建筑设计论文:锚杆喷射混凝土支护技术在边坡防护工程中的应用

　　锚杆喷射混凝土支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩(土)体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡;或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡;或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。鹰阳关至莲塘二级公路K691+350—K691+450段边坡高约50m，坡面宽度约100m，呈扇形状，由于边坡在原公路修筑开挖后未进行任何防护，经过几年来的风化及地表雨水作用，边坡已发生了顺层滑塌，坡体表层岩石已发生滚落下滑，损坏坡脚部分挡土墙，并对公路行车安全形成极大的威胁。为了使松散岩石边坡不出现落石、崩塌现象，确保行车安全，经技术经济比较，决定采用锚杆喷射混凝土支护方案进行治理。

　　二、治理方案与技术要求

　　1、治理方案

　　因边坡表层岩石风化破碎严重，已发生了顺层滑动，造成坡底及坡面上堆积有大量的破碎岩体，治理时首先需清除这部分岩体，形成完整的岩层层面，以便后续加固施工。因为坡体岩石节理、裂隙发育，抗风化能力差，在长期风化作用下，表层岩石极易破碎后顺层滑移，设计中采用挂网喷射C20混凝土进行封面处理。锚杆长分3m、4.5m两种，呈梅花型交错布置，喷射混凝土厚8㎝。在锚喷区域内按3m×3m间距设置了泄水孔，泄水孔深1m。

　　2、施工技术要求

　　本治理工程的施工项目主要有：清坡工程、锚喷工程、支挡及排水工程。施工时我们根据现场实际晴况首先由上到下进行清坡，清除表层破碎岩体，再行打设锚杆，进行锚杆喷射混凝土施工。

　　(1)石方清除施工技术要求。

　　①清除坡体上的危岩及破碎岩石，以出露完整的岩面;

　　②石方清除采用机械和人工相结合的方法，严禁采用爆破的方式进行;

　　③治理工程上部清坡高度较大，所以分级清坡，分级高度不大于10m，并边清坡边防护，在完成上一级边坡的防护后再进行下级边坡的清坡，以避免形成高陡的裸露边坡引发次生地质灾害。

　　(2)锚杆喷射混凝土施工技术要求。

　　①锚杆须采用专用锚杆钻机成孔，锚杆孔径不小于ø90㎜;

　　②锚杆采用干作业成孔，锚孔定位偏差不大于30㎜，锚孔偏斜度不大于5%，钻孔深度超过锚杆设计长度不小于20㎝;

　　③放置锚杆时，若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔至干净;

　　④锚固注浆体采用纯水泥浆，水灰比为0.45～0.5，采用42.5#普通硅酸盐水泥;

　　⑤灌浆前要清孔，排放孔内积水废渣，注浆管端头到孔底距离为10㎝。

　　三、施工方法及技术措施

　　施工程序是：搭设脚手架→整修边坡→锚杆钻孔→放入杆体→锚固→挂钢筋网→喷射混凝土→打排水孔→衔接部分二次喷射→养生→拆除脚手架。现把主要施工方法及技术措施简述如下：

　　1、搭设脚手架

　　脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察，确定安全后再搭设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩石上，不得置于浮渣上;立柱间距1.5m。架子宽度1.2～1.5m;横杆高度1.8m，以满足施工操作;搭设管扣要牢固和稳定;钢架与壁面之间必须楔紧，相邻钢架之间应连接牢靠，以确保施工安全。

　　2、坡面整修

　　由于现有的岩石边坡破碎松散且不平整，故必须将松散的浮石和岩渣清除干净。处理好光滑岩面;拆除障碍物;用石块补砌空洞;用高压水冲洗受喷面;对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固;对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理;在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔，预留的长度根据现场确定布设。

　　3、锚杆钻孔及注浆

　　使用锚杆钻机打孔，孔深2m，孔间距2m，排距2m,孔倾斜度根据土体节理、裂缝、破碎程度而定，一般垂直与斜面护坡体成孔。锚杆用ø20的螺纹钢，长2米，外露0.1米，便于喷浆挂网。选用新出厂的42.5#普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4～0.45的纯水泥浆灌浆。

　　4、挂网

　　(1)先将圆盘钢筋调直，按边坡形状尺寸取料加工，按网孔20cmX20cm的规格编织好钢筋网，分布要均匀，绑扎要牢固。

　　(2)编好钢筋网后，与锚杆交接处必须进行焊接，以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。

　　(3)钢筋网必须紧贴混凝土表面，以保证钢筋网保护层厚度。

　　5、喷射混凝土作业

　　(1)喷射作业前必须对机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。

　　(2)喷射混凝土之前，用清水将坡面冲刷干净，湿润岩层表面，以确保喷射混凝土与岩层之间的良好粘结。

　　(3)埋设控制喷射混凝土厚度的标志，以确保混凝土喷射的厚度。

　　(4)喷射作业应分段分片依次进行。喷射顺序自上而下;按地形条件和风向从左至右，或从右至左依次进行。

　　(5)如果是喷锚网混凝土施工，必须先喷射第一层混凝土后才施工锚杆及挂设钢筋网。第一层混凝土的厚度为3～4cm。喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m的距离。第二层喷射混凝木应在第一层混凝土终凝后进行。若终凝1h后再进行喷射时，应先用水清洗喷层表面。第二次喷射时必须保证厚度和表面的光感。混凝土喷射24h后浇水养护，以保证混凝土质量。

　　(6)喷射时，应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。

　　(7)喷射机设置在地面平整的地方。

　　6、养生

　　(1)当最后一次喷射的混凝土终凝2h后，立即喷水养护，每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于7d。

　　(2)在终凝后第一次喷水养生时，压力不宜过大，以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。

　　(3)气温低于5℃时，不得喷水养护。

　　(4)在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象，应分析原因、采取措施进行修补，以防后患。

　　四、现场质量管理与检测

　　1、现场质量管理措施

　　(1)严把钢筋、水泥、砂石、速凝剂等原材料质量关，并严格按配合比施工。

　　(2)严格操作规程：我们根据生产需要，专门制订出锚杆施工操作规程、喷射混凝土操作规程以及化验制度、机具测试维修制度、新工艺和新技术的推广制度等，使每一位施工人员都熟悉并掌握操作规程和技术要求。要求工人严格按操作规程施工，加强对其责任心的教育。

　　(3)加强对操作人员的培训。尤其是喷射手、搅拌人员、喷射机操作人员，一定要选择责任心强、技术熟练的工人担任，以保证喷射混凝土的质量。

　　(4)合理选择施工设备、机具和施工方案。施工前选好设备、机具，良好的机具是保证质量的基础。在选择施工方案时，要深入调查，进行测试研究，采用工程类比法，优化选择适合本工程的支护方式和施工方法。

　　2、现场质量检测

　　(1)强度检测。喷射混凝土必须做抗压强度试验，试块在工程施工中抽样制取，在喷射作业面附近，将模具敞开一侧朝下，以80(与水平面的夹角)左右置于墙脚：先在模具外的边墙上喷射，待操作正常后，将喷头移至模具位置，由下而上，逐层向模具内喷满混凝土。将喷满混凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面。在标准养护条件下养护7d后，将混凝土加工成边长为100mm的立方体试块。继续在标准条件下养护至28d龄期后，进行抗压强度试验。

　　(2)厚度检测。用凿孔法检测。根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》，“每个断面上，全部检查孔处的喷层厚度，60%以上不应小于设计厚度;最小值不应小于设计厚度的一半;同时，检查孔处厚度的平均值，不应小于设计厚度值。

　　(3)锚杆间排距检测。锚杆间排距是锚杆施工质量的一项主要考核指标，是锚杆能否发挥支护作用的保证条件之一。在本工程中，我们在锚杆被喷射混凝土覆盖前，主要采用在工作面用尺直接量恻的方式进行检测。

　　(4)外观感检测。观感检测一般采用人工观测的方法，包括目测法和实测法两种。工程完工后，该工程坡面平顺、线型流畅，无漏喷、离鼓、理解缝、钢筋网外露现象，地表及坡面排水处理得当，无漏水现象，符合规范要求。

　　五、结论

　　1、锚杆喷射混凝土支护可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡的整体稳走性。

　　2、应根据边坡岩土体现状，合理选择喷射混凝土的支护措施、结构设计方案。

　　3、合理选择施工程序、工艺和技术措施是保证锚杆喷射混凝土支护工程质量的关键。

　　4、制订行之有效的现场质量管理措施非常必要。对锚杆喷射混凝土支护要对喷射混凝土强度厚度、锚杆间排距、抗拔力、外观感等方面进行检测，严把质量关。