錨桿框架梁在高邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

卜其發(fā)

(大埔縣公路事務(wù)中心，廣東 梅州 514299)

0 前 言

錨桿框架梁本身屬于國內(nèi)外在高邊坡防護(hù)和加固方面常用的一種方法，在目前的各種邊坡工程中，錨桿也被大量應(yīng)用，以其技術(shù)優(yōu)勢來保障邊坡的穩(wěn)定性和整個結(jié)構(gòu)的安全性。本文以錨桿框架梁的工藝特征與流程分析為基礎(chǔ)，隨后結(jié)合實(shí)際工程案例探討錨桿框架梁在高邊坡防護(hù)期間的實(shí)際應(yīng)用，以發(fā)揮出該框架梁在工程中的應(yīng)用效益和優(yōu)勢。

1 錨桿框架梁結(jié)構(gòu)施工流程和要點(diǎn)分析

在實(shí)際的施工過程中，要嚴(yán)格按施工程序進(jìn)行各項目的建設(shè)，并對每個工藝過程中的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，確保工程的質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計規(guī)范的要求。在建筑工程中，為了保證工程的安全和人身安全，必須在建筑工地上設(shè)置腳手架、佩戴安全帽等安全措施，這些都是保障施工人員安全施工的重要措施[1]。最后還需要制定有效的施工現(xiàn)場管理規(guī)范，不僅可以提升工程安全性，也可保障工程的順利實(shí)施。

2 工程背景

本工程項目為省道S221線大埔段改造工程(大埔縣城段)項目，該項目工程段它是大埔縣城與福建龍巖市、潮州市之間的一條交通要道，也是大埔縣城市發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃。工程起始于大埔縣湖寮鎮(zhèn)陳牙陂，始發(fā)樁編號K46+740，途經(jīng)陂頭坑、下科子、深渡、坳下，終點(diǎn)在湖寮鎮(zhèn)凹背，終點(diǎn)為K52+725，全程5.985 km。

該工程按一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計時速60 km/h，雙向4車道，路基寬23 m，水泥混凝土；汽車荷載等級為公路-Ⅰ級。大橋1座/251 m，中橋2座/112.2 m；高邊坡有7處，大多數(shù)都是50～60 m的高度，最高高度為93 m，防護(hù)措施主要以錨桿錨索+噴播植草為主。

3 錨桿框架梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

在通常情況下，在錨桿框架梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，主要包括框架梁的設(shè)計和錨桿的設(shè)計。在進(jìn)行框架梁的設(shè)計時，可以按具體的設(shè)計需求和具體的內(nèi)容，將結(jié)構(gòu)尺寸的確定、鋼筋的布置、混凝土的有關(guān)參數(shù)的確定等方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述。而錨桿設(shè)計過程與內(nèi)容可以細(xì)分為布置錨孔、確定錨桿型號與長度以及確定壓漿標(biāo)準(zhǔn)等方面。

3.1 錨桿設(shè)計

在整個錨桿框架梁結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，由于錨桿的設(shè)計是非常關(guān)鍵的，其設(shè)計好壞將會對整體的施工效果有很大的影響，且在整個結(jié)構(gòu)中錨桿也是重要的受力部位，因此在設(shè)計錨桿時，一定需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，保障錨桿整體質(zhì)量[2]。

(1)設(shè)計錨桿的錨固力。這一參數(shù)主要數(shù)據(jù)模型如公式

式中:Nt為單根錨軸向抗拔力設(shè)計數(shù)值；K1主要表示荷載的分項系數(shù)，一般情況下該系數(shù)可以取值1.0/1.1和1.2均可。T代表擋土構(gòu)筑物在每一米寬度上所需要的水平方向錨固力；S主要是指錨桿在水平方向上的間距；而α則表示錨桿和水平方向之間的傾斜角。

(2)設(shè)計錨桿安全性軸向抗拔力數(shù)值。在對該參數(shù)設(shè)計期間，需要滿足以下公式要求。

式中：K2主要是指錨桿抗拔力的安全系數(shù)，這確定該系數(shù)時可參照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來確定，保障該系數(shù)的有效性和合理性。D為錨固體的直徑；Li為在i層土層中有效錨固段中的錨桿長度；qi為土體與錨固體在第i層的極限粘連強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在確定該標(biāo)準(zhǔn)值時，一般需要相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比和分析后來確定，當(dāng)然也可參照相關(guān)規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)值去確定[3]。

(3)錨桿直徑的確定。在確定使用錨桿的直徑期間，首先要對材料進(jìn)行有效的選擇，通常選用的材料包括鋼筋、鋼絞線、精軋螺紋鋼筋等。在選定了合適的材料后，就可以決定錨桿的直徑，并符合下列公式

式中：d為錨桿直徑，而σ則主要表示錨桿材料拉應(yīng)力的設(shè)計數(shù)值。

(4)確定錨桿傾斜角度。錨桿斜度的測定根據(jù)工程的具體要求，必須保證錨桿的傾斜角度不能太大，從而有效地抵御地基的土體壓力，但也要注意到錨桿注漿的可能性。因此為了保證錨桿具有抵御地壓的能力，通常可以采用13°或更高的傾斜角度。此外為保證錨固段能平穩(wěn)、良好地入土，可以將其傾斜角度限制在15～35°之間。在完成了錨桿斜度的測定后，還必須對下列錨的間隔進(jìn)行有效的調(diào)整，一般需控制在2.5 m以上，水平方向需要被控制在2.0 m以上的距離。

(5)確定錨桿的長度。在錨桿長度計算時，應(yīng)綜合考慮錨桿傾角、錨固力、抗拔力等多種因素，隨后利用這些參數(shù)來有效確定錨固錨桿的長度。如下公式所示

在得到錨桿有效的錨固長度后結(jié)合對梁結(jié)構(gòu)厚度、錨固要求所預(yù)留的長度便可以對錨桿的總長進(jìn)行確定。

3.2 設(shè)計框架梁

在進(jìn)行梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析時，可以采用T型和方形兩種形式，但不論采用何種形式，其斷面的寬度均應(yīng)小于0.3 m。至于梁的表面，它可以是菱形，也可以是矩形的。若選用矩形梁單元結(jié)構(gòu)，則其大小應(yīng)大于3 m×3 m；而菱形的大小必須限制在5 m×3 m以內(nèi)。而且在梁身的設(shè)計過程中，采用分段式的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計是比較合理的，而在梁內(nèi)彎矩和剪應(yīng)力方面，可以采用框梁和連續(xù)梁的形式進(jìn)行，計算過程需參考相關(guān)設(shè)計規(guī)范，保障設(shè)計結(jié)果的規(guī)范性。

4 工程高邊坡支護(hù)期間錨桿框架梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

根據(jù)本工程實(shí)際情況，在工程高邊坡支護(hù)期間，實(shí)施錨桿框架梁施工需按照以下內(nèi)容實(shí)施。

4.1 邊坡開挖

在工程邊坡開挖期間，通常采用開挖一級保護(hù)措施，以防止巖體的風(fēng)化和破壞，避免一次挖到底。在進(jìn)行爆破作業(yè)時，要注意做好安全防護(hù)，確保工人和設(shè)備的安全。在爆破作業(yè)結(jié)束后，必須對斜坡進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚源_保斜坡的坡度和平整度，以達(dá)到設(shè)計規(guī)范的要求。對噴面上和斜坡底部的巖渣、浮土要及時清除，避免發(fā)生斷腳現(xiàn)象[4]。最后在技術(shù)交底階段，必須對斜坡進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，以確保斜坡的高度達(dá)到設(shè)計要求；當(dāng)邊坡太高時，可用風(fēng)鎬將其挖出；當(dāng)坡體太低時，可以用水泥碎石來進(jìn)行嵌補(bǔ)。在交底過程中，若出現(xiàn)大裂縫，則采用注漿、勾縫等措施有效地確保斜坡的平直和平臺寬度。

4.2 測量放線

在邊坡體開挖期工程完工后，應(yīng)由勘探組對各項指標(biāo)進(jìn)行復(fù)核，確保有關(guān)的參數(shù)滿足設(shè)計的要求。確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)行放樣，并在放樣過程中做好詳細(xì)的記錄，以便以后的檢查工作。在測量放線時，為了使井眼的定位得到合理和高效的控制，一般不會超出100 mm，采樣點(diǎn)必須清楚地標(biāo)明。

4.3 搭設(shè)腳手架

腳手架的安裝是非常關(guān)鍵的步驟，其屬于工人施工的工作平臺，腳手架安裝質(zhì)量與安全性將直接關(guān)系到工人的生命安全，因此必須引起人們的高度重視。通常使用的是鋼管腳手架，在正式施工前，必須對其進(jìn)行一定的檢驗(yàn)，在確定強(qiáng)度和穩(wěn)定性符合要求后再進(jìn)行下一步的工作[5]。另外在搭設(shè)腳手架之前，必須先仔細(xì)的觀察一下周圍的情況，確定沒有問題之后才能開始搭設(shè)。施工時，要用堅固的石頭支撐腳手架，但是在此期間需要保障腳手架被牢固、穩(wěn)定的連接。

4.4 錨桿施工

在施工錨桿鉆孔作業(yè)期間，按照先前的鉆孔進(jìn)行鉆孔的安裝和固定，做此作業(yè)時要確保精度，安裝完畢。同時還要對場地進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)整，通常在施工時要保證錨桿孔的開鉆位置垂直偏差在50 mm以內(nèi)，并保證井眼傾斜和方向符合有關(guān)的設(shè)計，同時誤差不超過1°。在定位好后進(jìn)行鉆孔，在施工過程中要注意控制孔的深度，以保證在錨孔進(jìn)入堅硬的巖層后進(jìn)行錨固。在鉆機(jī)到達(dá)設(shè)計深度后，為了避免馬上停止鉆孔，應(yīng)保持3 min左右，以免孔端達(dá)不到設(shè)計孔尺寸。在完成了鉆孔作業(yè)之后，還需要進(jìn)行一些清理，清理完畢，就可以進(jìn)行固定。在安裝前應(yīng)檢查錨桿的所有參數(shù)，其中最重要的是錨桿的直徑和長度，必須保證錨桿的質(zhì)量，并在確定正確后，將錨桿固定在錨孔中。在注漿期，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的孔位，由上往下注入。在灌漿過程中，要確保砂漿充分，防止內(nèi)空外滿，否則會對工程質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。

4.5 框架梁施工

框架梁的制作包括基礎(chǔ)開挖、鋼筋綁扎、模板安裝四大工序；在工程實(shí)踐中，混凝土的澆注技術(shù)與普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著相似之處，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行，以確保工程的質(zhì)量。特別需要指出的是，若錨桿距橫梁的中央太大，需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，并及時進(jìn)行修補(bǔ)。

4.6 混凝土澆筑

在澆筑之前需要檢查框架截面尺寸，嚴(yán)格檢查鋼筋數(shù)量與布置具體情況，采取連續(xù)作業(yè)方式，邊澆筑邊振搗。如果澆筑期間存在混凝土滑動跡象可以采取速凝或者早強(qiáng)混凝土或者采取蓋模壓住，各豎梁混凝土需要不間斷澆筑，如果因?yàn)槟承┰蛑袛酀仓?，需要按照通常方式處理接縫位置，保障澆筑的穩(wěn)定性。

5 結(jié) 語

綜上所述，本文主要是針對高邊坡工程中錨桿框架梁的工程實(shí)踐進(jìn)行了研究和分析，首先介紹了錨桿框架梁的施工工藝及要點(diǎn)，然后再進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的合理設(shè)計；根據(jù)上述分析結(jié)果，從開挖邊坡、測量放線、搭設(shè)腳手架、錨桿施工、框架梁的施工等方面，對錨桿框架梁結(jié)構(gòu)在高邊坡的保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的分析，希望能夠給予相關(guān)人士一些參考和借鑒。