格梁式预应力锚索挡土墙在边坡支护中的应用及施工

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【摘 要】结合工程实例，简要阐述格梁式预应力锚索挡土墙之一支当结构原理及其施工工艺。

【关键词】格梁式预应力锚索挡土墙；施工工艺

1 工程概况

大连中冶焦耐项目住宅小区在紧邻11#住宅楼楼东侧和南侧设有一条消防通道，从11#楼东北角小区道路（绝对标高111.50m）启始至E地下车库入口截止（绝对标高为120.0m）。由于此处11#与26#已经有一条小区主要通道，致使此消防通道的路边距离11#楼较近，仅为4.0m，。为形成此条消防通道，必须在此通道两边施工挡土墙。

为尽可能减少挖方量和保持边坡稳定，靠近11#楼的挡土墙采用传统挡土墙（重力式或扶壁式等）均无法实现。为此设计人员根据现场实际情况，将26#楼一侧（A4～A5段）挡土墙设计为钢筋砼扶壁式挡土墙，将11#楼一侧（A6～A7段）挡土墙设计为格梁式预应力锚索钢筋砼档板挡土墙。消防通道和挡土墙的布置详见下图：

2 工艺原理

由于消防通道施工前11#楼和26#楼住宅的主体结构已全部施工完毕，如大量挖方易造成对边坡岩体的扰动和破坏，边坡出现滑动将直接威胁到11#楼的主体安全，发生安全、质量事故。为从根本上解决问题，通过设置格梁式预应力锚索挡土墙，一方面利用格梁式预应力锚索挡土墙的承重和抗倾覆作用，另一方面采用预应力锚索将格梁与滑动面以内的稳定岩体有机地锚固起来，形成坡体、拉锁及格梁组成的整体超静定结构。锚索直接改变滑面上的应力状态和滑动稳定条件，使不稳定滑体处于较高围压的三向应力状态，岩体强度和变形特征比在单轴压力及低围压条件下好得多，压紧状态使结构面对岩体变形消极影响减弱，明显改善边坡的受力状态，从而提高岩体的整体稳定性。

3 工程条件

开工前，与Ａ6～Ａ７段挡土墙相邻的11#楼建筑物主体结构已经全部施工完毕。根据挡土墙施工图我方对挡土墙的位置和现场实际的地势地貌进行了定位放线和高程测量（详见下图）：

11#楼东侧施工前的自然情况为：①Ａ6～Ａ７段挡土墙上半部的边坡已开挖完毕；下半部仍座落在现有边坡上需要土方开挖；②现有的边坡高差较大，约为15.60m；③11#楼东侧基础为人工挖孔桩基础，自现有自然地面向下埋深为10m；11#楼南侧施工前得自然情况：挡土墙的所处位置的自然标高为119.46m，土质为中风化岩石，如需施工需要土方开挖施工。

根据Ａ6～Ａ７挡土墙施工图纸,挡土墙成活内边线距离11#楼的主体仅为4m，致使挡土墙施工开挖后的基坑边线与已完毕建筑基础的水平距离（最小处仅为3.5ｍ）超过规范规定的安全距离（＞６ｍ），且挡土墙墙身底标高部分比独立柱基础低，部分与人工挖孔桩持平。这样在挡土墙的施工中对11#楼存在很大的安全隐患，故如果在施工中发现异常现象必须马上停止施工。

4 施工工艺流程

4.1 总体安排

此段挡土墙拆分成2段，11#楼东侧为一段，11#楼南侧为一段。施工顺序为由低向高逐段施工（即先施工东段再施工南段）。

4.2 工艺流程

外运土形成施工通道及操作平台（回填后标高距顶部4m）对边坡松动的土方进行清理搭设锚杆施工脚手架锚杆钻孔、注浆施工拆除锚杆施工脚手架搭设挡土墙施工脚手架挡土墙钢筋绑扎模板支设、加固施工砼分层浇筑施工拆除模板待挡土墙砼强度达到75%后进行锚杆钢绞线预应力张拉下层土石方开挖工序同上。

4.3锚杆和锚钉施工

4.3.1 施工脚手架搭设

锚索（杆）钻孔作业和喷锚作业平台采用Φ48*3.5mm钢管搭设双排落地脚手架，平台宽度不小于4米，平台为压型钢板桥板，每个平台距锚孔下500mm。采取安全措施：

为防止脚手架倾覆，在边坡上设置锚钉（直径90mm，钢筋采用二级Ø28，锚钉深度3m）并与脚手架连接，2步2跨设置。

脚手架坐落在回填土上，为防止脚手架滑移，脚手架底部满铺6mm厚钢板，钢板与脚手架立杆使用钢筋焊接，使脚手架形成整体。

构造要求按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)要求施工。

4.3.2 锚杆与锚钉的施工

4.3.2.1 定位、钻孔

为提高钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机造孔。用经纬仪放出基线和定出孔位，按坐标在脚手架上安装钻机，放出锚索方位角，测角仪调整倾角。方位角+1°，倾角+0.5°。钻进中每隔5m用测角仪校正钻孔方向一次。锚位点各方向放线误差+1cm，锚索孔径误差+2mm。钻孔结束后，以高压风吹净孔内粉尘，保持无浮渣、无岩粉和水。钻进中若遇塌孔应立即停钻进行注浆固壁处理。

4.3.2.2 锚索制作

锚索可以在钻孔的同时于现场进行编制。先将其调直，再根据下料长度用无齿锯截取。然后将其平顺的放在作业平台架上，量出内锚固段和锚索设计总长度，分别作出标记，每隔50～100cm穿一个对中隔离支架，两对中支架间扎紧固环一道，以提高锚索孔内钢绞线与砼的“粘结力”，自由段钢绞线也扎紧固环一道并用塑料管穿套。再在锚索端头套上导向帽，最后进行编号使其与孔位相对应。

4.3.2.2 锚索注浆

锚索下入孔内后，立即进行注浆。注浆采用M30水泥砂浆，为一次常压注浆。注浆工序采用跟管注浆，即注浆管与锚索一同下入孔内，管口距孔底200mm，边注将边拔管，注至孔口溜浆为止。为保证注浆，之后2~3小时应进行孔口补浆。注浆是保证锚杆与周围土体紧密粘和的关键，在安好锚杆的孔内注入砂浆的压力不低于0.4MPa，以确保锚杆与孔壁之间注满砂浆，砂浆内加膨胀剂及早强减水剂。

4.3.2.2 锚索张拉

当注浆强度达到设计强度的75%方可进行张拉。注浆时，同条件留置试块，经试块试压确定达到75%以上，即可张拉。张拉采用前夹式千斤顶进行。张拉锁定后，将多余部分钢绞线裁掉。做好封锚处理。

4.3.2.3 后期处理

封口注浆后从锚具量起留5cm钢绞线，将其与部分截掉。采用5mm厚钢板焊制封锚用模板（外侧焊接），预留螺栓孔。将其与格梁上预制螺栓连接固定好，灌注150#水泥砂浆封闭。

4.3.2.4 模板支设

挡土墙模板面板采用18mm厚木胶合板，内龙骨为单根60*80mm木方，木方材质为东北落叶松，木方横向间距200mm；穿墙螺栓为M25（一级圆钢）。以 1000（竖向）×1000mm（横向）布置。外龙骨为单根14b号槽钢，竖向间距为1000mm。支设方法见下图：

4.3.2.5 施工接缝处模板处理

根据设计图纸，此段挡土墙需要自上而下施工，故挡土墙上层与下层交接处的处理方案如下图：

5 安全质量控制

5.1严格安全技术交底制度及班前教育制度，提高施工人员的安全意识及警觉度。

5.2 土方工程在施工应适当缩小工作面，采用随挖、随运的方法，尽量当天

施工当天成活。

5.3 加强安全检查，对具有安全隐患的部位及时修复、整改。

5.4 不经专职安全人员同意，任何人不准挪、动用安全设施。

5.5 根据工程特点，合理安排机具和劳动力，组织快速施工。

5.6 施工期间应专人负责气象联系，及时收听气象台站天气预报，以供施工参考。

5.7 基坑开挖施工期间，基坑边缘严禁大量堆载或停靠施工机械。

6 结束语

目前该工程已施工完成，使用情况良好，外形美观。通过该工程的使用，可得出如下结论：

6. 1 一般挡土墙（重力式、扶壁式）最大高度只有15m，而格梁式锚索预应力挡土墙高度不受限制，结构整体性好，施工不受地形限制。

6.2 格梁式预应力锚索挡土墙非常适用于边坡加固处理和一般地区较整岩石边坡的支挡工程。在高边坡的情况下，可以自上而下逐级施工，避免边坡坍塌，有利于施工安全。它具有轻型、美观、施工占地少、安全可靠，与锚杆挡土墙、桩板挡土墙、扶壁挡土墙、重力式挡土墙等相比造价较低的优点。

参考文献

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