GRF绿色装配式边坡支护施工应用探讨

曾庆活，许明智

(1.广西铁路投资集团有限公司，广西 南宁 530022；2.南宁铁路工程建设指挥部，广西 南宁 530022)

0 引言

在深基坑施工过程中，传统土钉墙是目前应用非常广泛的边坡支护技术。传统土钉墙是在边坡上施作土钉加固土体以及为坡面提供水平抗力，并在边坡坡面上挂钢筋网喷射混凝土以达到稳定坡面的目的。但由于传统网喷工艺较为繁琐，施工周期长，考虑到地层特征和施工进度的要求，本文经多方面对比后推荐采用装配式支护体系实现基坑边坡防护。

绿色装配式支护(GRF01)体系中包括绿色装配式复合面层、连接构件和紧固构件等，其中装配式面层由具有加筋、防护等功能材料经工厂复合而成，其主要性能针对受力、防水、反滤、变形、耐久性、防侵蚀等功能设计，确保整体支护满足设计及规范要求。

1 工程概况

新建南宁至崇左铁路站后工程崇左南站，建筑面积为19 711.23 m2，站房位于广西崇左市东南角。站房地下出站地道、消防泵房及消防水池81 m×24.9 m深基坑整体开挖，开挖深度为9.6 m。设计地质勘查显示，地层从上到下分别为：3 m厚人工填土；2.7 m厚塑性膨胀土；3.9 m厚中风化灰岩偶夹泥岩、泥灰岩。持力层为中风化灰岩，地基承载力特征值为3 400 kPa。开挖采用分级放坡与土钉墙支护结合方式进行，边坡等级为三级。

2 本项目支护方案

本项目深基坑边坡防护采用GRF绿色装配式边坡支护施工工艺，放坡段坡面防护采用绿色装配式土钉墙支护。绿色装配式防护体系包括绿色装配式面层、连接件和紧固件等，其中装配式面层由加筋层、防护层、皮肤层、性能层(防水层)四部分构成。

设计防护面层型号：GRF01-C(受力、反滤、防水)；面层：采用 GRF01面层，抗拉强度≥20 kN/m；面层幅宽6 m，面层具有防水性能；坡面固定钉L=(1×1.5 ×1.5) m，水平间距为1.5 m，沿坡面间距为1.5 m。

3 工艺原理

本项目采用的GRF01是一种可全面取代传统喷护面层(土钉墙)的新型绿色装配式支防护技术产品。绿色装配式边坡支护技术是在土钉墙支护机理的基础上，对护坡面层进行改进设计，面层采用绿色装配式可回收面层取代喷混面层，同时实现装配化安装。

绿色装配式边坡防护体系由装配式面层、连接构件(钢丝绳等)、紧固件(卡扣等)、装配化构件组成。

4 适用范围

本工艺广泛适用于不同地区不同地质情况下各类基坑边坡工程支护和防护(见表1)，特别适用于有环保要求、需要及时封闭的边坡，对临时性工程有更为明显的优势。

表1 适用情况分析表

5 施工流程及施工要点

5.1 施工流程

土方开挖修坡→土钉安装→铺设皮肤层→铺设面层→安装紧固件→安装钢丝绳→混凝土压顶。

5.2 施工要点

5.2.1 基坑土方开挖及修坡

图1 地道基坑围护结构剖面图

5.2.2 土钉施工

采用预制土钉对边坡进行支护，控制边坡的稳定性。土钉的施工根据现场土质情况可采用静压或预成孔方式进行施工，施工过程中保证对坡面的扰动降到最小。

5.2.3 面层快速施工、紧固件安装

根据现场情况，配置安全、质量、技术管理人员各2名，安装工人根据施工组织配置。使用的装配式面层是在工厂加工预制，标准化生产。现场确定材料尺寸，裁剪后试铺，留一部分的变形余量，保证面层材料在边坡上不出现空鼓、翘边等缺陷。施工铺设时，在坡面上对面层的一端进行锚固，然后从坡顶向下滚铺(见图2)。面层之间采用“之”字形搭接，搭接宽度宜>400 mm(见下页图3)。面层通过卡扣、钢丝绳将土钉与面层连接成整体对土体进行防护。

面层由多级边坡坡顶一体化防护至坡底，防护效率高，面层在边坡坡顶1 m外范围进行翻边，距离边坡坡脚外0.5 m范围进行翻边，随后进行压顶、压底工序(见下页图4)。

图2 绿色装配式面层铺设平面图

图3 面层搭接示意图(mm)

图4 坡顶、坡底翻边断面示意图(mm)

5.2.4 分级平硬化、混凝土压顶台

面层铺设伸长至分级平台上，其上铺设一层80 mm厚C20混凝土，坡度为2%。

6 材料与设备

表2 材料一览表

表3 机具设备一览表

7 质量控制

质量控制如表4～7所示。

表4 绿色装配式面层的技术指标表

表5 预制土钉技术指标表

表6 连接件技术指标表

表7 施工过程质量要求表

8 安全监测控制

(1)坡顶和坡面位移点的间距宜≤ 20m，边坡顶部设置不少于 3 个监测点的观测网。

(2)应选择有代表性的锚固构件，监测其拉力和预应力损失情况。

(3)边坡工程施工初期，监测宜每天一次。

(4)监测工作可根据设计要求、边坡稳定性、周边环境和施工进程等因素进行动态调整，当出现险情时应加强监测。

(5)永久性边坡工程竣工后的监测至变形稳定为止，且不宜少于 2 年。

(6)当出现下列情况之一时，应立即报警并及时反馈，并通知有关各方对边坡支护结构和周边环境中的保护对象采取应急处理措施：

中国天然气管网大型干线和支干线工程主要由三大石油公司投资建设，区域内支线主要由三大石油公司和地方资本投资建设，仅中国石油的建设投资就超过全国天然气管网总投资的70%。各主体以市场为导向，按线建设管道，自行管理运营。受管网发达程度影响，在管道具体管理模式上有所不同，存在一线一管、一区一管，或多主体共存的一区多管。

①监测项目的内力及变形监测累计值达到报警值。

②装配式防护或周边土体的位移值增长且不收敛。

③锚固构件和连接构件有松弛、断裂或拔出的迹象。

④坡顶临近管线变形突然增大或出现裂缝、泄漏等。

⑤坡顶临近建(构)筑物、地面出现较严重的新裂缝，原有裂缝有新发展。

⑥根据当地工程经验判断已出现其他必须报警的情况。

9 效益分析

GRF绿色装配式边坡支护施工工艺中的绿色装配式面层采用工厂预制加工、现场装配式铺设的施工特点，减少施工的污染，节省施工工期，降低施工造价。当作为边坡和基坑临时性支护时，能够实现完全拆除回收，不污染地下土层。见表8。

9.1 经济效益方面

(1)工效高、封闭快、工期短

采用绿色装配式面层支护(GRF01系列)， 施工简便快捷，现场人工安装即可，节省现场混凝土养护时间，土方开挖面可快速封闭，减小天气的不利影响。

GRF技术可实现减少建设成本15%，减少施工工期，工效较传统工艺施工方法提升5倍。

(2)绿色、环保

能在边坡裸露早期快速封闭，减少二次扬尘，减少了土体防护作业的动力设施要求(电力、水等)和人工作业(减少扬尘对人的伤害)，不会产生过多的泥浆、废气等废弃物。

9.2 社会效益方面

(1)Green(绿色)：通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源，减少对环境有负面影响的工程施工活动，实现绿色施工。

(2)Recycle(可回收)：采用新材料、新工艺、新技术，进一步促进绿色建材使用和可回收利用，为工程建设增值。

(3)Fabricated(装配式)：施工工艺全装配化，提高装配率，实现工程装配化。

表8 与传统的施工方法效益对比表

10 结语

GRF绿色装配式边坡支护施工技术充分响应国家绿色、节能和环保的发展战略，采用装配式技术，提高施工效率，使用符合当前环境及资源要求的绿色建筑方式。在施工期间减少对资源的消耗和减轻对生态环境的影响，具有节能、减排、便利和可循环的特点，在安全、质量、效率、成本、环保方面都有很大的优势，具有广阔的应用空间及前景，可广泛应用于铁路、地铁、机场、市政、民用建筑等各个工程领域。