【摘要】某市政桥梁位于热电厂附近，桥梁通过热电厂早期的粉煤灰回填区。通过本工程实例，介绍粉煤灰地质桥梁承台基坑边坡喷锚支护的施工技术。
【关键词】桥梁,边坡支护,喷锚
1 工程概述
某市政桥梁位于热电厂附近，是市区南北向交通的重要通道，该条道路跨越涧河和陇海铁路，设计的立交桥为双幅，桥全宽35m,双向8车道，桥梁全长606.6m,全桥布跨为4×40+4×40+7×40m共3联15孔梁桥。梁部采用装配式部分预应力混凝土连续箱梁。桥墩盖梁采用钢筋混凝土结构，桥墩采用单排双柱式矩形桥墩，钻孔灌注桩基础。
桥梁14号桥墩承台位于涧河南岸临时施工坡道上，基坑开挖深度整体为8m，局部开挖达12m。由于基坑挖深较大，又污水处理厂污水管道和储水池的存在使得三面放坡受到很大限制，见下图，需对这三面边坡进行支护。结合以往经验和本工程特点，决定采用喷锚方案进行支护。
2 工程地质概况
立交桥场地处于盆地内，地形北高南低，地貌单元属邙山黄土丘陵及涧河高漫滩，两地貌单元之间以陡坎相接，坎高12m。涧河南岸堆有大量杂填土，主要由粉煤灰和部分建筑垃圾组成，形成约17m的陡坡。据现场调查及区域地质资料，拟建场地无全新活动性断裂通过，新构造运动不明显，区域地质构造稳定，不存在崩塌、滑坡、泥石流、采空区和地面沉降等不良地质作用和地质灾害。根据勘察，在涧河河漫滩钻孔中见到地下水，实测稳定水位埋深0.4-4.60m，地下水属潜水，含水层为粉土及卵石，受涧河水和大气降水补给，水量丰富。据区域水文地质资料，水位年变幅在1.00m左右。
3 喷锚支护方案
3.1 喷锚支护设计
基坑开挖范围内多为粉煤灰杂填土，采用人工在侧壁成孔，支设锚杆，难以成孔的部位采用锚管。锚杆(或锚管)注浆完成后，在边壁上挂钢筋网，焊接锚杆头，然后喷射砼。采用理正深基坑支护设计软件进行计算，保证结构安全。其中粉煤灰杂填土的粘聚力取为10kPa，内摩擦角取为28.0°。根据坡高的不同单独进行设计，采取不同的具体支护方案。
基坑开挖过程中坡顶都会出现一定的沉降量，约为坡高的千分之三(与放坡量有关)。开挖前，在坡顶和污水管道顶设置监测点，定期进行观测，记录测点标高、绝对坐标，并列表对照，以掌握土体位移情况。
3.2 喷锚支护参数(见右图)
1)锚杆：采用全长压力注浆锚杆，锚杆主体为Φ18和Φ25螺纹钢筋，横向间距为1.5m和1.0m两种，排距为1.7m，呈梅花形布置。
注：锚杆头增设一根Φ14的水平拉筋，同一排上Φ18或Φ25螺纹钢筋端头冷弯，逐根勾住此水平拉筋，即Φ14的水平拉筋依次穿过同一排上Φ18或Φ25螺纹钢筋端部的冷弯弯头以加强连接，改善整体受力性能。
2)锚孔：锚杆孔径为Φ100mm，水平夹角为俯角10°，采用人工成孔。距地面3m范围内必须采用人工成孔，以保证地下电缆和上下水管线的安全。
3)锚管：采用锚管机植入Φ48x3钢管，横向间距为1.5m和1.0m两种，排距为1.7m，呈梅花形布置。锚管入土端必须做成锥头，锥头至三分之二锚管长度范围内均布注浆孔，孔位沿锚管的轴向和径向均布，孔径大于5mm，不少于5个/m，用斜切的燕尾形小角钢保护孔口。
4)注浆：孔内安放锚杆或植入锚管后进行压力注浆，采用PO32.5# 纯水泥浆，水灰比为0.40～0.45，注浆压力为0.2～0.4MPa。
5)喷射砼：锚杆或锚管注浆完成后，按要求修整坡面，在边壁上挂Ф6.5@100×100光圆钢筋网，焊接锚杆头，然后喷射砼，配合比为水泥:砂:碎石=1:2:2.5(重量比)，喷层平均厚度为80mm。砼强度等级为C30。
3.3 注意事项
1)施工过程中遇到地下设施或特殊地质条件，须根据实际情况适当调整锚杆的位置、长度及倾角，并做好记录。严禁强行穿越不明障碍物或地下管线。
2)严格遵循“开挖一层，支护一层”的原则。
3)挖土方必须按照确定的开挖线、放坡角度和每层开挖深度作业，并及时清理坡面，以保证边坡支护及时施工。
4)为保证护坡的安全，必须对基坑周围的地面进行封闭处理，防止地表水渗漏。采取切实的防排水措施(如在坡顶设置拦水沟，将地表水引到基坑范围外等)，预防地表水汇流到基坑周围和基坑内，基坑周围严禁积水。
5)坡顶2.0m范围内不得堆积材料和通行大型载重车。
6)施工时应严格按照要求进行监测，随时掌握边坡土体位移情况，如有异常，应及时报告施工管理人员，采取措施进行处理。
4 质量保证措施
1)基坑土方开挖：每层开挖深度为1.8～2.2m。进行下步土体开挖时，严禁挖斗顶压或撞击已完成支护的坡面。每步土体的开挖的具体深度视开挖后土体的实际情况而定，如遇开挖后土质较差，则土体的开挖深度要作一定程度的减小。土方开挖时须满足每步锚杆成孔时有工作面，以保证土方开挖后边坡及时得到支护和喷锚支护的正常施工。
2)造孔：锚孔为俯角10°，必须保证下倾;孔径不小于100mm;孔深允许偏差±100mm;孔位可在500mm范围内调整。随时进行抽查，严格控制造孔深度。
3)制锚：根据设计长度制作锚杆，误差为±50mm，锚杆要每隔2～3m设置定位支架，锚杆搭接焊接要符合规范要求。单面焊10d，双面焊5 d。锚管入土端必须做成锥头，锥头至三分之二锚管长度范围内均布注浆孔，孔位沿锚管的轴向和径向均布，孔径大于5mm，不少于5个/m;锚管允许接长，接口要整齐，周圈满焊。
4)注浆：按设计配比拌料，严格遵循注浆程序和技术要求。根据孔深、注浆量、排气情况确定注浆是否饱满，如有问题，采取相应的处理措施;一次拌合的水泥浆应在初凝前用完;锚杆注浆时注浆管应插至距孔底约500mm处，孔口设置止浆塞;锚管注浆时注浆管插入锚管内，封闭管口，压力注浆，直到浆液沿锚管外壁浸出。
5)修坡：基坑边坡土体开挖时，一般预留10cm厚土体，通过人工整修平整，控制放坡系数，放坡总量控制在放坡范围以内，不得影响结构施工。在坡面进行喷射砼支护前，要清除坡面虚土。
6)编钢筋网：钢筋网编结要均匀，最大间距不超过300mm，平均间距不得超过设计要求。上下段钢筋网搭接长度一般不少于200mm，否则搭接处需点焊，钢筋保护层厚度不小于20mm，钢筋网与锚杆应焊接牢固。
7)喷射砼：按设计配合比配料，喷层平均厚度应达到设计厚度，局部不得低于设计厚度20mm;喷射砼时，喷头与受喷面要保持垂直，距离保持1.0～1.5m。
8)遇有地下管线及地下构(建)筑物的区域，必须探明埋设深度及范围，采用人工造孔，孔位及孔向必须避开地埋物。
5 特殊情况应急处理措施
由于地质情况的复杂性和施工过程中有可能出现的一些客观原因，在基坑支护过程中，或多或少会出现一些问题，需要及时进行处理，针对不同的情况，采取相应的应急措施：
1)对基坑开挖过程中出现局部坍塌的处理
在施工过程中，个别地段土体含水量较大或由于超挖不能自稳，进行支护前土体已坍塌。其处理方法是：在塌方处的口部，向下打入竖向钢筋(或钢管)，然后向塌方处填碎砖和土，填满之后，用加强筋将竖向钢筋(或钢管)焊接成一整体，并与附近锚杆头进行焊接，编好钢筋网后，喷射砼。同时在坍塌部分的合适位置设置排水孔，并预留一注浆孔，待面层达一定强度后进行压力注桨。对坍塌部分进行填充处理，增强其承载能力。
2)对基坑开挖过程中边坡位移量增长过快的处理
边坡开挖过程中，在对边坡位移量进行观察时，发现位移量或位移速率增长过快，是边坡即将整体失稳的表现。其处理方法是：将此处边坡迅速进行回填，在上层增加锚杆，根据具体情况确定锚杆的长度和密度，以及是否有必要采用预应力锚杆。待上层土体稳定，且增加的锚杆有一定强度后，再进行下面的施工，根据具体土质情况调整施工方案，确保施工后边坡的稳定。
【参考文献】
[1]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011).人民交通出版社.(2011年7月第一版)
[2]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).中国建筑工业出版社. (1999年5月第一版)
[3]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001).中国计划出版社. (2001年9月第一版)
