锚杆式预制装配绿色生态挡土墙在市政工程中的应用

【摘 要】文章以工程实例为背景，详细介绍了锚杆式预制装配绿色生态挡土墙在市政基础设施建设工程的应用。通过锚杆式预制装配绿色生态挡土墙的施工工艺整理分析，提出了该挡土墙安装施工的质量标准，为类似工程建设提供参考。

【关键词】挡土墙; 锚杆式; 预制装配; 绿色生态; 施工技术

【中图分类号】U417.1+1【文献标志码】B

传统挡土墙多采用浆砌块石、现浇混凝土为主要材料的重力式挡土墙，这种挡土墙费工、耗材、造价较高，开山挖石、费材费料对环境造成不良影响。由于受到施工工艺的限制，难以满足人们对环保和生态的要求，缺少生态经济社会效益。装配式生态挡土墙可以保证良好的生态性， 而且可以保护植物的生存环境， 凭借其较强的适应地基变形的能力和良好的稳定性的优点， 道路护坡景观工程中得到越来越广泛的应用。

1 工程概况

本工程为龙泉山城市森林公园丹景台片区综合提升项目道路工程，分别位于简阳市武庙乡与丹景乡，总长约8 km;其中武庙乡上山道路约3 km，丹景乡上山道路约5 km。

装配式生态挡墙设置桩号为丹景上山道路：K0+680～K0+780.5、K2+380～K2+515、K4+328～K4+440三个工点，装配式挡墙坡率：1∶0.1。

装配式挡墙设置桩号：K0+680～K0+780.5、K2+380～K2+515、K4+328～K4+400;装配式挡墙高度：4.2～9.6 m;装配式挡墙锚杆长度：6 m、8 m、9 m。

本工程具有以下几点特点：

（1）本工程地处山丘地带，彎多、坡陡、路窄，材料运输、大型机械、大型车辆等进出场极为不便，交通组织非常困难。

（2）原始地貌地形相当复杂，土方深挖、高填工程量极大。

（3）工程量大、工期紧张，施工任务重。

（4）地质情况复杂，挖方多为中风化页岩，土石方工作难度大。

是为龙泉山城市森林公园丹景台片区综合提升项目整个景观打造的重要控制点，对恢复植被、景观绿化、安全防护、节省工期，起到了很大的作用。

2 工艺原理

锚杆式预制装配绿色生态挡土墙由PC构件、肋柱、锚杆等构成（图1）。锚杆一端连接在PC构件拼装形成的肋柱中（拼装后现浇混凝土，与基础梁刚性连接），另一端锚固在稳定的地层中，以承受土压力对PC构件、肋柱所施加的推力（图2）。利用锚杆与地层间的锚固力来维持整个结构物的稳定。

PC构件整体呈空间框格型，由左右侧壁和后壁围成一定空间，底部为带一定坡度的植生板，板上可培土种植绿色植物，后壁开有排水窗，可作为墙后水体排泄和植物根系与自然土体联系的通道。挡土墙主体结构形成后，于PC构件预留空间内客土绿化，形成立体绿化与结构一体化的生态挡土墙（图3）。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

挡土墙混凝土基础施工 → 墙身PC构件安装 → 肋柱混凝土浇筑→锚杆施工 → 墙背回填及压顶梁施工→平台封闭→ PC构件客土、培植绿色植物。

3.2 操作要点

3.2.1 挡土墙混凝土基础施工

（1）精确测量放线后，进行基坑开挖。开挖清平后及时进行基础垫层施工，保证垫层混凝土厚度、宽度，以及混凝土强度。

（2）待垫层达到设计强度80 %后，绑扎基础钢筋绑扎底板钢筋和肋柱钢筋并浇筑基础底板混凝土。

（3）控制预埋肋柱中心定位间距，确保装配式墙身顺利安装。

（4）在基础模板做好标记来定位肋柱钢筋。

（5）待基础底板混凝土初凝后进行基础底板顶面收面、找平。

3.2.2 墙身PC构件安装

（1）第一排PC构件定线，按照PC构件截面尺寸在混凝土基础上进行安装画线，并对间距要求按照模数划分，预留装配误差间距。

（2）采用吊车进行PC构件吊装，人工辅助定位，按照设计要求进行沉降段第一层PC构件安装。

（3）每一块PC构件安装定位后用水准仪抄平、人工进行校对保证设计坡比，并及时安装U型扣加固。

（4）待第一层完成后，进行上面一层拼装。严格按照“沉降段装配（每10 m设一个沉降缝）、一层装配完再进行二层装配、装配完一块PC构件及时安装U型扣加固”。

（5）每装配一块、每装配完一层及时进行检查保证安装后不晃动、线型顺直，调整过程中采用0.2～1 cm扁钢块进行调整，如图4所示。

3.2.3 肋柱混凝土浇筑

（1）PC构件安装时，进行肋柱钢筋的安装。构件安装高度达到3 m时，在拼成的肋柱模板内浇筑混凝土。若需要多次浇筑，每一根肋柱一次浇筑高度应低于装配高度30 cm，直到压顶梁浇筑。肋柱横向间距为1.5 m，如图5所示。

（2）采用泵送细石混凝土，严格控制混凝土坍落度。

（3）浇筑过程中不漏振、不过振。

（4）每一次浇筑完成，及时清理掉散落在植生板上混凝土。

3.2.4 锚杆施工

3.2.4.1 钻孔

（1）根据施工图所规定的孔位、孔径、长度与倾斜度，锚杆横向间距1.5 m，纵向间距2.1 m（图6）。钻孔方式可选择冲击钻或旋转钻，从肋柱预留孔道钻进，要做好钻孔地质记录。成孔孔壁必须顺直、完整。

（2）钻孔深度须超过挡土墙后的主动土压力区和已有的滑动面，并在稳定土层中达到足够的有效锚固长度。当岩层风化程度严重、属于回填区段时，加用套管钻进，保证钻孔质量。

（3）钻至要求的深度、成孔后，用高压空气清孔，将孔内壁及根部残留废土清除干净。严禁用水冲洗。

（4）锚杆采用在搭設的钢管架操作平台上钻孔作业，采用MJ-70钻机，干钻钻进。

3.2.4.2 锚杆制作与安装

（1）单根锚杆采用2根HRB400E 28 mm钢筋制作。锚杆结构如图7所示。

（2）插入钻孔的锚杆要顺直，并应除锈，在锚固段部分一般用水泥砂浆防护。锚杆孔外部分需做防锈层，采用在钢筋表面涂防锈底漆，再包扎沥青麻布两层或塑料套管及化学涂料等方法进行防锈。如防锈层局部遭到破坏，应及时加以处理。

（3）为保证锚杆放入孔内居中，沿锚杆长度间隔2 m左右焊接定位支架。孔位允许偏差±50 mm，深度允许偏差+50 mm、-10 mm。

（4）清孔完毕后应及时安装锚杆，把制作好的锚杆钢筋缓慢地送入钻孔内，定位支架在锚杆下部撑住孔壁，插入锚杆时应将灌浆管与锚杆钢筋同时放至钻孔底部。锚杆钢筋应保持顺直。

（5）有水地段安装锚杆，应将孔内水排除或采用早强速凝药包式锚杆。

3.2.4.3 灌浆

（1）按施工配合比采用搅拌机拌制砂浆，随拌随用，经过2.5 mm×2.5 mm的滤网倒入储浆桶，桶内水泥砂浆在使用前仍需低速搅拌，以防止砂浆离析。

（2）压浆用砂子以中砂为宜，配合比一般为1∶1（重量比）、水胶比不大于0.50的水泥砂浆，宜采用膨胀水泥。为避免孔内产生气泡，压浆泵料仓内要保持一定的砂浆。

（3）灌注方法采用重力灌浆与压力灌浆相结合的方式。先将胶管与锚杆同时送入距锚孔底10 cm处，用灌浆泵（灌浆压力为0.3 MPa左右）使砂浆在压力下自孔底向外充满。同时，把灌浆管从孔底朝孔口缓慢匀速拔出，要保持出浆口始终埋入砂浆1.5～2.0 m。当砂浆灌至孔口时立即减压为零，避免在孔口喷浆。灌浆管拔出后立即将制作好的封口板塞进孔口，灌浆结束。

（4）锚杆灌浆后，不得敲击、摇动。普通砂浆在3 d，早强砂浆在12 h内不得在杆体上悬挂重物。

（5）待第一次肋柱混凝土浇筑完成，混凝土强度达到设计强度100 %、灌注砂浆达到设计强度100 %时，对锚杆进行抗拔检测试验合格后，进行封锚，灌浆锚固后每根锚杆轴向拉力达到200 kN。

（6）锚杆施工根据现场实地情况采取墙前或墙后跟管钻进方式，严格按设计要求和深度进行施工和注浆封锚。

3.2.5 墙背回填及压顶梁施工

（1）最后一层PC构件拼装完成以后，肋柱混凝土强度、锚杆灌注砂浆强度达到设计强度100 %时，进行墙背回填。

（2）回填采用分层回填压实，回填土松铺厚度不大于30 cm/层。采用小型机械加人工辅助夯实。填料应均匀，不能填入大块石料。

（3）墙背回填完成后进行挡土墙压顶梁钢筋绑扎、支模、混凝土浇筑。

3.2.6 平台封闭

挡墙结构平台施工完毕及时回填密实，并做好泄水坡和截水沟。

3.2.7 PC构件客土、培植绿色植物

挡墙成型后及时在PC构件框格植生板进行客土，培土采用保水性良好的泥炭土。栽培植物选用耐干旱、耐高温、具有观赏性的藤本植物如：三角梅、迎春花、蔷薇等。

4 质量控制

4.1 应执行的标准规范

（1）JTG BO1-2014《公路工程技术标准》。

（2）JTG D30-2015《公路路基设计规范》。

（3）GB 50201-2015《混凝土结构施工质量验收规范》。

（4）GB/T 51231-2016《装配式混凝土建筑技术标准》。

（5）DB J51/T008-2015《四川省建筑工业化混凝土预制构件制作、安装及质量验收标准》。

（6）JTG F80/1-2017《公路工程质量检验评定标准》。

4.2 质量控制措施

PC构件安装质量检验标准见表1。

锚杆施工质量验收标准见表2。

挡土墙整体质量验收标准见表3。

5 安全措施

（1） 建立健全安全组织机构，认真落实各级人员的安全生产责任制度。

（2） 边坡开挖、支架搭设、吊装作业必须编制专项施工方案，并且经过专家论证、审批通过，方可施工。

（3） 作业人员必须经过专门培训，安全技术交底有文字记录并经作业人员签认。

（4） 施工前，对边坡进行全面清理，清除浮土、危石等，当锚杆挡土墙上方还有边坡等时，还应在顶部增设临时防护。

（5） 支架搭设应牢固可靠，必要时，需在坡面打设连接杆，将支架与坡面连接为整体。

（6） 工作步板需固定牢固，作用面处应挂设安全网，施工人员必须佩戴安全帽。

（7） 空压机等压力设备，应加强检查与检修，保证可靠的工作状态。

6 结束语

本文的锚杆式预制装配生态挡土墙，是一种锚杆式挡土墙。它由PC构件、肋柱、锚杆等构成，结构形成后于PC构件预留空间内客土绿化，形成环境友好的生态支挡结构。该技术是一种新型的边坡支挡结构形式，并具有生态保护功能，同时克服圬工工程措施的不足，而且合理设计下还能降低施工成本。是一种既满足支挡功能又绿色环保的新型护坡方式。

[定稿日期]2021-01-20

[作者简介]谭刚（1979～），男，本科，高级工程师，从事市政工程施工技术与质量管理工作。