道路工程高边坡支护处理探析

道路工程高边坡支护处理探析

万晶

武汉市江夏路桥工程有限公司  湖北武汉  430200

摘要：目前，我国正处于快速发展阶段，相关建设项目也在有序施工，但在实际施工过程中，施工安全已成为一大难题。在现场施工过程中，应根据实际情况规划支护和开挖技术的施工，并做好相关准备工作，以提高工程施工效率，保证施工质量。

关键词：高边坡;支护方案;桩板式挡土墙;监测

引言：随着建筑高度的不断增加和地基基础的不断深化，边坡工程中的边坡支护安全已成为不可忽视的重要环节。从支护方案的选择和具体工程实例的实施两方面，分析了桩板墙在复杂地形高边坡支护中的应用效果。

1、公路路基高边坡稳定性的基本要求

1.1防止出现滑动性坍塌

在路基施工阶段，不可避免地要进行土石方开挖，破坏围岩的应力平衡。岩层一旦受到外力作用，就会变得不稳定，影响公路安全。路基的施工也会影响岩层的应力，岩层容易坍塌，尤其是基岩上有大量松散岩屑时。此时软岩将继续沿岩层结合面滑动，导致路基边坡发生坍塌事故。因此，要避免滑塌，必须考虑当地自然环境，注意施工便民工程。

比如在路基排水施工中，考虑为周围自然土壤系统供水，增设一定数量的涵洞，实现雨水的引导，满足周边农田灌溉的需要，加强公路周边土地，有效避免了滑塌的发生。

1.2合理控制流动型坍塌

对于松散的沉积土，如页岩风化土、岩屑等，在暴雨的冲刷下，路基会发生坍塌。一般来说，坡面侵蚀是由降雨引起的，降雨与坡面径流密切相关。当水流沿边坡运动时，会携带泥沙、岩屑等杂物在边坡上，对路基边坡造成破坏，使路面下沉。为避免流动性垮塌现象的发生，一是要加强路基排水设计，建立完善的排水沟体系，及时消除道路面积。其次，合理设计边沟的走向，使之与公路走向一致，以提高边沟的应用效果。第三，控制路面整体弧度，使雨水得以分散，避免流动性垮塌，导致路基边坡失稳。

1.3降低地质条件的影响

地质条件对路基边坡的稳定性有重要影响，直接关系到路基边坡是否需要采取加固措施。在公路路基施工过程中，经常遇到软土地基的问题。软土地基孔隙大，含水量丰富，对路基边坡的稳定性有很大影响，不利于公路养护管理。因此，为了减少地质条件对路基边坡的影响，可以对路面的加固层进行加固，必要时可增加适量的钢材，改善加固效果，使地质条件的不利影响降低到可控范围。

2、高边坡支护类型以及技术要点

2.1 锚固

锚固作为现阶段我国经常用到的一种高边坡支护方法。这种方法主要运用在民间建设当中，这种技术主要使用的方法则是运用土锚杆以及挡土墙进行建设，运用锚杆把挡土墙以及地基进行有机结合，从其独特的结构构造中，将朝向同一个方向和一个点的压力分散开来，实际操作就是将锚杆插入材料跟斜坡支撑系统进行连接，除此之外还能选择螺栓对支护进行建设，在实地进行探测以后，开展评估和计算，选择最适合的受力点，放在螺栓结构能够更好使螺栓将支护的作用充分发挥出来，降低外力所造成的损害，这样除了能够实际坑越来越稳固还能加固土层，加大高边坡的承载能力。

2.2 地下的连续墙支护

地下连接墙支护作用作为市政行业中比较先进的技术，使用范围很广，其主要是指在实际建设当中把水泥或混凝土等建筑材料参入到提前挖好符合工程项目建设标准的沟渠内，在地下可以形成一道连续且稳固的墙，这样能够起到基础的支护作用。这种作用除了能够对结构自身起到稳定作用以外，还能降低外界所带来的不可抗力因素，起到防洪降灾的作用，防御能力非常强。这种技术在实际操作过程中主要有这几方面:一种在挖沟操作过程中务必要了解建设墙面和边界之后的进行;清理沟渠过程中尽可能维持沟渠的干净和整洁; 最后再完成清洁工作以后将建筑材料放入其中。这种支护方法除了不会对地下管线造成影响以外，对对环境所造成的损害也很小，同时结构更稳固，常常会大量运用在洪水经常发生并且地质很复杂的区域。

2.3科学布置施工便道

施工便道的铺设对施工至关重要。合理布置施工便道，既能加快施工进度，又能保证材料的合理运输。特别是高边坡环境下的施工工作更应重视施工便道铺设的重要性，从而保证工程的有效施工，从而降低施工成本，提高经济效益。一般情况下，在高边坡环境下，施工便道应设置在起点和终点，以保证正常运行。如遇特殊情况，可增设临时施工便道，避免延误施工进度。

3、工程实例分析

某市因市政道路修建需要，道路两边开挖形成挖方边坡，需对道路两侧边坡进行支护。 本区域场地原始地貌为残丘坡地冲洪积阶地、冲沟、洼地等，后经人工挖填改造为现状吉桥路。地质构造比较复杂，以断裂构造为主。最高三级挖方边坡，第三级坡高3.4m、 第二级坡高10m、第一级坡高10m，坡率均为1:0.75.采用格构梁加锚(杆)索支护，格构间喷混植生。

4、边坡框格梁施工工艺

4.1锚(杆)索及格构梁施工工艺及技术要求

边坡锚(杆)索及格构梁施工流程、施工工艺及技术要求：清理坡面→现场测量放样→锚孔定位标记→搭建施工平台→钻孔→锚(杆)索制作安装→下入锚(杆)索→一次注浆→二次注浆，其中钻孔与锚(杆)索注浆是整个工序中的重点与难点，且施工质量完成的好坏对整体边坡受力情况的优劣有着直接影响。在完成此工序后检测单位对锚杆拉拔力做了第三方检测试验。

4.2清理坡面

每级坡体开挖之前，在坡顶布置棱镜头作为水平位移及沉降观测点。水平位移预警值为连续三日位移超过2mm/d，或累计位移超过2cm。土石方开挖前应在开挖线外设置截水沟，并对周边地表进行硬化。土石方开挖严格按照设计规定，按照“先坡面，后坡脚”自上而下的施工作业顺序施工。雨季施工时，在必要位置及工作面周围设置排水明沟，并及时检查清理，以防雨季水浸影响工期。应做到随挖、随运。大雨期间应停止土石方的开挖。

按图纸要求横向锚(杆)索设计间距为2.5m，顺坡面竖向锚(杆)索设计间距为2.5m，锚杆孔之间的误差应控制在±2cm内。皮尺初步测量后，横向从边坡中间开始依次往两边延伸2.5m用红色喷漆标记，然后根据横向孔位再分别依次向上延伸2.5m。

在修整到设计坡面后，于平台浇筑混凝土垫层，在垫层上预埋立杆定位及防滑锚筋，采用C25钢筋制作，单根长度30cm，外露10cm。

沿着坡面搭设采用双排落地式扣件钢管脚手架，单段架体搭设高度≦10m，立杆步距≦1.5m。边坡立杆采用搭接接头连接，搭接长度不应小于1m，并采用不少于3个旋转扣件固定，端部扣件的边缘距离杆端不小于10cm。

纵向水平杆设置在立杆内侧，长度不小于3跨。搭接时搭接长度不应小于1m，等间距设置3个扣件固定，扣件端部距离杆端不小于10cm。

在两侧及中间间隔不超过15m的立面上，各设置一道剪刀撑，由底到顶连续设置。每道剪刀撑宽度不小于4跨且不小于6m，斜杆与地面倾角在45℃—60℃之间。斜杆接长采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不少于2个扣件固定，扣件边缘至杆端距离不小于10cm。

钻孔施工平台搭设完成之后对钻机进行调试与检查，检查钻机钻头的尺寸、款式与钻机推进器的型号;尤其是钻机推进器上的角度计，必须确定是否精准。

锚(杆)索施工时钻孔应采用较大孔径的钻头，图纸要求开孔直径为130mm，根据设计要求钻孔深度大于设计深度 0.5m 以上;钻孔完成后必须用高压空气(土层锚孔风压 1.3～1.4MPa，岩层锚孔风压1.6～1.7MPa)将孔中岩粉及积水全部清出孔外，孔径不能小于130mm。严禁用水冲洗锚孔，避免孔内发生塌孔。

4.6锚(杆)索施工注意事项

锚杆钢筋连接采用帮焊工艺，焊接的长度不小于5D(D为锚杆钢筋直径);锚杆钢筋及定位筋均采用HRB400C28钢筋制作。

锚杆定位筋间距为1m。定位筋和锚杆钢筋的焊接时，应该需要注意留出注浆管位置。而提前绑扎注浆管的目的是，方便与锚杆钢筋一通下入锚杆孔内，且注浆时用返浆法从底部开始注浆能更大限度的排除锚杆孔内的浮渣与析出的水分。

锚索采用5*7.5钢绞线制作。锚索成孔孔径不小于150mm，孔位允许偏差不大于100mm，偏斜度不应大于3%，预应力锚索钻孔倾角为20度，孔深应超过设计长度0.5m，锚索成孔应干法施工，预应力锚索下料时应注意预留张拉段长度。

锚(杆)索下入孔内的时候，应该要一人在坡脚处配合锚(杆)索的抬升，一方面能更好的将锚(杆)索送入孔内，提高下入效率，另一方面也能防止锚(杆)索尾部大幅度的扰动，影响安全。

严格按照配合比设计报告上的参数进行施工，且之后每一桶现场拌合的水泥浆应该做好试块。

注浆锚固工程施工基本要求：1、水泥采用P.042.5R普通硅酸盐水泥拌制。水灰比为0.45—0.5.2、锚孔注浆采用孔底返浆法一次性连续注浆，采用M30水泥净浆，注浆压力为2.0MPa，注浆过程中，注浆管从孔底缓慢抽出，而且要保持注浆管口处于浆液中;完成注浆后，该注浆管不能重复使用，注浆完毕待浆液收缩后，在孔口应该进行补浆，补浆采用M30水泥浆，当孔口冒浆10秒以上时才可停灌。3、锚索注浆采用二次注浆成锚，第一次采用常压注浆，第二次注浆压力为2.0—3.0Mpa，二次注浆时间根据现场试验确定。锚固体28d无侧限抗压强度不低于25Mpa。

由于土体内有毛细结构，浆液注入后会少量渗入土体的毛细空隙中，会降低水灰比，从而导致强度降低，所以在第一次注浆15分钟后，应进行第二次补浆，且需要等洞口流出浆液超过10秒后，才能停止注浆，以确保孔内浆液饱满。

4.8坡面开槽

待所有锚孔注浆完毕后，应以每个锚孔位置为中心，主梁宽40cm，考虑到模板安装需要，左右各以25cm宽度拉线，横向纵向拉线;拉线完成后，主梁顺坡面开挖出深度为35cm槽位，次梁顺坡面开挖出深度20cm槽位。遇到边坡有局部超挖较大的坑洞，采用素混凝土修整，以保持坡面平整后再施工格构梁。

开挖过程中需密切关注坡面情况，如果发现各级台及坡面出现裂缝，应该及时通知监理、业主以及设计单位;格构梁主梁截面尺寸为45cm×40cm，采用C30混凝土浇筑。框格梁主梁底部嵌入土体35cm，次梁底部嵌入土体20cm;格构梁每20m分段浇筑，每段之间设置3—5cm变形缝，并使用沥青麻筋进行填塞。

5、施工中遇到的问题及解决办法

5.1钻孔过程中遇到卡钻、钻进力不足现象

原因分析：施工过程中，钻进至孔深10m左右位置时，锚孔内钻渣无法吹出，导致钻头反钻退出时被卡，造成了钻孔施工停滞。

解决措施：本段裂隙较发育，钻头在钻进过程中容易漏风造成压力损失。通过加大钻机推进器的功率及更换功率更大的空压机，成功解决此问题。

预防措施：岩层钻探详细情况对总体施工进度有极大的影响力与风险规避，由于复杂岩层而导致的卡钻对总体工程项目进度影响较大，所以钻孔之前，需要做好边坡施工区域详尽的岩土钻探报告，可有针对的性应对不同复杂的岩层，以达到对卡钻现象一个预防的作用。

5.2注浆过程中遇到爆管现象：

原因分析：1、拌合水灰比不正确而导致砂浆稠度过大，注浆时发生堵管、爆管;2、注浆机注浆压力值过大而导致注浆管爆裂;3、注浆过程中，注浆过程较慢，而拌合完毕的砂浆静至时间稍长，导致底部发生少量离析沉淀，注浆时底部沉淀部分细集料被泵送至管内导致塞堵、爆管;4、注浆管过长、弯曲导致砂浆局部压力过大而发生塞堵、爆管现象。

解决方式：注浆管的管径应适当增大(宜用30mm),管程应尽量缩短，尽量少用接头，要边搅拌边灌浆，且遇到堵管和爆管要立即停灌,疏通和冲洗管道或换用管道后再继续施工，注浆压力要控制在2-4Mpa之间，水灰比控制在0.45-0.5之间。

预防措施：砂浆拌合时，拌合机应保持持续的搅拌，且一次搅拌的量不能太多，以保证砂浆能充分拌合均匀避免集料由于静止而沉积至拌合桶低，导致注浆时堵塞;严格按照配合比来调配砂浆。

5.3出现跑浆串浆的现象

原因分析：由于岩石中的各种缝隙数量较多,而且相互之间彼此连接,从而使得钻孔之间相互形成连接网路,导致串浆现象的出现。当缝隙变大灌浆压力升高或者钻孔之间距离较近时,可能导致串浆现象的不断加重。

解决措施：正在钻进的钻孔中发现串浆现象,立即停止钻孔,并在发生串浆的锚孔上部安装注浆塞,然后在进行注浆的锚孔中继续进行注浆,直到注满浆后,继续进行串浆孔处的钻孔操作;正在进行注浆的锚孔发生串浆现象,应该利用单独的注浆机,同时对注浆的孔和串浆的孔进行注浆。

预防措施：第一,在钻孔与锚孔注浆的时候,可以适当增加孔与孔之间的距离;第二,在进行锚孔注浆时,可以尽量将相邻两个锚孔之间的注浆间隔时间延长,从而使前面一个钻孔中的浆液凝固后,再进行下一个相邻锚孔的注浆,这样可以减小后面注入的浆液沿前面浆液的缝隙串出。

结语：

当工程建设项目涉及高边坡支护工程施工时，必须合理运用高边坡支护与开挖技术，施工前充分研究高边坡，通过科学有效的方法提高工程质量，确保人员和工程安全。同时，在高边坡开挖支护技术应用过程中，相关施工单位也要注意土方开挖过程，必须将绿色施工和环保理念落实到位，注重经济效益、社会效益和环境效益。

参考文献：

[1]杨帆.关于公路高边坡支护预应力锚索的施工技术应用分析[J].低碳世界，2018(7)：312-313.

[2]丁小兵.关于高边坡支护施工与开挖技术应用的思考[J].建筑技术研究，2019.2(5)：P.129-130.