杆安装及注浆
1、工序流程图

2、锚杆制作
（1）锚杆所使用的材料必须经过现场试验检验，并得到监理的认可。
（2）锚杆应集中制作，有序存放，一般要平放在方木上或水泥平台上，使其与地面隔离，防止生锈。
（3）锚杆的制作进度应与钻孔和锚杆安装进度相适应。
（4）锚杆在安装前应对其直径、长度及套丝情况进行检查，符合设计要求才能安装。
（5）如果锚杆被泥浆或其它物质污染，必须擦拭干净。
3、锚杆安装
（1）安装锚杆对中支架，其距端部 0.3m，其它部位间隔 3m 。
（2）安装注浆导管，以保证从孔底灌浆，注满钻孔。
（3）成孔结束后，立即采用人工安放锚杆，锚杆头露出土体12cm，且距喷射混凝土面不小于5cm。
4、注浆
（1）注浆材料应根据设计要求确定，选用水灰比0.38-0.45的纯水泥浆，按配合比设计加入减水剂。使用前检查注浆管有无破裂和堵塞现象，牢固接口处，防止注浆过程中开裂跑浆。
（2）一次注浆：浆液经搅拌机搅拌均匀，用筛网过滤掉较大颗粒，搅拌结束后立即使用，保证浆液在初凝前用完。同时要注意注浆管的畅通。注浆采用注浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，由孔底返出至孔口，待孔口溢出浆液或排气管停止排气时，停止注浆，注浆过程中不能中断。注浆时要边灌注边拔出注浆管，注意管口应始终处于浆面以下，待浆液溢出孔口时全部拔出。拔出时注意锚杆有无被移动的情况，若被带出需将锚杆推入孔内直至不再移出。
（3）二次补浆：为了抵消与岩石（砂岩质泥灰岩，泥灰质砂岩）裂口有关的砂浆损失，于首次注浆待浆液硬化后检查孔内浆液是否充满，若注浆未能充满需进行二次补浆，注浆量不得小于计算量，其充盈系数为1.1-1.3。
（4）注浆结束后将外露的锚杆部分清洗干净，保证丝扣无污染以利于安装锚垫板及螺母，现场实际采用PVC短管将丝扣部位罩住，待第一层混凝土喷射结束后取下。
（五）安装钢筋网、泄水管及喷射混凝土施工
1、工序流程图

2、安装钢筋网片
⑴在喷射混凝土前，面层内的钢筋网片牢固固定在边坡壁上并符合规定的保护层厚度的要求。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射时应不出现移动。每步台阶钢筋网片绑扎完成喷射混凝土时，要将底部用土掩埋30cm高，用于下一步钢筋搭接或与水沟相连。
⑵钢筋网片为焊接钢筋网，内层网格10*10cm，外层15*15cm；钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于两个网格的边长且200mm。内外层钢筋片应错开搭接位置。
⑶锚杆处按图纸要求分别在纵、横方向布置2根Φ10船形钢筋。两层钢筋网片之间绑扎架立钢筋，间距2m。
⑷第一层钢筋网片喷射混凝土施工结束后，安装锚垫板要与锚杆垂直，并与已喷射混凝土紧贴，然后安装螺母并拧紧，锚杆头露出螺母不少于1cm。
⑸钢筋保护层厚度不小于3cm。
3、安装泄水孔和排水管
（1）材料：泄水孔、排水管均采用Φ40/50PVC管。
（2）泄水孔用钢筋固定在坡面上，与图接触部位按详图施工，泄水管坡度2%~7%。喷射混凝土施工期间用塑料或其它材料要将外口包裹，防止喷入混凝土堵塞泄水管。
（3）排水管：每个台阶底层锚杆处设置10m长带空PVC排水管，水平间距6m。排水管钻孔100~150mm，孔口向下倾斜，坡度3º~5º 。排水管用砂和土工布缠裹，喷射混凝土期间要将外露口临时堵塞。
（4）每层台阶喷射混凝土结束后，要将泄水孔、排水管管口临时保护材料及时清除，并将长出的PVC管与坡面锯齐。
4、喷射混凝土
（1）喷射混凝土是利用压缩空气或其他动力，将按一定配比拌制的混凝土混合物沿管路输送至喷头处，以较高速度垂直喷射于受喷面上，依赖喷射过程中水泥与骨料的连续撞击、压密而形成的一种混凝土。
（2）喷射混凝土的配合比符合试验室要求。
（3）喷射混凝土前，应对机械设备、风、水和电路进行全面检查及试运转。
（4）喷射混凝土的喷射顺序应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.5～1.5m 范围内，射流方向垂直指向喷射面，但在钢筋部位应先喷填钢筋一方后再侧向喷填钢筋的另一方，防止钢筋背面出现空隙；为保证喷射混凝土厚度达到规定值，可在边壁上垂直插入短的钢筋段作为标志。
（5）喷射混凝土时按配比加入速凝剂；在喷射混凝土初凝2h 后方可进行下一道工序，此后应连续喷水养护5-7d。
（6）大风天停止喷射混凝土施工，防止风吹落水泥浆，表面形成鱼鳞状，影响混凝土强度。
三、锚杆墙监测
施工监测为锚杆墙施工过程中的一个重要内容。锚杆监控主要是包括支护位移、沉降的测量；地表开裂状态(位置、裂宽)的观察；边坡渗、漏水情况。工程建筑物必然要经过设计、施工和运营几个阶段，相对于这几个阶段，锚杆墙的监测可分为施工阶段的监测和运营阶段的监测。监测周期、频率均由设计部门根据监测结果制定。
四、质量标准
（一）测量定位
1、根据施工图和土方工程负责人的指令分阶段实施；
2、测量检验定位情况（x， y， z 允许误差 + / - 2 cm) ;
3、边坡坡度5 m测量检验一次 (允许误差 1%)。
（二）土方开挖
1、平台标高，每个区域采用测量检验（允许误差 +/- 10 cm) ；
2、边坡坡度 (直尺和角度水平尺 – 2%) ;
3、坡面平整度 (每米 < 5 cm) ;
4、-线性误差 (5cm，采用3 m尺或测量检验)。
（三）钻孔
1、定位 :
（1）按施工图确认钻孔位置；
（2）按图纸和规程确认钻杆方位（允许误差 + / - 1%) ;
（3）用角度水平尺检测钻杆倾斜度 (+/- 1°) ;
（4）目测进钻位置(+/- 2 cm)。
2、成孔
（1）按照图纸和清单检查钻具直径；
（2）连续检查钻进情况；
（3）地基性质和深度与钻杆长度一致；
（4）最终深度必须等于或大于理论深度；
（5）按图纸确认锚杆；
（四）锚杆安装及注浆
1、锚杆安装
（1）钢筋顶部超出量12cm；
（2）采用垫块对钢筋顶部进行对中（+/- 2 cm）。
2、注浆
（1）水泥浆配合比：符合试验室要求，水泥浆28天强度符合设计要求；
（2）注浆饱满；
（3）锚杆灌浆要严格控制水泥浆、水泥砂浆配合比，做到搅拌均匀，并使灌浆设备和管路处于良好的工作状态。同一根锚杆注浆要保证储浆量大于计算值，一次注浆不得中断；
（4）钻孔填充和灌浆量，目检；
（5）钻孔顶部灌浆填充；
（五）安放钢筋网片
1、根据材料清单做好每批钢筋的标识；
2、焊接钢筋网搭接 > 20 cm 及两个网格；
3、安放保护层垫块 (5 cm)；
4、钢筋必须正确固定，以保证其刚性。
（六）喷射混凝土
1、每个板块的厚度标记，厚度不小于设计;
2、混凝土试配(在试验室进行) ；
3、按工艺规定，将基层洒水湿润；
4、喷枪到基层的距离（0.5 < d < 1.5 m）；
5、喷射混凝土护面的斜度或垂直度（采用直尺 +水平尺检查 +/- 1%°）；
6、按图纸检验不同板块间的线性误差；
7、用于7天试验的钻芯取样（3个 / 80 m3）；
8、用于28天抗压试验的钻芯取样（3个 / 80 m3）。
（七）泄水孔和排水管安装
1、制作、安装符合设计要求；
2、泄水孔不得堵塞；
3、同一排管口在一条线上。