路基高边坡锚索框架梁防护施工技术探讨

路基高边坡锚索框架梁防护施工技术探讨

王永刚

王永刚

中交隧道工程局有限公司华南分公司广东广州510799

摘要：近年来，随着高速公路施工建设的快速发展，为了促进内陆局部偏远山区的经济发展问题，为山区人民经济和社会发展提供交通便利，公路施工建设方向逐渐向山区延伸。由于山区路基边坡容易出现损毁失稳问题，严重影响车辆行车安全，甚至会引发严重交通事故，阻断交通，造成不必要的经济损失。对此，本文将针对重庆山区的一段公路路基高边坡的锚索框架梁施工防护技术展开探讨，为公路施工建设提供帮助。

关键词：路基；高边坡；锚索框架梁；施工技术

目前，由于国内经济建设发展方向逐渐向内陆偏移，因内陆地区地质地貌具有多样性和复杂性的特点，使得公路建设问题出现较多且相对较为复杂。尤其是山区的公路建设问题，路基高边坡施工过程中经常出现各种问题，路基高边坡的损毁失稳不仅给施工过程中带来了安全隐患和诸多困难，而且在通车后导致的交通事故更是造成了不小的经济损失【1】。因此，路基高边坡的防护施工工作逐渐得到业内人士的普遍重视。接下来，我们将针对路基高边坡锚索框架梁的施工过程和需要注意的施工技术问题展开深入研究。

一、路基高边坡普遍存在的问题

（一）路基边坡产生坍塌

根据导致路基边坡产生坍塌的原因分类，路基边坡坍塌可分为流动坍塌、滑动坍塌和落石坍塌三种，这三种坍塌损坏有可能是同时存在也有可能是某一单独原因导致的单一破坏【2】。其中，流动坍塌造成的原因是由于山体中砂石、岩土或页岩等风化形成松散沉积土，在夏季大雨的冲刷下极易产生山体泥石流而造成流动坍塌。滑动型坍塌多数存在于路基挖方过程中，尤其是需要进行深挖的石质路段，岩层在外力的作用下发生剪断而沿着岩层间的软石产生顺层滑动，从而造成坍塌。在公路建设施工的过程中，由于施工爆破开挖极易导致岩体稳定性的破坏，当基岩上存在岩屑层或岩堆等比较松散的堆积物时，堆积物是极易沿着岩层发生坍塌的。落石型坍塌通常发生在山体较陡的岩石边坡，落石通常是在节理、层理、断层的影响下不断裂隙形成，当大小不一的裂面将岩石分割成无数个短块，再加上自然环境的反复冻融和渗水，裂缝在长时间内逐渐扩大，极易造成落石坍塌。关于这三种坍塌，其中落石型坍塌和流动型坍塌在日常的养护和维修过程中是较为容易发现的，在发现危险状况时应及时处理。针对上诉坍塌问题，建设公路施工过程中，应对根据当地地质状况条件、岩土层的性质状况进行分析，充分做好排水防水等控水工作，做好边坡设计。

（二）路基边坡产生徐变破坏

路基边坡破坏主要是由于坡面和坡脚在自然过程中因雨水冲刷而导致的徐变破坏。雨水冲刷主要是对边坡的直接冲刷和坡面径流冲刷，路基在长时间的雨水冲刷过程中逐渐形成沿水流的冲沟，冲沟在自然徐变过程中逐渐导致边坡破坏，进而造成路面坍塌。沿河路堤和河滩滞洪路堤在受到洪水冲刷威胁时，也因此极易导致边坡损毁，通常来说，土质路基的边坡坡脚是最容易损毁的，故应加强防护工作。

二、锚索框架梁的施工技术原理

在高边坡的防护施工中，锚索的主要用途就是减少原状土在土方施工中的挖方量，尤其是在高挖方路段的应用，对解决破裂面与土体临空面之间的土体稳定问题有很好的帮助作用，同时，这样的防护施工也可以保证生态环境不被影响和破坏，是目前高边坡防护施工中应用最为广泛的新型挡防结构设计。锚索施工的主要原理是通过锚索产生的张拉力增加预应力，将锚具的一端固定在桩体上，锚索产生的反作用力就会通过桩体将预应力传递到破裂土中，这样一来，被固定的破裂土就可以在外力的作用影响下保持相对稳定【3】。锚索预应力一端由桩身承受，中间穿过破裂土，另一端有锚具承受。

三、路基高边坡锚索框架梁防护施工需要注意的施工技术问题

（一）工艺流程

锚索框架梁的工艺流程为：边坡清理→钻机造孔→清孔→锚索安装→注浆→框架梁施工→锚索张拉与锚固→封锚→养护。

（二）造孔

在造孔施工中，必须采用风动钻进锚索钻孔，严禁使用水冲钻进或高压水清孔，水平面向下与钻孔夹成15°角。因钻孔而产生破碎带坍孔时可采用固壁灌浆法对破碎带进行固定，待破碎带的水泥浆初凝固定后再钻进。锚孔位置应设置在符合设计要求的坡面上，孔位误差不超过±0.2m；锚孔倾角误差不超过±2°；钻孔实际深度需比设计深度大0.2m。

（三）清孔

钻孔完成后，应使用高压风对孔内岩粉和积水进行清理。为避免泥岩遇水软化和渗水导致的裂隙发育对边坡稳定产生的不利影响，清孔时应选用排气量17m³和气压1.2MPa的空压机对锚固段进行联合冲洗。

（四）锚索制作

锚索的下料长度要充分考虑预留张拉千斤顶与夹板的长度，最前端的锚索需应用便于安装的导向帽，之后锚固段的锚索每隔0.5m设隔离架和定位环，确保锚固段受力均匀。

（五）锚索安装

安装锚索时，锚索宜采用低松弛度高强度的钢绞线，钢绞线的直径、强度和抗拉值需满足设计施工组织设计规定，锚具选用15-6型的6孔锚具。为防止钢绞线的锈蚀和端头破损，施工时应使用砂轮机切割进行下料，每段下料的切割长度应与有效钻孔深度和张拉机具预留长度之和相等，同时，应对钢绞线表面进行除锈处理，并对钢绞线自由端进行刷油漆处理，做好防锈工作【4】。锚索的加工场地应选在平坦无泥的地方，经过除锈防锈处理的钢绞线应按不同孔深摆直分组。

锚索制作过程中，每隔2m应设置一个架线环，在锚固段的制作过程中，每间隔2m安置一个箍线环，为了防止钢绞线在张拉过程中因集中应力造成局部破坏，架线环的外壁两端需制作成倒角状，架线环的形式应适应各钻机的施工工艺，以便有利于施工管理。施工中，由于每根钢绞线都是呈波纹状的，而整个内锚段却是呈枣核状，所以，在施工过程中应确保每根钢绞丝都保持顺直。在锚索中心布置注浆管时，应注意在锚索端头设置导向帽，锚索两端应进行严密裹实处理，防止在注浆的过程中漏入泥浆导致腐蚀，锚索的加工过程检验合格后方可放入锚孔内，其露出锚孔的外张拉部分长度应为2m。

（六）注浆

当锚索安装达到施工设计要求后，就可以进行注浆施工。注浆所采用的水泥应为普通硅酸盐水泥，选用水灰比为1∶0.45，砂浆为M30的砂浆进行注浆，并按一定配比添加早强剂、膨胀剂和减水剂。使用压力为0.4MPa的注浆泵通过孔底向外压浆法进行注浆，注浆标准为有浆液从锚孔溢出为宜。带注浆凝固一段时间后，需检查毛孔内是否存在浆液下沉，如出现孔内浆液不够饱满需及时添浆。

（七）框架梁施工

在进行框架梁施工前应先清理好坡面，模板需采用钢管进行支撑，同时，模板横纵向需进行加固处理，以确保在混凝土施工过程中不会发生变形，模板应调整至与框架梁一个平面，保证框架梁表面能够平整顺直。框架梁浇筑的的混凝土强度应达到C25，在浇筑的过程中应边振捣便浇筑，以确保混凝土强度达到预设强度，混凝土浇筑应一次完成，伸缩缝应以2cm为宜，并用浸沥青的木板进行充填。当框架梁混凝土及砂浆体都达到了预设强度后，方可进行锚索的张拉和锁定施工。一般情况下，锚索的张拉和锁定施工在混凝土浇筑后的七天便可进行施工。张拉施工前，应做好油泵、千斤顶和压力表等配套设备的准备工作，锚索的安装施工应分四次采取整体式张拉，每次张拉按设计递增25%的荷载，锚索的第一次张拉应稳压10分钟，之后每次5分钟，最终的张拉力值应达到设计荷载值所控制的110%方算合格。每次张拉结束后都需要对锚索的伸长进行测定，最终的伸长量不可超过施工设计值。若满足设计要求，需将荷载卸下，锚索将自动锁紧。

（八）锚头施工

外锚墩在公路施工设计上常采用钢筋混凝土的结构设计方法，锚索锁定后仍采用强度为C25的混凝土对锚头坑进行封闭。锚索安装后应做好锚墩钢筋和钢垫板的焊接工作，并按实际测量的钻孔轴线浇筑外锚墩，浇筑过程中应进行混凝土振捣，承压钢板与毛孔轴线垂直误差不得大于0.5°，定位管的中心线应与锚孔轴线一致。

（九）养护

养生是保障混凝土质量的重要工作，同时，它也影响着锚索结构层的成型强度和使用质量，其养护工作应按照施工组织安排专人和专用设备进行洒水养护，确保混凝土达到设计强度标准，保障施工完成后的锚索使用质量。

四、结束语

目前，高速公路的建设施工中路基高边坡的防护施工主要采用预应力锚杆法进行加固，锚杆加固法可以有效防止高边坡岩土层的不稳定性，有效降低路基高边坡在山区公路建设中的损毁率，大大降低了通车后交通事故的发生率，为公路边坡的长期安全提供了有力保证。并且，这种技术应用的成本不高、结构自重轻，是山区公路建设防止路基高边坡损毁最有经济效益的加固办法，为国民经济提供了有利保障。

参考文献：

[1]李彬.路基高边坡锚索框架梁防护施工技术总结[J].科技视界,2015,19(18):94-94,305.

[2]徐光瑞.路基高边坡锚索框架梁防护施工技术[J].大陆桥视野,2016,21(12):141-141,142.

[3]张其刚.高边坡锚索框架梁防护的施工技术[J].建筑工程技术与设计,2014,14(17):107-107.

[4]张毅.锚索框架梁处治滑塌高边坡施工技术[J].科技创新与应用,2012,12(9):22-23.