錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應用

崔昌

摘要：近年來，我國山區(qū)高速公路的建設(shè)工作取得了巨大的成就，與普通地區(qū)相比，山區(qū)地形起伏較大，國內(nèi)外的種種工程實踐均表明，如果未采取科學合理的防護措施，挖方高邊坡就會發(fā)生溜坍、落勢以及滑塌等災害，情況嚴重時，甚至會出現(xiàn)滑坡，這不僅對高速公路工程的正常建設(shè)與運營帶來不良的影響，也影響著山區(qū)周圍人民群眾生活和生產(chǎn)的安全，錨桿框架梁防護法是近年來興起的一種防護方法，防護性能理想，造價低廉，本文主要以以吉林至琿春客運專線段的工程施工為例，分析錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應用措施與注意事項。

關(guān)鍵詞：錨桿框架梁 高邊坡路基防護 應用

近年來，在改革開放的深入之下，我國的經(jīng)濟發(fā)展取得了巨大的成就，與此同時，國家的基礎(chǔ)建設(shè)工作也進行的如火如荼，各個地區(qū)山區(qū)通車的高速公路里程逐年增長。山區(qū)的地形與平地有著較大的區(qū)別，地形起伏大，因此，在修建山區(qū)高速公路時，是必須要進行高填深挖的，因此，挖方高邊坡也成為山區(qū)高速公路施工過程中一個普遍存在的現(xiàn)象。國內(nèi)外的種種工程實踐均表明，如果未采取科學合理的防護措施，挖方高邊坡就會發(fā)生溜坍、落勢以及滑塌等災害，情況嚴重時，甚至會出現(xiàn)滑坡，這不僅對高速公路工程的正常建設(shè)與運營帶來不良的影響，也影響著山區(qū)周圍人民群眾生活和生產(chǎn)的安全。

除此之外，山區(qū)的高速公路屬于典型的帶狀工程，高邊坡支護的面積相對較大，因此，其防護措施也會對工程造價產(chǎn)生直接的影響，綜合以上幾個方面的因素，科學合理的挖方邊坡防護措施直接影響鐵路工程的承建質(zhì)量與工程造價。而高邊坡防護工作不僅要保證邊坡的安全性與穩(wěn)定性，也要符合環(huán)保低碳理念的要求，下面就以吉林至琿春客運專線工程實踐為例，分析錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應用與注意事項。

1 工程概況

新建吉林至琿春客運專線自吉林站城際場引出，向東經(jīng)敦化、安圖西、延吉西，進入琿春市北郊設(shè)琿春北站，線路終點DK361+795。線路全長360.547km，其中吉林市境內(nèi)正線建筑長度113.926km，延吉市境內(nèi)正線建筑長度246.621km。

本線JHSⅥ合同段為DK283+044.6～DK323+000，線路長36.315km。主要工程包括：管段范圍內(nèi)的改移道路，路基工程，橋涵工程，隧道工程，大臨工程（含施工便道等），與站前專業(yè)配套的站后工程及圖們地區(qū)既有線改造工程等。

GDK305+745～GDK305+845左側(cè)路塹三級邊坡采用C30鋼筋混凝土錨桿框架防護，其中GDK305+745～GDK305+758.84左側(cè)為橋梁范圍邊坡支擋設(shè)計，錨桿長10m，傾角20°，孔徑90mm，錨桿沿線路及坡面方向間距均為3.0m，框架內(nèi)采用空心磚客土種草及栽種灌木防護。

本段路基土層及全風化層為中～強膨脹，強風化巖層不具膨脹性，山間谷地地貌，自然坡度26～30°，地形陡峭，邊坡高差約30m，因此，在路塹邊坡開挖的過程中容易出現(xiàn)垮落與崩塌的情況，在邊坡成型之后，由于人工活動、風化、降雨的影響，邊坡也容易發(fā)生掉塊以及局部塌落的情況，甚至會發(fā)生淺層溜坍，因此，必須要采取防護措施，本工程選擇錨桿框架梁進行防護。

2 錨桿框架梁防護的優(yōu)勢分析

錨桿框架梁防護法是近年來興起的一種防護方法，與傳統(tǒng)的防護方法相比而言，錨桿框架梁防護法有著如下的優(yōu)勢：

2.1 節(jié)約材料，造價低廉 錨桿框架梁防護的實質(zhì)就是使用錨桿來加固土層，并利用錨桿將地層與梁結(jié)構(gòu)進行結(jié)合，形成共同體，這樣不僅能夠提升地層強度，有效改善地層力學性能，提升巖土的自穩(wěn)能力與強度，也能夠在一定程度上減少坡面防護圬工數(shù)量，因此，與傳統(tǒng)的防護措施相比，錨桿框架梁有著節(jié)約工程材料的特征，也能夠有效降低工程造價。

2.2 綠化效果理想，符合環(huán)保要求 錨桿框架梁可以有效減少坡面防護圬工數(shù)量，也能夠使用掛三維噴播植草或者掛雙網(wǎng)噴有機材料對框架中的邊坡進行綠化，因此，就可以有效的改善整個邊坡的綠化情況，能夠保障挖方邊坡的環(huán)境與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，既可以保護生態(tài)平衡，又能夠達到美化公路的效果。

2.3 動態(tài)性特點 考慮到挖方高邊坡工程范圍長、分布廣，在設(shè)計與勘查階段很難收集到全面的信息，在這種情況下，提出科學的防護措施是不可能的，因此，具體的防護措施還需要根據(jù)施工情況的變化進行考慮。在施工過程中需要根據(jù)邊坡地質(zhì)情況及時的優(yōu)化原先的設(shè)計，這樣就可以有效提升防護措施的科學性。而錨桿框架梁防護就能夠使用邊開挖邊防護的模式進行，也可以根據(jù)地質(zhì)的變化及時調(diào)整好錨桿與框架的尺寸，有著隨機補強以及隨機優(yōu)化的特點，這樣，施工人員就能夠?qū)ν诜礁哌吰聦嵤┬畔⒒膭討B(tài)設(shè)計，提升防護的效果與經(jīng)濟效益。

下面就以吉林至琿春客運專線段的工程實踐為例，分析挖方高邊坡錨桿框架梁防護的設(shè)計、施工以及其他事項。

3 錨桿框架梁的設(shè)計方式

對于錨桿框架梁的設(shè)計需要遵循以下的原則：

首先，分析每個路段的地質(zhì)勘察資料，查看巖土體的風化程度、工程特點、完整程度、結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系、結(jié)構(gòu)面特性、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件等因素確定好挖方邊坡坡率，再使用赤平投影對挖方邊坡的穩(wěn)定性進行分析，對邊坡的穩(wěn)定性進行定性分析，其類型包括五種，即最穩(wěn)定的、穩(wěn)定的、較穩(wěn)定的、較不穩(wěn)定的、不穩(wěn)定的，對于前三種類型的邊坡，錨桿框架梁的支護只要考慮淺層即可，對于后兩種類型的邊坡，就需要對邊坡穩(wěn)定性進行計算，根據(jù)計算結(jié)果來確定錨桿長度，具體的設(shè)計與施工方式如下。

3.1 錨桿的設(shè)計方法 根據(jù)本工程的實際情況，錨桿使用全長粘結(jié)性錨桿，選擇HRB335鋼筋作為桿體材料，

錨桿根據(jù)軸心手拉構(gòu)件進行設(shè)計，錨筋面積為：A=K■；

在上式之中，A代表鋼筋橫截面積、K代表負載安全系數(shù)、N代表錨桿軸向拉力值、f代表鋼筋抗拉設(shè)計強度。

對于穩(wěn)定且沒有不利結(jié)構(gòu)面的邊坡，只需要考慮淺層即可，本工程選擇單根φ18鋼筋，長度為4.0m、孔徑為50mm的錨桿。對于邊坡不穩(wěn)定的挖方高邊坡，其錨桿長度需要根據(jù)邊坡穩(wěn)定性進行計算，在計算錨桿有效錨固端長度不宜小于2.0m。

3.2 框架梁的設(shè)計 框架梁單元形狀使用矩形，單元尺寸選擇3.0m×3.0m，錨桿設(shè)置于框架梁節(jié)點處，框架梁截面使用矩形截面，框架梁中的剪力與彎矩根據(jù)計算結(jié)果決定，附加安全系數(shù)為1.23，荷載分項系數(shù)為1.3，梁內(nèi)主筋使用HRB335鋼筋。

4 錨桿框架梁防護施工技術(shù)要點

4.1 錨桿施工 在進行施工之前需要先進行清坡，再根據(jù)綠化要求修坡，保持坡面的平整，在進行錨桿施工時，需要注意到幾個問題：第一，嚴格遵循設(shè)計規(guī)范定位孔位，并作出標記，將誤差控制在5cm之內(nèi)，對于頁巖、泥巖等錨桿孔，施工干鉆，避免孔內(nèi)出現(xiàn)積水。第二，在安裝錨桿之前，應該檢查好原材料的品種、規(guī)格與型號，看錨桿技術(shù)性能與質(zhì)量能否滿足設(shè)計需求。砂漿以中砂和細砂為宜，粒徑不能超過2.5mm，在使用前進行過篩處理，保障砂漿的強度。第三，在安裝錨桿之前，需要進行試驗，選擇不同類型錨桿數(shù)量的3%以上進行試驗，試驗結(jié)果符合國家標準方可投入使用。

4.2 施工注意事項 在施工開始前，需要對地質(zhì)情況進行深入的分析，對于無特殊設(shè)計的邊坡，就需要進行優(yōu)化，邊坡的開挖宜使用從上到下的形式，在挖方過程中需要進行全程的監(jiān)測，查看地質(zhì)信息，再對獲取的信息進行收集和分析，以此來調(diào)整支護方案。

5 結(jié)語

總而言之，錨桿框架梁是一種理想的挖方高邊坡防護方式，能夠降低工程造價、節(jié)約工程材料，也有著良好的綠化效果，便于施工人員根據(jù)地質(zhì)信息的變化情況來及時的調(diào)整施工方案，基本實現(xiàn)了高邊坡路基防護工作的信息化管理，具備理想的社會效益與經(jīng)濟效益，該種模式是值得在山區(qū)公路施工中進行推廣和使用的。

參考文獻：

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