浅谈高路堑边坡锚杆框架梁施工技术应用

浅谈高路堑边坡锚杆框架梁施工技术应用

谭志文

通号建设集团有限公司 湖南长沙 410000

摘 要：锚杆框架梁作为一种新型的高路堑边坡防护方法，具有防护效果好，适用范围广，型式多样，布置灵活，截面易于调整，框架梁可紧贴坡面，随坡就势，造价不高，施工方便等特点，目前以广泛应用于边坡防护施工中。特别是针对土、易风化岩石、崩解、受水冲蚀、遇水软化，甚至产生大面积滑动的特征进行加固，且结构布置合理，极大的保证了高路堑边坡的稳定性。本文分析了锚杆框架梁的工艺特点、施工范围与施工技术，并结合工程实例介绍了锚杆框架梁在高路堑边坡加固中的施工应用。

关键词：锚杆　框架梁　高路堑边坡防护施工

一、前言

铜仁市碧江新区道路工程（桃园大道、五福大道、环东大道）位于贵州省铜仁市碧江区，在这个多山地区进行市政道路施工过程中，由于场地限制及工程建设需要，经常需要进行大量的土石方开挖施工，在此过程中，不可避免的就会遇到边坡变形和边坡防护的问题。为了解决高路堑边坡开挖后边坡的稳定性问题，在边坡防护中采用锚杆框架梁来进行防护，使结构与岩层连在一起形成复合体，不利的应力状态得到调整和改善，使其能有效地承受拉力和剪力，并能提高潜在滑移面上的抗剪强度，有效地阻止坡体位移，保证了高路堑边坡的稳定性。

二、工程概况

铜仁市碧江新区道路工程（桃园大道、五福大道、环东大道）两侧为深挖路堑边坡，最高处为8级边坡，施工作业面至坡脚高差大，局部路段高差达到50米。根据地勘报告，本项目路堑段地质情况为第四系全新统人工填土层（耕植土和素填土）、残坡积层（可塑状红黏土和硬塑状红黏土）、冲洪积层（细砂），下伏基岩为寒武系娄山关群白云岩（强风化白云岩、中风化白云岩），节理裂隙发育，岩芯较破碎，岩芯呈砂状、碎块状、柱状。

三、高边坡锚杆框架梁防护

本项目高路堑边坡采用锚杆框架梁+挂网喷浆（项目部前期已经施工完成）的防护形式进行防护。锚杆框架梁是指在路堑边坡安设锚杆，并注浆使锚杆和路堑粘结为一个整体，然后在坡面上现浇钢筋混凝土框架，以达到加固边坡的目的。

本项目锚杆框架梁设计为每级边坡三排锚杆，纵向间距3m，斜长L为√（1+m²）（m为现场坡比），第一级边坡自下而上设计锚杆长度分别为4m、6m、8m，第二级及二级以上边坡锚杆长度为6m、8m、11m，锚杆的设计长度不含埋置于锚头的长度。锚杆采用φ28螺纹钢筋，锚杆与水平面夹角一般为20°。锚杆孔内设计为采用M30水泥砂浆，灌注压力不小于0.2-0.4Mpa。框架梁采用井字形布置，现浇C25混凝土。框架梁节点间距为3m，截面尺寸0.4m×0.3m。每10-15米设一道伸缩缝缝宽0.02，以沥青麻糬填塞。

四、锚杆框架梁施工工艺流程

（一）施工流程

工艺流程：测量放线→施工机具准备→钻孔→安装锚杆→注浆→制作框架梁。

（二）施工工艺

1.测量放线

按设计图要求进行坡面放样，采用全站仪和人工挂线相结合的方法确定锚杆孔位置，框架梁节点处设置锚杆。为防止测量放线后锚孔位置与钢筋混凝土框架梁节点位置偏差过大，必须在边坡按照设计刷坡到位后，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当调整锚孔位置，孔位误差不得超过±5cm。

2.施工机具准备

(1)钻孔设备、钻孔机具的选择

根据地质条件、锚杆孔径、锚杆深度，以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中一般采用潜孔钻机冲击成孔，岩层破碎时或在松软、高含水量黏土等易于塌、缩孔和卡钻、埋钻的地层中可以采用跟管钻进技术。

3.钻孔

(1)钻机就位

根据锚固地层的类别、锚杆孔径、锚杆深度、以及施工场地条件等选择HQD100A型潜孔钻，用三脚支架提升到脚手架搭设的平台上。。根据在坡面上测放的孔位安装、固定钻机，并进行机位调整，确保锚孔位置准确；孔位误差不得超过±5cm，孔深允许偏差为±5cm，锚杆与水平面的倾角在20°，钻孔倾角误差不超过±1°。钻机安装要求水平、稳固，施钻过程中应随时检查。

(2)钻进方式

由于本项目地质基本为强风化白云岩、中风化白云岩等，应采用干钻，禁止采用水钻，严禁孔内积水，以确保钻孔施工不会导致恶化边坡岩体，保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据所采用的钻机性能和锚固地层地质条件控制，防止钻孔扭曲和变形，造成下锚杆困难或其他机械事故。

(3)钻进过程

钻孔过程要有专人负责，在钻孔过程中，对每个孔的地层变化、钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况，做好现场施工记录并及时反馈给工程技术人员以采取对应措施。

(4)孔径、孔深

钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚杆孔直径，使用的钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚杆孔深度，实际钻孔深度大于设计深度5cm以上。

4.安装锚杆

(1)锚杆孔清理

钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2min，防止孔底处尖灭、达不到设计孔径。孔底不得有沉碴及积水，孔壁不得有黏土或粉砂粘滞，以确保水泥砂浆与岩体的粘结。在钻孔完成后用高压空气(风压0.2～0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，严禁用高压水冲清孔，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。

(2)锚杆孔检验

锚杆孔钻造结束后需进行报检，请现场监理检验孔径、孔深，合格后再安装锚杆。检查时，可采用不小于设计孔径的钻头和标准钻杆验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具深入长度满足设计锚杆孔深度，退钻顺畅，用高压风吹验不存在明显飞溅尘碴及水体现象。同时复查锚孔孔位、倾角，检验合格后，即可进行下一步施工。

(3)锚杆体制作及安装

锚杆杆体采用Φ28HRB400螺纹钢制作，锚杆的总长度为设计长度L+36cm，锚杆杆体间隔1.5m设置一处ф6.5的钢筋定位器，定位器焊接在锚杆杆体上，呈等间距布置，以保证锚杆有足够的保护层，以保证锚杆与孔壁之间有足够的保护层。

锚杆应平直、除锈、除油，安装锚杆前需要再次认真核对锚杆原材料型号、规格、品种以及锚杆各部件质量和技术性能符合设计要求，确保锚杆孔位、孔径、深度及布置形式符合设计要求。确认无误后用高压风二次吹孔，人工缓缓将锚杆体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的锚杆长度，计算孔内锚杆长度(误差控制在±50mm范围内)，确保锚固长度。锚头应埋入框架梁中，锚头钢筋弯头弯挂于格子梁主筋上，与纵梁同时浇筑。

5.注浆

(1)锚固注浆

锚杆孔注浆前采用空气清孔，排出孔内杂物和积水。注浆时，注浆管应插入孔底，采用翻浆法注浆，确保注浆管埋入砂浆的长度不小于1m，随砂浆的注入缓慢匀速抽拔注浆管，直至孔口砂浆溢出后，方能全部拔出注浆管。若发现溶槽、溶穴或裂隙漏浆时，可采用间歇性注浆，注浆开始或中途停止时间超过30分钟，应用与砂浆同水灰比的水泥浆润滑注浆罐及其管路，确保锚杆孔中砂浆饱满、密实。水泥砂浆的强度标号为M30，注浆压力为0.2~0.4MPa。

锚杆孔灌浆后至少养护7天，养护期将严禁敲击、摇动锚杆或在杆体上悬挂外物。待锚杆孔内砂浆（或水泥浆）强度达到设计强度的70%后，方可进行框架梁施工。

（2）拉拔试验

锚杆施工达到龄期后按规定进行拉拔试验，拉拔试验应在监理工程师旁站的条件下进行，试验锚杆数量为锚杆总数的5%且不小于3根，其张拉荷载最大为锚杆设计抗拔力的1.2倍，并不得超过杆体承载力标准值的0.8倍。拉拔试验经检验合格后方可进行下道工序施工。

6.框架梁施工

(1) 开挖基槽

钢筋混凝土框架梁采用C25混凝土浇筑，框架梁截面尺寸采用0.4m×0.3m。由于本项目前期已经在坡面上面进行了挂网喷浆防护，所以不要求框架梁混凝土全部嵌入坡面，直接在坡面上方施工即可。

（2）钢筋加工和安装

钢筋在加工场加工半成品，运至现场，所使用的材料等必须经过检验合格方可使用，钢筋宜制成整体长骨架，其制作、搭接、安装要符合设计及技术规范要求。绑扎钢筋时用相同标号水泥砂浆垫块垫起，与坡面保持5cm距离，并和短钢筋锚钉连接牢固，侧面和底面的垫块数量不应少于4个/m²。钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。锚杆钢筋弯头弯挂于格子梁主筋上，若锚杆与箍筋相干扰可局部调整箍筋的间距。

（3）安装模板

模板采用竹（木）胶模板，安装时注意保护层厚度的控制，并用直径16mm以上的短钢筋将模板固定在坡面上，同时采用铁丝对拉加固；模板底部要与基础紧密接触，以防跑浆，涨模。模板表面刷脱模剂，便于脱模。

（4）混凝土浇筑

混凝土浇筑时应连续作业，按照自上而下、每个框架先竖梁再横梁的顺序浇筑，边浇筑边振捣，各竖梁混凝土应不间断浇筑，若因故中断浇筑，其接缝按施工缝处理。当浇筑的混凝土强度达到设计强度的70%时，方可进行拆模处理，拆模时应注意保护结构物的边角，不得有坑洞、破损翘曲、掉角啃边、钢筋外漏等现象。顺线路方向每隔10-15m于框架中部设一道宽2cm的伸缩缝，伸缩缝内填塞沥青麻筋。

五、施工注意事项

（一）锚孔钻孔难点及处理措施

1.锚孔坍塌处理

本项目边坡岩石裂隙发育、岩体破碎，通过断层或滑塌边坡时，锚杆孔钻进时或完成后，经常会出现孔内坍塌、掉块，难以钻进等现象。通过其他钻孔形式，如采用螺旋钻头钻进方式，来减小对孔壁围岩的扰动，但效果甚微，同样无法避免塌孔现象。

在认真进行现场勘查及分析地质情况后，采用了扩大一级孔径，用钢套管跟进的钻孔技术施工。因采用套管护壁，在流砂、岩体破碎，等地层中成孔形状得到了保证，有效防止了孔内坍塌、掉块，难以钻进等现象，从而保证了水泥浆锚固体的形状、强度和握嚢力，同时确保了工程质量。

2.卡钻处理

对于卡钻的原因主要有两个方面：一是围岩裂隙发育、岩体破碎，成孔过程中碎岩块塌落；二是风化岩中含较多大粒径的石英砂砾，空压机送风难以将碎屑吹出导致碎屑堆积。

潜孔钻在通过破碎基岩时，钻进速度宜慢，每钻进30-50cm即拔管后退，多次反复清理孔壁，使孔壁围岩趋于稳定；另采用大功率空压机，使孔内保持较大风量及风压，利于岩屑的清除，防止渣土的堆积。如果出现钻头断在孔内无法取出，则需要重钻新孔，需注意的是重新钻孔时倾角改变量不宜过大，经过计算不遇原钻头处即可。

（二）灌浆难点及处理措施

由于本项目区域围岩裂隙发育、岩体破碎，在灌浆过程中会由于漏浆而影响灌浆效率，而灌浆后的缓慢漏渗将会降低灌浆效果，使锚固段不够密实，出现局部空洞等，因此，我们采取如下措施：

1、采用M30强度水泥砂浆，降低其流动度，提高锚固段的强度。

2、安排专人负责进行二次补灌浆，在其凝固前尽量使孔内砂浆饱满地填充钻孔。

3、添加适量的化学添加剂，提高其早强速凝，使其渗漏范围得到控制。

六、结语

本项目通过对已经完成的锚杆框架梁观测固定点的观测，未发现坡体有开裂、变形等斜坡滑移迹象，稳定性有了明显的提高，说明采用锚杆框架梁加固效果较好，通过施工工期比较发现进度较快，具有不错的工程质量效果和经济效益，达到了预期的效果。

参考文献：

【1】《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086—2015）

【2】《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)

【3】倪宏宇. 锚杆框架梁-喷锚支护技术在高速公路路堑高边坡防护工程中的应用[J]. 中外建筑, 2010(2):135-136.

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