高邊坡錨桿防護施工技術在公路路基中的應用分析

蔡澤輝

(廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511400)

1 引言

為確保路基工程開挖的施工安全性及邊坡穩(wěn)定性，需要對路基邊坡進行加固處理。對于低邊坡，最常用的邊坡加固措施是植被護坡，這種綠色固坡方式既可以改善環(huán)境，實現(xiàn)了人在改造自然的同時保護自然、美化自然的理念，同時也可以起到穩(wěn)固高邊坡土體的作用。對于高邊坡這種穩(wěn)定性較差的邊坡形式的防護，需要采取更加有效安全的防護措施，才能滿足安全性的需求。高邊坡防護方式主要分為坡面防護和支擋結構防護兩大類[1]。高邊坡通常高度在20 m 以上，由于自身的穩(wěn)定性很差，坡面防護方式通常適用于巖土體穩(wěn)定的邊坡或巖層。保證邊坡穩(wěn)定最有效以及安全系數(shù)最高的邊坡防護措施就是支擋結構護坡形式，其類型包括錨桿防護、抗滑樁、擋土墻等[2]。這些防護措施能提供很好的防護效果，在起到防護作用的同時也能加固邊坡，是高邊坡工程的首選加固措施[3]。

錨桿防護方式作為高邊坡有效防護的方式之一，近年來受到了廣泛關注[4]。錨桿防護具有低成本、支護效果好、操作簡便等優(yōu)點。對于河惠莞高速公路河源紫金至惠州惠陽段的施工過程中，多處出現(xiàn)高邊坡路段，主要的加固措施即使用錨桿防護措施，并且取得了很好的防護效果。本文依據(jù)此工程為背景，就高邊坡錨桿防護施工技術在公路路基中的應用展開分析探討，為提高高邊坡錨桿防護施工效果，探尋對于該類防護措施的合理技術措施，取得的技術成果可為類似高邊坡防護工程的安全施工提供實質性的建議[5]。

2 工程概況

本合同段屬于高邊坡的數(shù)量為18 個，高邊坡地段地質構造情況復雜，邊坡巖體完整性很差，邊坡穩(wěn)定性較差。路基開挖后，在高邊坡的坡腳位置形成應力集中，在邊坡內(nèi)部形成連續(xù)滑動面，當邊坡頂部超載或有降雨荷載作用時，極有可能發(fā)生失穩(wěn)、滑塌，邊坡具體情況如表1所示。

表1 路基高邊坡一覽表

根據(jù)表1中18 個高邊坡的工程特點，邊坡高度幾乎都在30 m 以上，甚至在50 m 以上的高度。通過方案比選最終確定18 處高邊坡均采用性價比最高的錨桿防護措施，邊坡防護示意圖如圖1所示，由于邊坡高度很高，采取階梯形放坡施工的方式進行施工，以此提高高邊坡整體的穩(wěn)定性。

3 施工工藝流程

3.1 錨索編束制作

1）錨索材料選用滿足設計力學性能的普通鋼絞線，錨索設計長度根據(jù)圖紙中的規(guī)定長度確定，實際施工中錨索的長度要超出索口1 m 左右，以便張拉鎖定，待張拉到設計力時，切除多余錨索，采取澆筑混凝土的方式封閉錨頭，起到隔絕空氣的作用，防止錨索在日后的使用過程中銹蝕。

2）錨索編束由6 根鋼絞線捆扎而成，防止由于鋼絞線的排列錯位在張拉時產(chǎn)生隱患。制作錨索編束前需對鋼絞線的質量進行檢查，對于銹蝕、出現(xiàn)裂紋、存在機械損傷的鋼絞線應剔除，防止張拉時拉斷鋼絞線。

3）自由端鋼絞線要涂抹黃油，起到防銹蝕的作用，并用PVC 管套緊鋼絞線自由端。

3.2 鉆孔及穿錨索

1）測量定位：坡面清理整平，清理坡面上的浮土及松散的碎石，檢查合格后，按設計圖紙上的孔位布置定位孔的位置，精確定位，要求孔位所在位置的誤差不得超過±2 cm，同時錨孔的角度也要符合設計要求，角度實際的偏差值不應超過5%。

2）鉆機就位：用全站儀定出鉆機的位置，根據(jù)鉆孔的角度調整鉆桿與坡面形成的角度，整平夯實鉆機放置位置的土體，保證鉆機的穩(wěn)定。

3）鉆孔機具：為保證后期錨索順利插入鉆孔中，鉆孔的直徑要大于錨索的直徑，因此所選擇的鉆桿的直徑要滿足要求。

4）鉆孔深度：為確保錨索的錨固效果，錨索盡量比設計插入深度多插入0.5 m。

5）錨孔清理：鉆孔結束后，為了保證后期壓入的水泥砂漿與鉆孔四壁黏結的牢固程度，使用高壓空氣將鉆孔內(nèi)部殘留的殘渣吹出，達到對鉆孔進行清理的目的。

6）錨孔檢驗：鉆孔成型后，需對鉆孔的質量進行檢測，檢測的內(nèi)容包括鉆孔的深度、鉆孔成型的完整度，檢查合格后，方可進行下一步的施工。

7）鉆孔記錄：鉆孔時由于鉆機的振動會對原有的地層的應力狀態(tài)造成破壞，因此，需要實時監(jiān)測鉆孔附近的地層的變形情況，同時對鉆進速度、壓力、深度等參數(shù)進行記錄。

8）錨孔檢驗合格后，人工將編束完成的錨索穿入錨孔中。

3.3 注漿

1）注漿管加工：注漿管采用φ22 cm PVC 管，注漿管長度=錨索計量長度-10 cm。

2）為了保證質量，注漿前需要對水泥進行現(xiàn)場配比試驗。

3）對于一些滲透性非常好的地層，注漿的同時，漿液極易滲透流走，此時需要根據(jù)具體情況添加適量的早強劑。

4）將錨索插入鉆孔后，需要對鉆孔內(nèi)部注入水泥砂漿，將錨索與周圍地層結合到一起，達到鉆孔內(nèi)部密實的效果，從而提高錨固效果。

5）注漿初期，注漿管的位置在鉆孔最里面，壓漿的同時，將注漿管勻速抽出，在此過程中要配合好壓漿的速率和抽管的速度，保證漿液能夠從鉆孔里面返漿飽和灌滿整個鉆孔。注漿采用一次注漿工藝，在注漿的同時，應實時檢測注漿效果，并記錄。當注漿完成時，如發(fā)現(xiàn)漿液的額液面有回落，需及時進行補漿。

6）當邊坡土質較差時，為提高錨固的抗拔能力，采用高壓劈裂注漿方式，通過注漿應力將地層劈裂，漿液沿著劈裂形成的裂縫擴散，形成加固區(qū)。

3.4 張拉

當鉆孔內(nèi)部漿液凝固后，并且強度達到設計說明中規(guī)定的強度時，方可進行錨索的張拉。同時，為了防止張拉時作用在框梁上的力破壞框梁，框梁也要滿足設計的強度要求，為了在張拉時保證框梁的受力均勻，需要采取對稱張拉的方式進行張拉。

1）張拉前需要保證器具放置穩(wěn)定，張拉力的方向需要與錨索的軸線方向保持一致。

2）張拉錨索時，要保證錨索的受力軸線與張拉力的方向一致，必要時通過墊鐵塊調整張拉的角度。

3）為了使鋼絞線張拉時受力穩(wěn)定，均勻拉伸，施工時建議使用小千斤頂對鋼絞線進行張拉，千斤頂張拉時所施加的力也要勻速施加，避免力的突增將鋼絞線拉斷，確保鋼絞線平順和均勻受力。

4）封錨：錨索鎖定后，需要定期進行監(jiān)測，監(jiān)測張拉后錨索的鎖定狀態(tài)，如果錨索的張拉狀態(tài)符合要求，做施加的張拉力沒有消散，即可切割多余鋼絞線，鋼絞線需留長20 cm，最后用水泥漿補填孔口，并使用C30 混凝土。

3.5 鋼筋混凝土框梁施工

3.5.1 施工流程

施工流程如圖2所示。

3.5.2 底面基礎處理加固

為了實現(xiàn)框梁基礎底部受力均勻，框梁基礎底部用水泥砂漿鋪一層墊層，當邊坡框梁的基礎底部位置處出現(xiàn)超挖情況時，需要用水泥砂漿混合小粒徑的碎石將坡面坑洼部位填平，當邊坡坡面框梁基底位置處的坡面突出時，也需要將突出部位整平，框梁的截面設計尺寸為40 cm×40 cm，混凝土標號為C30，采用現(xiàn)場澆筑方式施工，框架梁入土深度最低滿足30 cm 的要求，以保證框架梁基礎的穩(wěn)定。

3.5.3 鋼筋的制作、混凝土的澆筑及養(yǎng)護

鋼筋的制作、綁扎必須嚴格控制質量，操作流程要符合相關技術規(guī)范?；炷翝仓瓿珊螅炷羶?nèi)部有可能會產(chǎn)生孔隙，應立即使用振動器振動混凝土，使其流動密實空隙，確?；炷脸涑庹麄€鋼筋籠內(nèi)部，防止出現(xiàn)混凝土澆筑不均勻的情況，嚴格把控施工質量?；炷翝仓瓿珊髴ㄆ谶M行養(yǎng)護。

3.5.4 鋼筋混凝土框架梁施工

鋼筋混凝土框架梁施工應按設計要求進行分塊施工，為防止溫度作用對混凝土產(chǎn)生裂縫，相鄰兩塊框架橫梁之間預留1 cm 左右的伸縮縫，用瀝青顆粒將裂縫填充。

4 施工注意事項

為了保證高邊坡錨桿施工的順利進行，達到預期的邊坡加固效果，施工時需注意以下幾點要求。

1）邊坡錨桿防護工程施工過程中須自上而下施工，開挖一級邊坡后要盡快加固剛剛開挖的那一級邊坡，避免邊坡長時間裸露。在雨季季節(jié)施工要注重邊坡的排水工作，要做到快速施工，快速加固，防止高邊坡在雨水的浸泡下發(fā)生滑坡。

2）對于軟土地層中鉆孔過程中有可能發(fā)生塌孔、孔徑縮小等事故，此時應及時終止鉆孔，用水泥砂漿填充鉆孔，并在同一位置進行二次鉆孔。

3）每次鉆孔之前應調整好鉆機的位置及鉆桿的鉆進方向，保證同一級邊坡內(nèi)部的錨索的空間位置是平行分布的。

4）每一錨索在施工鉆孔前要精準放樣，保證錨桿端頭部在混凝土框梁的中心位置。

5）混凝土框梁在施工之前應將坡面整平，保證混凝土框梁在坡面上平順分布。

6）錨索在張拉時，錨索的軸線方向應和張拉力的方向在同一軸向上，保證張拉時錨索受力是正確的。

7）錨桿施工的整個過程中都要精確記錄每一個施工工序的過程。

5 結語

在公路路基工程建設過程中，合理有效地實施邊坡防護是整個工程的關鍵。本文以公路路基高邊坡錨桿防護技術在實際工程中的應用為背景，總結了高邊坡錨桿防護的施工要點及施工時應注意的事項。對于高邊坡的防護，采用錨桿防護方式可以滿足設計對于公路安全性的要求。