CN108385700A - 边坡加固及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种边坡加固及保护方法，包括锚杆设计步骤、边坡设计步骤、土方开挖步骤、坡面平整步骤、孔位放线步骤、成孔步骤、锚杆加工及安装步骤、灌筑水泥浆步骤、钢筋网的制作及安装步骤和混凝土面层施工步骤。边坡加固及保护方法通过锚杆组、钢筋架以及钢筋网片的组合形式对开挖出的基坑边坡进行加固、保护，进而对边坡的坡面形成一道防护网，以防止坡面在开挖时产生滚石坠落和滑坡等事故。此外，通过在锚杆组、钢筋架以及钢筋网片外喷射混凝土面层，既能够对锚杆组、钢筋架以及钢筋网片进行固定，又能够防止地表降水向地下渗漏而造成基坑沉降的危险发生，从而起到在边坡开挖过程中对周围的施工环境进行保护的作用。

Description

边坡加固及保护方法

技术领域

本发明涉及土方开挖技术领域，具体地说，是涉及一种边坡加固及保护方法。

背景技术

土石方开挖是工程初期乃至施工过程中的关键工序，其主要是一种将土和岩石进行松动、破碎、挖掘并运出的工程，且按照岩土性质，土石方开挖可分为土方开挖和石方开挖。其中，石方开挖除了松软岩石可用松土器以凿裂法进行开挖外，一般的石方开挖需要以爆破方式对岩石进行松动、破碎，并配合人工以及半机械化设备进行开挖，例如，可使用锹镐、风镐、风钻等简单工具，配合挑抬或这简易小型的运输工具进行作业。而土石方开挖的环境因素因地而异，一些复杂的地形环境会伴随如天然气管道、电塔等线路，使得石方开挖不能采用常规的爆破技术，只能以松动爆破及静态爆破为主，并严禁采用大型爆破。此外，在土石方开挖过程中，需要进行合理的边坡设计，以保证土石方开挖的安全进行，并且开挖过程中的边坡在施工后期还可能作为公路的边坡使用，具有重要的意义，因此对边坡加固及保护就显得尤为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种提高边坡防护性能，降低土石方开挖过程中的危险性的边坡加固及保护方法。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种边坡加固及保护方法，其中，包括锚杆设计步骤：确定放坡系数，锚杆组排数设计按4排至6排布置，每排锚杆组的长度均为5米至8米，且每排锚杆组包括多根并列设置的锚杆钢筋，相邻两根锚杆钢筋之间的间距为1米至1.6米，相邻两排锚杆组之间的垂直间距为1米至1.6米，且靠近边坡顶的一排锚杆组与边坡顶之间的垂直距离为0.4米至0.6米，每一根锚杆钢筋沿自身的轴向设置有多个定位支架，且相邻两个定位支架的间距为1.8米至2.2米；边坡设计步骤：根据确定的放坡系数设计钢筋网片，钢筋网片的每一个网格的长度和宽度均为190毫米至210毫米，根据锚杆组设计步骤设计钢筋架，钢筋架包括多组第一钢筋组和多组第二钢筋组，第一钢筋组与第二钢筋组相互垂直，且每一组第一钢筋组包括两根并列设置的第一钢筋，每一组第二钢筋组包括两根并列设置的第二钢筋；土方开挖步骤：土方开挖根据基坑设计进行分层开挖，每层基坑开挖取土深度为1.8米至2米，且每层基坑开挖后进行支护处理，当支护强度达到设计强度后，进行下一层基坑开挖，开挖时按照放坡系数放坡，并挖掘一条出土便道；坡面平整步骤：对开挖出的坡面进行平整，使坡面的平整度偏差在正负20毫米之间；孔位放线步骤：在坡面上根据锚杆钢筋的设计位置对锚杆钢筋的安装孔进行定位、标记和编号，每一个安装孔的孔位误差小于5厘米；成孔步骤：根据每一个安装孔的孔位对每一个安装孔进行成孔处理；锚杆加工及安装步骤：根据锚杆设计步骤对每根锚杆钢筋及锚杆钢筋上的多个定位支架进行焊接后，将每一排锚杆组的每一根锚杆钢筋安装到相对应的一个安装孔内，锚杆钢筋安装好后，对制作好的钢筋架进行安装，并使每一根锚杆钢筋位于一组第一钢筋组的两根第一钢筋之间、使每一根锚杆钢筋位于一组第二钢筋组的两根第二钢筋之间；灌筑水泥浆步骤：向每一个安装孔内注入水泥浆，注入时，注浆管与安装孔的孔底之间的距离大于或等于40毫米，注浆完成后，对安装孔进行补浆；钢筋网的制作及安装步骤：按照边坡设计步骤采用铁丝对钢筋网片进行绑扎，绑扎完成后将钢筋网片铺设在坡面上，并将钢筋网片与钢筋架焊接成一体，并在土体面上按照间距为1.9米至2.1米设置多根钢筋棍，每一根钢筋棍上均设置刻度，所每一个网格的长度、宽度的偏差在正负10毫米之间；混凝土面层施工步骤：向坡面喷射混凝土，喷射时使喷头垂直于坡面，且喷头与坡面之间的距离为0.8米至1.5米，喷射顺序自边坡的底部向边坡的顶部进行喷射。

一个优选的方案是，钢筋制作及安装步骤还包括：在进行钢筋网铺设时，相邻两个钢筋网之间的搭接长度大于或等于200毫米。

另一个优选的方案是，成孔步骤还包括：在钻孔后对安装孔进行清孔检查，并对安装孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土问题进行处理，且在成孔过程中进行成孔记录，并按锚杆钢筋的编号逐一记录成孔时取出的土体特征、成孔质量以及事故处理。

进一步的方案是，成孔步骤还包括：成孔倾角偏差小于正负3度，安装孔孔位偏差小于或等于150毫米，安装孔的孔深偏差在正负50毫米之间，安装孔的孔径偏差在正负5毫米之间。

另一个优选方案是，在进行土方开挖步骤时，每层基坑开挖完成后至对开挖出的坡面进行支护前，开挖出的坡面的裸露时间应小于或等于24小时。

另一个优选的方案是，灌筑水泥浆步骤还包括：在向每一个安装孔内注入水泥浆前，对水泥浆进行调制，水泥浆采用M15强度的水泥浆、水灰比为0.4至0.45，调制水泥浆时采用搅拌机对水泥浆进行搅拌，且搅拌时间大于或等于2分钟。

另一个优选的方案是，对安装孔进行补浆的补浆次数为1次至3次。

另一个优选的方案是，混凝土面层施工步骤还包括：在向坡面喷射混凝土前，对混凝土进行调制，混凝土中的水泥、石屑、砂的质量比为1：1.5：1.5至1：2.5：2.5，混凝土的水灰比小于或等于0.45。

另一个优选的方案是，钢筋网片的制作及安装步骤还包括：在对钢筋网片进行铺设时，使靠近边坡顶一侧的钢筋网片伸出边坡顶外1.5米至2.5米。

进一步的方案是，混凝土面层施工步骤还包括：当坡面的混凝土喷射至边坡顶时，沿水平方向在边坡顶上喷射宽度为1.2米至1.8米的混凝土护顶。

由上可见，本发明提供的边坡加固及保护方法通过锚杆组、钢筋架以及钢筋网片的组合形式对开挖出的基坑边坡进行加固、保护，使得锚杆组、钢筋架以及钢筋网片的组合形式形成边坡的坡面的一道防护网，进而防止坡面在开挖时产生滚石坠落和滑坡等事故。此外，通过在锚杆组、钢筋架以及钢筋网片外喷射混凝土面层，既能够对锚杆组、钢筋架以及钢筋网片进行固定，又能够防止地表降水向地下渗漏而造成基坑沉降的危险发生，从而起到在边坡开挖过程中对周围的施工环境进行保护的作用。

附图说明

图1是本发明边坡加固及保护方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明提供的边坡加固及保护方法是用于对土石方开挖过程中的基坑的边坡的坡面进行加固、保护，以提高边坡的防护性能，降低土石方开挖过程中的危险性。具体地，该边坡加固及保护方法包括：

锚杆设计步骤S1：

确定土石方开挖的放坡系数，并根据该放坡系数对锚杆的安装方案进行设计，其中，锚杆组设计按4排至6排布置，每排锚杆组的长度均为5米至8米，且每排锚杆组包括多根并列设置的锚杆钢筋，相邻两根锚杆钢筋之间的间距为1米至1.6米，相邻两排锚杆组之间的垂直间距为1米至1.6米，且靠近边坡顶的一排锚杆组与边坡顶之间的垂直距离为0.4米至0.6米，每一个锚杆钢筋沿自身的轴向设置有多个定位支架，且相邻两个定位支架的间距为1.8米至2.2米。优选地，锚杆组的排数为4排，每排锚杆组的长度为6米，且相邻两根锚杆钢筋之间的间距为1.2米，相邻两排锚杆组之间的垂直间距为1.2米，靠近边坡顶的一排锚杆组与边坡顶之间的垂直距离为0.5米，相邻两个定位支架之间的距离为2米。定位支架由于保证当锚杆钢筋安装到安装孔内时，锚杆钢筋能够与安装孔成共轴线设置，进而对锚杆钢筋起到定位作用。此外，锚杆钢筋优选采用直径为18毫米的钢筋。

边坡设计步骤S2：

根据已确定的放坡系数设计钢筋网片，其中，钢筋网片有多根横向分布的钢筋和多根纵向分布的钢筋交叉设置，且多根横向分布的钢筋和多根纵向分布的钢筋之间形成多个网格，每一个网格的长度和宽度均为210毫米至230毫米，优选地，每一个网格的长度和宽度均为200毫米，每一根纵向钢筋和每一根横向钢筋的直径均优选为10毫米，且每一个网格的长度、宽度的偏差均需要控制在正负10毫米之间。

根据锚杆组设计步骤设计钢筋架，钢筋架包括多组第一钢筋组和多组第二钢筋组，多组第一钢筋组和多组第二钢筋组交叉设置，且第一钢筋组与第二钢筋组相互垂直，每一组第一钢筋组包括两个并列设置的第一钢筋，每一组第二钢筋组包括两根并列设置的第二钢筋，且第一钢筋和第二钢筋的直径优选为16毫米。

土方开挖步骤S3：

土方开挖根据基坑设计进行分层开挖，每层基坑开挖取土深度为1.8米至2米，且每层基坑开挖后需要及时进行支护处理，具体地，开挖出的坡面的裸露时间应该小于或等于24小时，该层基坑的坡面支护完毕后，需要支护强度达到设计强度后，才可以进行下一层基坑开挖。支护处理可以通过混凝土结构对开挖出的坡面进行支护，当混凝土结构的混凝土强度达到70%以上后，才可以进行下一次基坑开挖。

优选地，每层基坑开挖的取土深度为2米。此外，在进行基坑开挖时，按照确定的放坡系数放坡，放坡系统优选可按照1：10进行放坡。在进行基坑开挖时，根据基坑设计一道挖掘一条出土便道，开挖出的出土便道铺设150毫米厚的建筑垃圾，个别区域可以根据需要铺设钢板，每层基坑开挖取土时，需保留出土便道上的土方。

坡面平整步骤S4：

对开挖出的坡面进行平整，平整时可采用铁锨通过人工进行铲平，使得坡面能够趋于平整，以保证支护的喷浆厚度能够满足设计要求，其中，坡面的平整度偏差需保证在正负20毫米之间。

孔位放线步骤S5：

在坡面上根据锚杆设计步骤中锚杆钢筋的设计位置对锚杆钢筋的安装孔进行定位、标记和编号，安装孔的定位可采用钢尺进行确定，安装孔的孔位的标记和编号可采用木桩或钢钎，此外，每一个安装孔的孔位误差需保持在5厘米内。

成孔步骤S6：

根据每一个安装孔的孔位对每一个安装孔进行成孔处理。成孔时，以人工洛阳铲成孔为主，辅以机械进行成孔。此外，成孔时需要根据地层的成孔性随时调节成孔机具。在钻孔后需要对安装孔进行清孔检测，并对安装孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土的问题进行处理，处理手段可采用压浆处理，且在成孔过程中需要及时做好成孔记录，并按照锚杆钢筋的编号助于进行记录成孔时取出的土体特征、成孔质量以及事故处理等，以便于及时修改锚杆钢筋的设计参数。

再者，在成孔时需要严格控制成孔的位置和角度偏差，使得成孔的倾角偏差小于正负3度，安装孔的孔位偏差小于或等于150毫米，安装孔的孔深偏差控制在正负50毫米之间，且安装孔的孔径偏差控制在正负5毫米之间。

锚杆加工及安装步骤S7：

根据锚杆设计步骤对每根锚杆钢筋及锚杆钢筋上的多个定位支架进行焊接后，将每一排锚杆组的每一根锚杆钢筋安装到相对应的一个安装孔内，在锚杆钢筋放入安装孔前需要对安装孔内的虚土进行清清除。锚杆钢筋安装好后，对制作好的钢筋架进行安装，并使每一根锚杆钢筋位于一组第一钢筋组的两根第一钢筋之间、使每一根锚杆钢筋位于一组第二钢筋组的两根第二钢筋之间，进而使得钢筋架能够对每一根锚杆钢筋进行限位，防止锚杆钢筋错位。

灌筑水泥浆步骤S8：

在向每一个安装孔内注入水泥浆前，需要先对水泥浆进行调制，水泥浆采用M15强度的水泥浆，且水泥浆的水灰比为0.4至0.45，用水泥浆搅拌机对配制好的材料进行搅拌均匀，且搅拌时间需大于或等于2分钟。搅拌好的水泥浆通过注浆管注入安装孔内，注入时，注浆管与安装孔的孔底之间的距离应大于或等于40毫米，通过注浆泵将水泥浆泵入安装孔的孔底，并逐渐、缓慢地拔出注浆管，直至水泥浆溢满安装孔为止。在注浆完成后需要对安装孔进行补浆处理，补浆处理的次数为1次至3次，以保证锚杆钢筋的紧固性。

钢筋网的制作及安装步骤S9：

按照边坡设计步骤采用铁丝对钢筋网片进行绑扎，绑扎用铁丝优选采用22号铁丝，绑扎时按照节点绑扎，每个节点绑扎一扣铁丝。绑扎完成后，将钢筋网片铺设在坡面上，并将钢筋网片与钢筋架通过点焊焊接成一体。此外，需要在土体面上按照间距为1.9米至2.1米设置多根钢筋棍，且每一根钢筋棍上设置刻度，以作为混凝土层厚度控制标记及钢筋保护层调节的依据。

在进行钢筋网铺设时，相邻两个钢筋网片之间的搭接长度需大于或等于200毫米，并且，靠近边坡顶一侧的钢筋网片在铺设时需要伸出边坡顶外1.5米至2.5米，优选地，靠近边坡顶一侧的钢筋网片在铺设时需要伸出边坡顶外2米，即伸出基坑口上2米。

混凝土面层施工步骤S10：

喷射混凝土前，对混凝土进行调制，具体地，混凝土中的水泥、石屑、砂的质量比为1：1.5：1.5至1：2.5：2.5，优选地，水泥、石屑、砂的质量比为1：2：2。此外，混凝土的水灰比小于或等于0.45。再者，在喷射混凝土前，还需要检查锚杆钢筋与钢筋网片的连接是否牢固可靠，钢筋网片是否牢固的固定在边坡面上，并检查钢筋保护层的厚度是否大于或等于30毫米、钢筋网片的网格的偏差是否在正负10毫米之间。检测完毕后，向边坡面喷射混凝土，喷射厚度为100毫米，混凝土采用C20细石混凝土，细石粒径在5毫米至10毫米之间。喷射时采用混凝土喷射机干喷法作业，喷射顺序自边坡低向边坡顶部进行喷射，喷射时是喷头垂直与坡面，且喷头与坡面之间的距离保持在0.8米至1.5米之间，并防止喷射过程中钢筋网片的背面出现空隙。此外，由于边坡面的长度不一，故边坡面的加固均是分段进行，故在进行相邻两端边坡面的混凝土喷射时，需要仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松敞碎屑，并喷水使其潮湿。

当坡面的混凝土喷射至边坡顶时，沿水平方向在边坡顶上喷射宽度为1.2米至1.8米的混凝土护顶，优选地，混凝土护顶的宽度为1.5米。

此外，在土方开挖步骤中，当进行土方开挖作业时，严禁边壁出现超挖，并避免边壁土体松动，基坑边壁可采用小型机具或铁锹进行削坡，以保证边坡的平整度符合设计要求。再者，对开挖出的基坑四周的支护范围内的地表进行修整，构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土面层，以防止地标降水向地下渗透。

在锚杆加工及安装步骤中，需要对锚杆钢筋进行支护，锚杆钢筋的支护需要在排除地下水的条件下进行施工，排水措施采用地表排水、支护内部排水。在基坑最下部混凝土面层施工中，在高度距基坑底部0.5米处设置多个孔径为50毫米的泄水孔，用以排除基坑边土体内部的地表水，泄水孔的施工包括：采用直径为50毫米、长度为400毫米的钢管插入边坡面，并且在插入边坡面土层部分的钢管的管壁上钻设16个直径为8毫米的通孔，且钢管的管口向下倾斜，露出墙面的钢管的长度为20毫米。此外，需要在钢管内填充粗砂，用于过滤地表水并防止土体流失。再者，在混凝土面层的每一个泄水孔处设置一个竖向排水带，用于引导泄水孔内的水流入基坑底部的排水沟。而基坑排水需要在基坑底部设置一个集水井，并在基坑的周圈挖掘一条宽度为300毫米、高度300毫米的排水明沟，集水井的内部需要设置一台泥浆泵，以使得集水井的积水、泥浆能够通过泥浆泵及时排出，从而避免土体处于饱和状态，并能够有效减轻作用在混凝土面层上的静水压力。

综上可见，本发明提供的边坡加固及保护方法具有提高边坡防护性能，降低土石方开挖过程中的危险性的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.边坡加固及保护方法，其特征在于，包括：

锚杆设计步骤：确定放坡系数，锚杆组排数设计按4排至6排布置，每排所述锚杆组的长度均为5米至8米，且每排所述锚杆组包括多根并列设置的锚杆钢筋，相邻两根所述锚杆钢筋之间的间距为1米至1.6米，相邻两排所述锚杆组之间的垂直间距为1米至1.6米，且靠近边坡顶的一排所述锚杆组与所述边坡顶之间的垂直距离为0.4米至0.6米，每一根所述锚杆钢筋沿自身的轴向设置有多个定位支架，且相邻两个所述定位支架的间距为1.8米至2.2米；

边坡设计步骤：根据确定的所述放坡系数设计钢筋网片，所述钢筋网片的每一个网格的长度和宽度均为190毫米至210毫米，根据所述锚杆组设计步骤设计钢筋架，所述钢筋架包括多组第一钢筋组和多组第二钢筋组，所述第一钢筋组与所述第二钢筋组相互垂直，且每一组所述第一钢筋组包括两根并列设置的第一钢筋，每一组所述第二钢筋组包括两根并列设置的第二钢筋；

土方开挖步骤：土方开挖根据基坑设计进行分层开挖，每层基坑开挖取土深度为1.8米至2米，且每层基坑开挖后进行支护处理，当支护强度达到设计强度后，进行下一层基坑开挖，开挖时按照所述放坡系数放坡，并挖掘一条出土便道；

坡面平整步骤：对开挖出的坡面进行平整，使所述坡面的平整度偏差在正负20毫米之间；

孔位放线步骤：在所述坡面上根据所述锚杆钢筋的设计位置对所述锚杆钢筋的安装孔进行定位、标记和编号，每一个所述安装孔的孔位误差小于5厘米；

成孔步骤：根据每一个所述安装孔的所述孔位对每一个所述安装孔进行成孔处理；

锚杆加工及安装步骤：根据所述锚杆设计步骤对每根所述锚杆钢筋及所述锚杆钢筋上的多个所述定位支架进行焊接后，将每一排所述锚杆组的每一根所述锚杆钢筋安装到相对应的一个所述安装孔内，所述锚杆钢筋安装好后，对制作好的所述钢筋架进行安装，并使每一根所述锚杆钢筋位于一组所述第一钢筋组的两根所述第一钢筋之间、使每一根所述锚杆钢筋位于一组所述第二钢筋组的两根所述第二钢筋之间；

灌筑水泥浆步骤：向每一个所述安装孔内注入水泥浆，注入时，注浆管与所述安装孔的孔底之间的距离大于或等于40毫米，注浆完成后，对所述安装孔进行补浆；

钢筋网的制作及安装步骤：按照边坡设计步骤采用铁丝对所述钢筋网片进行绑扎，绑扎完成后将所述钢筋网片铺设在所述坡面上，并将所述钢筋网片与所述钢筋架焊接成一体，并在土体面上按照间距为1.9米至2.1米设置多根钢筋棍，每一根所述钢筋棍上均设置刻度，所述每一个所述网格的长度、宽度的偏差在正负10毫米之间；

混凝土面层施工步骤：向所述坡面喷射混凝土，喷射时使喷头垂直于所述坡面，且所述喷头与所述坡面之间的距离为0.8米至1.5米，喷射顺序自边坡的底部向所述边坡的顶部进行喷射。

2.根据权利要求1所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述钢筋制作及安装步骤还包括：在进行所述钢筋网铺设时，相邻两个钢筋网片之间的搭接长度大于或等于200毫米。

3.根据权利要求1所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述成孔步骤还包括：在钻孔后对安装孔进行清孔检查，并对所述安装孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土问题进行处理，且在成孔过程中进行成孔记录，并按所述锚杆钢筋的编号逐一记录成孔时取出的土体特征、成孔质量以及事故处理。

4.根据权利要求3所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述成孔步骤还包括：成孔倾角偏差小于正负3度，所述安装孔的孔位偏差小于或等于150毫米，所述安装孔的孔深偏差在正负50毫米之间，所述安装孔的孔径偏差在正负5毫米之间。

5.根据权利要求1所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

在进行所述土方开挖步骤时，每层基坑开挖完成后至对开挖出的所述坡面进行支护前，开挖出的所述坡面的裸露时间应小于或等于24小时。

6.根据权利要求1所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述灌筑水泥浆步骤还包括：在向每一个所述安装孔内注入水泥浆前，对所述水泥浆进行调制，所述水泥浆采用M15强度的水泥浆、水灰比为0.4至0.45，调制水泥浆时采用搅拌机对所述水泥浆进行搅拌，且搅拌时间大于或等于2分钟。

7.根据权利要求1所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述对所述安装孔进行补浆的补浆次数为1次至3次。

8.根据权利要求1所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述混凝土面层施工步骤还包括：在向所述坡面喷射混凝土前，对所述混凝土进行调制，所述混凝土中的水泥、石屑、砂的质量比为1：1.5：1.5至1：2.5：2.5，所述混凝土的水灰比小于或等于0.45。

9.根据权利要求1至8任一项所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述钢筋网片的制作及安装步骤还包括：在对所述钢筋网片进行铺设时，使靠近所述边坡顶一侧的所述钢筋网片伸出所述边坡顶外1.5米至2.5米。

10.根据权利要求9所述的边坡加固及保护方法，其特征在于：

所述混凝土面层施工步骤还包括：当所述坡面的混凝土喷射至所述边坡顶时，沿水平方向在所述边坡顶上喷射宽度为1.2米至1.8米的混凝土护顶。