高邊坡錨桿防護(hù)施工技術(shù)在公路路基工程中的應(yīng)用

余健雄

公路路基高邊坡施工控制性要素較多，潛在的滑體存在下滑的可能，在下滑力超過抗滑力時將難以維持穩(wěn)定的狀態(tài)，具有沿切面滑移的變化。通過錨桿防護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用，可以使錨桿連同巖層結(jié)合于一體，改善應(yīng)力狀態(tài)，提高抗剪強(qiáng)度，從而維持高邊坡的穩(wěn)定性，避免滑移。

一、工程概況

某高速公路項(xiàng)目TJ10標(biāo)段位于廣東省粵西某市境內(nèi)，總長10452.6m，沿線建設(shè)內(nèi)容包含路基、路面、橋涵、防排水等，其中橋梁10座、通道10處、涵洞25道，路基總長8232.6m，路基施工中涉及到高邊坡作業(yè)，采用到錨桿防護(hù)施工技術(shù)，以保證高邊坡的穩(wěn)定性。

二、高邊坡錨桿框架梁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文以K92+205～K92+484左側(cè)高邊坡為例進(jìn)行闡述，其設(shè)計參數(shù)為坡高46.8m，涉及到錨桿施工的第一、二級坡率為1:1（防護(hù)類型為錨桿格梁+三維植草）。錨桿采用孔徑為110mm的普通錨桿，傾角統(tǒng)一設(shè)為15°，長度為9m、12m，數(shù)量分別為254根、356根。此外，框架梁規(guī)格為250mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級為C25。

三、高邊坡錨桿防護(hù)施工技術(shù)

1.鉆進(jìn)成孔

錨桿成孔施工所用設(shè)備為MK-5型鉆機(jī)，由專員操作，按照尺寸要求組織鉆進(jìn)作業(yè)。錨桿與坡面呈垂直的關(guān)系，孔徑≥90mm，實(shí)際深度在設(shè)計值的基礎(chǔ)上略增加0.4m。以設(shè)計圖紙要求為準(zhǔn)，制作合適尺寸的錨桿。注漿所用材料為水泥砂漿，水灰比0.4，按要求選取適量質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料，砂漿強(qiáng)度至少達(dá)到30MPa。

鉆孔所遇地質(zhì)條件特殊，根據(jù)地質(zhì)特性采取合適的鉆進(jìn)方法。在飽和性土和易塌孔的土層鉆進(jìn)時，考慮到安全和成孔質(zhì)量的雙重要求，利用鉆機(jī)鉆進(jìn)；在使用錨桿和框架鋼筋前，先對其做詳細(xì)的檢查，若有雜物則清理干凈（除銹、除污），若有局部彎曲則調(diào)直。注漿采用反漿式注漿的方法，從孔底開始注漿，要求孔口處可溢出漿液，以保證注漿的飽滿性。施工后對錨桿孔位做詳細(xì)的檢查，要求其偏差不超過±10cm。在設(shè)置錨桿時，其必須處于孔的中部，不可與孔壁發(fā)生碰撞，在錨桿上每間隔3m設(shè)支架。

2.錨桿的安裝

（1）清孔

鉆孔結(jié)束后，由于鉆進(jìn)期間將有壓風(fēng)殘留在孔洞內(nèi)，應(yīng)將其清理干凈，以免影響水泥砂漿與孔壁的結(jié)合穩(wěn)定性。清孔采取的是注入高壓空氣的方法，壓力控制在0.2～0.4MPa，直至孔內(nèi)沉渣量在許可范圍內(nèi)為止。

（2）安裝錨桿

①錨桿的潔凈程度、形態(tài)等方面均要滿足要求，使用前做防銹處理（均勻刷涂環(huán)氧樹脂），沿錨桿軸線布設(shè)鋼筋定位器。在設(shè)置錨桿體時嚴(yán)格控制其姿態(tài)，與水平面的傾角穩(wěn)定在15～20°。

②錨桿安裝不可強(qiáng)制性操作，應(yīng)均勻用力，將錨桿有序向孔洞內(nèi)推入，否則容易損傷鋼筋定位和預(yù)設(shè)的保護(hù)層。在推送錨桿時不允許轉(zhuǎn)動錨桿體，即全程錨桿需保持統(tǒng)一姿態(tài)插入。待錨桿插至指定位置后居中，且與巖體柱結(jié)構(gòu)面呈大角度相交。此外，插入高壓灌漿管和排氣管各1根，前者用于灌漿作業(yè)，后者用于排除殘留在孔內(nèi)的空氣，保證錨桿的施工質(zhì)量。

3.水泥砂漿的灌注

（1）漿液的制備

根據(jù)設(shè)計要求選取原材料，拌制水泥砂漿，必要時可根據(jù)實(shí)際施工需求摻入適量的外加劑，用于改善漿液的性能，充分保證灌漿施工效果。采用機(jī)械設(shè)備拌和時要求材料可均勻混合，待漿液拌和成型后，若滿足質(zhì)量要求則隨即用于灌漿施工，全程做到隨拌隨用。

（2）正式灌漿

①灌漿施工設(shè)備選擇的是壓力活塞式注漿泵，全過程中灌漿壓力控制在0.4～2MPa，若偏大則容易吹散漿液和砂漿，反而影響灌漿施工效果。

②灌漿管插至孔底，嚴(yán)格控制排氣管與之的位置關(guān)系，兩者相距100～120cm。灌漿過程中不可快速抽管，否則易造成局部不密實(shí)的情況；灌漿作業(yè)需具有連續(xù)性，排氣管的排氣壓力不可驟然增高。

③灌漿時施工人員密切觀察孔口的實(shí)際狀態(tài)，若該處不再排氣且有漿液溢出，則表明內(nèi)部已經(jīng)灌滿，現(xiàn)場各項(xiàng)施工條件均無異常時則可以結(jié)束灌漿。后續(xù)在砂漿初凝前二次補(bǔ)漿，此階段壓力穩(wěn)定在0.4～0.6MPa，穩(wěn)壓時間控制為2min，通過此階段的施工使新注入的漿液擠密前期已經(jīng)灌注的部分，提高結(jié)構(gòu)的密實(shí)度。

④灌漿期間，若因某些特殊原因而導(dǎo)致中途間隔時間過長，則向注漿泵和管路內(nèi)注水，起到潤滑作用。若孔中有積水及時將其排出，待溢出漿液與注入漿液兩部分在稠度方面具有一致性時抽出注漿管。

⑤錨桿灌漿工作落實(shí)到位后，予以7d及更長時間的養(yǎng)護(hù)，期間加強(qiáng)防護(hù)，以免錨桿在外力作用下發(fā)生移動。

4.框架梁拉槽嵌補(bǔ)

橫梁單段長度9～12m，具體包含頂梁、中間橫梁兩部分。通過橫梁與單級坡面縱梁的結(jié)合，共同構(gòu)成一片框架；在上下級坡間砌筑石塊平臺（寬度按2m控制），于該裝置上設(shè)擋水梁，以規(guī)避水損害問題；坡腳入巖深度按50cm控制，在設(shè)置框梁時使其入巖量達(dá)到30cm，確?？蚣芰涸诤罄m(xù)使用中具有足夠的穩(wěn)定性。

5.鋼筋綁扎

（1）鋼筋綁扎按照“先縱梁、后橫梁”的順序依次操作，有序?qū)⒏鞑糠职惭b至指定位置并維持穩(wěn)定。

（2）在坡面上打設(shè)短鋼筋錨釘，綁扎鋼筋后利用砂漿墊塊墊起，并與短鋼筋錨釘連接。

（3）錨桿尾部錨入縱梁內(nèi)，因錨桿無預(yù)應(yīng)力，因此在設(shè)置時無需外露和加工絲口，整個操作更為便捷。

6.模板安裝

根據(jù)要求選擇合適尺寸的模板，安裝后模板必須具有穩(wěn)定性，對此采用腳手架鋼桿支撐，確保在澆筑過程中無脹模、跑漿。

按照至少為50mm的厚度要求設(shè)置框架主筋的保護(hù)層，并保證箍筋凈保護(hù)層厚度至少達(dá)到35mm。

7.混凝土澆筑

取適量縱橫梁，由其共同組成框架梁，遵循一次施工到位的原則，即每片框架梁的澆筑均不可中斷。每片間留2cm的伸縮縫，該部分用浸瀝青木板填充。為避免邊坡框架梁出現(xiàn)裂縫，在澆筑后安排養(yǎng)護(hù)，期間根據(jù)混凝土成型情況以及氣溫適量灑水。

四、錨桿防護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

（1）按自上而下的順序逐層開挖，每完成一級開挖作業(yè)后設(shè)置錨桿和框架梁，避免邊坡失穩(wěn)。在綁扎框架梁鋼筋前，對待使用的材料做抗拉拔試驗(yàn)，對其質(zhì)量做出判斷，任何不達(dá)標(biāo)的材料均不可被投入使用。為保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，要求抽檢數(shù)量達(dá)到錨桿總量的1%及以上，且必須達(dá)到3根或更多。

（2）以邊坡高度為主要參考，靈活調(diào)整豎梁的長度。邊坡頂部邊緣處的承載能力不足，施工期間加強(qiáng)對該處的管理，避免集中堆載。

（3）鉆孔作業(yè)條件復(fù)雜，遇塌孔、縮孔等異常狀況時隨即暫停鉆進(jìn)，根據(jù)實(shí)際情況采取固壁灌漿處理措施，此階段采用的是水泥砂漿和水玻璃的混合液，灌漿壓力0.4MPa，灌注結(jié)束24h后方可掃孔并再次鉆進(jìn)。

（4）鉆孔施工中若孔內(nèi)吹出小石粒，則表明孔內(nèi)有滲水的情況，巖粉黏附在孔壁處，根據(jù)實(shí)際鉆進(jìn)孔深采取合適的處理措施。若此時孔深已夠，則向其中注入清水，采取高壓風(fēng)清理的方法；若孔深不夠，則隨即暫停鉆進(jìn)作業(yè)，將停留在孔內(nèi)的鉆具拔出，經(jīng)過深度的清洗后，再恢復(fù)鉆進(jìn)。遇滲水量明顯偏多的情況時，在水流的沖擊作用下，沖出的是泥漿和碎石，不同于前述的是，此時巖粉不會黏附在孔壁處，可繼續(xù)鉆進(jìn)。部分特殊情況下滲水量異常偏大，導(dǎo)致孔內(nèi)的鉆機(jī)被淹沒，此時可行的方法是拔出鉆機(jī)并采取壓力注漿處理措施。

（5）鉆進(jìn)期間遇地層條件變化時，及時撈取渣樣并分析，與既有資料加以對比，若存在異常則根據(jù)實(shí)際情況對鉆進(jìn)參數(shù)做靈活的調(diào)整，做到順暢鉆進(jìn)。邊坡格子梁澆筑后，安排灑水養(yǎng)護(hù)，減小混凝土內(nèi)外部的溫差，保證結(jié)構(gòu)的完整性。

五、結(jié)語

現(xiàn)場施工過程根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》、設(shè)計圖紙等要求對高邊坡進(jìn)行了監(jiān)控量測，結(jié)果顯示邊坡變形、地表位移、抗滑樁位移等監(jiān)測項(xiàng)目結(jié)果均滿足設(shè)計規(guī)范要求，邊坡錨固系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期效果，施工期、運(yùn)營期的安全得到了保證。