锚杆锚索边坡防护施工应用分析

锚杆锚索边坡防护施工应用分析

罗建斌

深圳市蛇口招商港湾工程有限公司518068

摘要:近年来公路工程建设项目大量涌现的同时，高边坡问题也成为了公路施工建设中需要重视的问题。科技技术带动公路建设专业技术水平不断提升，锚杆锚索施工技术以其自身的施工优势，在公路高边坡支护中被广泛地应用。本文即结合具体工程案例简单阐述了锚杆锚索边坡防护施工技术要点。

关键词:锚杆锚索；边坡；防护；张拉；钻孔

一、引言

一直以来,高边坡的稳定性问题一直是土木工程中一个重要的问题,边坡失稳已经给人民的生命财产安全带来了不可估量的损失。锚杆支护是以锚杆为主体的支护结构的总称。它包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式,就是在土层中斜向成孔,埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆)依赖锚固体与上之间的摩擦力,拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。我国近年来使用锚杆技术的工程实例愈来愈多,其应用范围不仅限于基坑支护,而且也常用于支护基坑失稳时的抢险加固或塌滑处理。

二、工程概况

某工程的公路路堑边坡位于中低山地貌区，坡度在25~30o之间，沿公路方向地形倾斜程度比较大，相对倾斜差在67m左右，平均地面标高在740-840m之间。根据地质勘查报告，此处边坡的开挖最大深度不应超过55m。此外，该工程边坡附近的岩土层结构稳定性比较差，在强降雨天气下容易发生泥化现象，由于岩土层强度不够，长期遭受着风化的侵蚀。同时，公路道路工程边坡的岩体位于滑岩层，而且在公路滑坡地段还广泛分布着地下水。这些都是在公路高边坡施工中需要考虑到的因素。

三、锚杆锚索边坡防护施工技术要点

（一）锚索技术施工准备工作

1、张拉和动力设备选择

张拉设备和动力设备在公路高边坡施工中具有重要作用，对钻孔的成孔质量有着相当大程度的影响，也在一定程度上影响着钻孔的深度。钻机的主要动力设备是空压机，而空压机直接决定着钻孔的质量。通常而言，钻机的耗风量需要保持在9-12m范围内。将2台12m的移动式空压机与2台钻机相互配合，一起完成施工任务。然而，公路道路工程的实际情况不同，对动力设备也有着不同的要求。所以，在选择动力设备时要结合公路道路工程的实际地质环境等因素进行综合考量。在公路高边坡防护施工中，恰当的张拉设备能够为施工效果提供有效地的保障。因为本工程公路高边坡上单孔式的灌浆量比较少，因此选择砂浆灌注的办法，使用YCD-1500配套式高压油泵和千斤顶作为张拉设备。

2、成孔设备选择

本公路道路工程的边坡坡度陡、高度大，如果在边坡防护施工中使用体量较大、灵活性较差的施工机械，很难发挥其应有的作用，在场地的限制下做任何一个动作都会显得有些困难。因此，在这样的情况下应当尽量使用质量较轻、体量较小、具有一定灵活性的设备。本工程所使用的是YG800型的全风动潜孔钻机，能够充分适应特殊的作业环境对于作业机械的特殊要求。YG800型的全风动潜孔钻机在公路高边坡施工中操作和移动都比较易于实现，同时钻孔速度相对较快，可以显著地提高施工效率。

（二）施工技术要点

1、锚索框架防护

（1）造孔

放样布孔，根据边坡开挖面的立面图，按4m×3.5m的间距将锚孔布置在坡面上，采用?椎50钢管脚手架搭设施工作业平台，平台用锚杆固定于坡面。用卷扬机将钻机提升到平台上安装就位，保证钻头与边坡片面交角为53°或63°（根据坡度决定），钻机就位后自上而下进行钻孔作业，钻孔使用液压潜孔钻机施钻，采用无水钻进的干法作业，以确保边坡地质条件不被恶化，保证孔壁的稳定性。

钻孔过程由专人负责，详细记录地质情况及钻进情况，每钻进2m或地质变化时取土样存放备查。在钻孔过程中，对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况及时反馈，以便采取措施。若遇地层松动破碎，采用跟进套管的钻进技术，以确保孔壁完整不坍塌；如遇坍孔，立即停钻进行固壁灌浆处理，待水泥初凝后，重新清孔钻进。当采用注浆护壁时，在浆液中可掺入适当剂量的速凝剂（初凝时间控制在3～8min），浆液初凝后即可继续钻进。如果锚固端在预定位置提前进入或未能达到弱风化层，应提请变更设计。钻孔过程使用测斜仪检测钻孔的角度及顺直度，及时纠偏，保证钻孔斜度控制在允许误差±1°之内。为了确保锚孔深度不小于设计长度，实际钻孔深度要比设计深度大0.4m，且必须嵌入弱风风岩层。

（2）清孔

钻孔结束后用高压风进行清孔，孔壁不得有粘土或粉砂。石屑和岩粉通过大量高压空气从孔口吹出，孔口处粉尘过大，容易防碍操作工人的视线，影响操作，因此必须采取喷洒水雾的方法对孔口进行除尘，使岩粉与水雾同时沉积于地面。钻孔时应保持钻具清洁，孔壁无污染物，以确保水泥砂浆与岩体的粘结。清孔完成后，应将孔口暂时封堵，避免碎屑杂物进入孔内。

（3）描索框架梁浇筑施工

框架施工前，需先将该部分边坡进行修整。如有因刷坡超挖或坍塌悬空则先用浆砌片石嵌补土质边坡采用人工开挖地梁槽，石质边坡采用风镐开凿地梁槽。清除基坑表面松土，用2~5cm水泥砂浆调平，然后进行钢筋骨架的安装，并立模和浇筑混凝土。钢筋在加工场加工成半成品，运至现场安装。安装钢筋骨架时应注意锚索钢管的埋设和锚锭板及锚具的定位。确保与锚孔保持顺直，斜托顶面与锚孔轴线应保持垂直，锚垫板尺寸误差控制在±0.1cm~±0.2cm。模板安装时应注意保护层的控制和模板的加固牢靠，模板采用拼装式钢模板或竹胶模板，安装采用短锚杆固定在坡面上，混凝土浇筑时应注意混凝土的振捣和竖梁尺寸的控制，边浇筑边振捣，保证密实度。

2、锚杆框架防护

当刷坡完毕后，应按照现场技术人员绘制的坡面锚杆布置图布置锚杆点位，施工人员根据点位开始施钻。采用手持凿岩机配自钻式注浆锚杆进行施工。当锚杆钻到设计深度后，进行锚杆安设，经检验合格后，应及时进行注桨，防止坍孔影响效果。浆液应严格按设计配合比配制，采用拌浆机拌制，浆体强度不得低于30MPa。注浆压力控制在0.1-0.15MPa之间，所用水泥浆应掺入早强剂和膨胀剂以提高砂浆的早期强度；同时，在锚杆的施工过程中，应随时注意观察地质的变化，当地质出现异常时，立即上报监理工程师及设计单位，以改进施工设计。

（三）施工中注意事项

（1）在路堑施工前，必须先测定挖方边坡坡顶的精确位置。

（2）对于坡顶上部（含路基征地范围以外）的滚石和孤石等危石应予以清除。

（3）路堑边坡施工时，应保持坡面整齐，不超欠挖，尽量不要扰动坡面的岩石。

（4）边坡防护工程实施前，应清除所有边坡浮土和浮石。

（5）路堑边坡防护应随路堑分级开挖后施工，但在爆破“N”级边坡前，不得对“N+1”级边坡进行防护。

（6）边坡两端锚索、锚杆无法施工处，可以用衬砌拱防护。

（7）框架梁必须嵌入坡面岩（土）体内20cm，框架梁之间的空隙采用三维植草防护，回填土与梁表面齐平。

（8）锚杆注浆采用1∶1水泥砂浆，水灰比0.45，砂浆强度不低于30MPa，注浆压力不得小于0.25MPa，当孔内浆液初凝后，及时进行二次补浆，以使浆液饱满。

（9）锚头连接钢筋及挂网钢筋均与面板?椎16的钢筋双面焊接牢固，锚杆与框架面垂直。

（10）框架采用C25混凝土浇筑，边浇筑边振捣。

（11）框架以每三根肋柱为一片，施工时应一次性浇筑而成，每片之间留2cm伸缩缝，用沥青木板充填。

（12）框架嵌入在坡面岩（土）体20cm，底部用水泥砂浆抹平，框架梁之间空隙采用三维植草防护，三维网用U型钢钉固定，间距50cm×50cm。

（13）在节点位置处，钢筋可以向内弯折4cm，以保证保护层厚度不小于2.5cm。

（14）锚杆材料必须为?椎25精轧螺纹钢筋。

（15）框架锚索处治中，横梁、竖肋厚50cm，锚头坑待锚索张拉锁定后用C30混凝土封闭。

（16）锚索设计采用压力分散型锚索，钢绞线采用6根直径15.24mm、抗拉强度1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线，锚具用HVM15-6型。锚头钢垫板尺寸25cm×25cm×2cm。

（17）锚索框架每8m设伸缩缝一道，间距2cm，用沥青木板充填。

（18）锚索框架以两根竖肋、三根横梁为一片，框架间距为4m×3.5m。

（19）锚索框架处治中节内7号钢筋上下布置。

（20）锚索注浆材料用1∶1水泥砂浆，水灰比0.45，砂浆体强度不小于30MPa，注浆压力不低于30MPa。

四、结语：

综上，公路开通后的半年时间，对于公路高边坡进行位移检测，从数据显示，边坡的稳定性已经达到了设计加固效果。可见，在公路的高边坡支护技术上，采用锚杆锚索施工技术存在着一定的优势，而且随着施工技术水平的提高，其应用空间也会越来越大，也为公路工程建设项目创造更高的经济社会效益。

参考文献：

[1]刘华，廖小林.解析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用[J].江西建材.2014(05)

[2]李延敬，刘春雨，张潇.解析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用[J].企业技术开发.2014(03)