錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應用

摘要：近年來，我國山區高速公路的建設工作取得了巨大的成就，與普通地區相比，山區地形起伏較大，國內外的種種工程實踐均表明，如果未采取科學合理的防護措施，挖方高邊坡就會發生溜坍、落勢以及滑塌等災害，情況嚴重時，甚至會出現滑坡，這不僅對高速公路工程的正常建設與運營帶來不良的影響，也影響著山區周圍人民群眾生活和生產的安全，錨桿框架梁防護法是近年來興起的一種防護方法，防護性能理想，造價低廉，本文主要以以吉林至琿春客運專線段的工程施工為例，分析錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應用措施與注意事項。

關鍵詞：錨桿框架梁 高邊坡路基防護 應用

近年來，在改革開放的深入之下，我國的經濟發展取得了巨大的成就，與此同時，國家的基礎建設工作也進行的如火如荼，各個地區山區通車的高速公路里程逐年增長。山區的地形與平地有著較大的區別，地形起伏大，因此，在修建山區高速公路時，是必須要進行高填深挖的，因此，挖方高邊坡也成為山區高速公路施工過程中一個普遍存在的現象。國內外的種種工程實踐均表明，如果未采取科學合理的防護措施，挖方高邊坡就會發生溜坍、落勢以及滑塌等災害，情況嚴重時，甚至會出現滑坡，這不僅對高速公路工程的正常建設與運營帶來不良的影響，也影響著山區周圍人民群眾生活和生產的安全。

除此之外，山區的高速公路屬于典型的帶狀工程，高邊坡支護的面積相對較大，因此，其防護措施也會對工程造價產生直接的影響，綜合以上幾個方面的因素，科學合理的挖方邊坡防護措施直接影響鐵路工程的承建質量與工程造價。而高邊坡防護工作不僅要保證邊坡的安全性與穩定性，也要符合環保低碳理念的要求，下面就以吉林至琿春客運專線工程實踐為例，分析錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應用與注意事項。

1 工程概況

新建吉林至琿春客運專線自吉林站城際場引出，向東經敦化、安圖西、延吉西，進入琿春市北郊設琿春北站，線路終點DK361+795。線路全長360.547km，其中吉林市境內正線建筑長度113.926km，延吉市境內正線建筑長度246.621km。

本線JHSⅥ合同段為DK283+044.6～DK323+000，線路長36.315km。主要工程包括：管段范圍內的改移道路，路基工程，橋涵工程，隧道工程，大臨工程（含施工便道等），與站前專業配套的站后工程及圖們地區既有線改造工程等。

GDK305+745～GDK305+845左側路塹三級邊坡采用C30鋼筋混凝土錨桿框架防護，其中GDK305+745～GDK305+758.84左側為橋梁范圍邊坡支擋設計，錨桿長10m，傾角20°，孔徑90mm，錨桿沿線路及坡面方向間距均為3.0m，框架內采用空心磚客土種草及栽種灌木防護。

本段路基土層及全風化層為中～強膨脹，強風化巖層不具膨脹性，山間谷地地貌，自然坡度26～30°，地形陡峭，邊坡高差約30m，因此，在路塹邊坡開挖的過程中容易出現垮落與崩塌的情況，在邊坡成型之后，由于人工活動、風化、降雨的影響，邊坡也容易發生掉塊以及局部塌落的情況，甚至會發生淺層溜坍，因此，必須要采取防護措施，本工程選擇錨桿框架梁進行防護。

2 錨桿框架梁防護的優勢分析

錨桿框架梁防護法是近年來興起的一種防護方法，與傳統的防護方法相比而言，錨桿框架梁防護法有著如下的優勢：

2.1 節約材料，造價低廉 錨桿框架梁防護的實質就是使用錨桿來加固土層，并利用錨桿將地層與梁結構進行結合，形成共同體，這樣不僅能夠提升地層強度，有效改善地層力學性能，提升巖土的自穩能力與強度，也能夠在一定程度上減少坡面防護圬工數量，因此，與傳統的防護措施相比，錨桿框架梁有著節約工程材料的特征，也能夠有效降低工程造價。

2.2 綠化效果理想，符合環保要求 錨桿框架梁可以有效減少坡面防護圬工數量，也能夠使用掛三維噴播植草或者掛雙網噴有機材料對框架中的邊坡進行綠化，因此，就可以有效的改善整個邊坡的綠化情況，能夠保障挖方邊坡的環境與周圍環境協調，既可以保護生態平衡，又能夠達到美化公路的效果。

2.3 動態性特點 考慮到挖方高邊坡工程范圍長、分布廣，在設計與勘查階段很難收集到全面的信息，在這種情況下，提出科學的防護措施是不可能的，因此，具體的防護措施還需要根據施工情況的變化進行考慮。在施工過程中需要根據邊坡地質情況及時的優化原先的設計，這樣就可以有效提升防護措施的科學性。而錨桿框架梁防護就能夠使用邊開挖邊防護的模式進行，也可以根據地質的變化及時調整好錨桿與框架的尺寸，有著隨機補強以及隨機優化的特點，這樣，施工人員就能夠對挖方高邊坡實施信息化的動態設計，提升防護的效果與經濟效益。

下面就以吉林至琿春客運專線段的工程實踐為例，分析挖方高邊坡錨桿框架梁防護的設計、施工以及其他事項。

3 錨桿框架梁的設計方式

對于錨桿框架梁的設計需要遵循以下的原則：

首先，分析每個路段的地質勘察資料，查看巖土體的風化程度、工程特點、完整程度、結構面組合關系、結構面特性、水文地質條件、工程地質條件等因素確定好挖方邊坡坡率，再使用赤平投影對挖方邊坡的穩定性進行分析，對邊坡的穩定性進行定性分析，其類型包括五種，即最穩定的、穩定的、較穩定的、較不穩定的、不穩定的，對于前三種類型的邊坡，錨桿框架梁的支護只要考慮淺層即可，對于后兩種類型的邊坡，就需要對邊坡穩定性進行計算，根據計算結果來確定錨桿長度，具體的設計與施工方式如下。

3.1 錨桿的設計方法 根據本工程的實際情況，錨桿使用全長粘結性錨桿，選擇HRB335鋼筋作為桿體材料，

錨桿根據軸心手拉構件進行設計，錨筋面積為：A=K■；

在上式之中，A代表鋼筋橫截面積、K代表負載安全系數、N代表錨桿軸向拉力值、f代表鋼筋抗拉設計強度。

對于穩定且沒有不利結構面的邊坡，只需要考慮淺層即可，本工程選擇單根φ18鋼筋，長度為4.0m、孔徑為50mm的錨桿。對于邊坡不穩定的挖方高邊坡，其錨桿長度需要根據邊坡穩定性進行計算，在計算錨桿有效錨固端長度不宜小于2.0m。

3.2 框架梁的設計 框架梁單元形狀使用矩形，單元尺寸選擇3.0m×3.0m，錨桿設置于框架梁節點處，框架梁截面使用矩形截面，框架梁中的剪力與彎矩根據計算結果決定，附加安全系數為1.23，荷載分項系數為1.3，梁內主筋使用HRB335鋼筋。

4 錨桿框架梁防護施工技術要點

4.1 錨桿施工 在進行施工之前需要先進行清坡，再根據綠化要求修坡，保持坡面的平整，在進行錨桿施工時，需要注意到幾個問題：第一，嚴格遵循設計規范定位孔位，并作出標記，將誤差控制在5cm之內，對于頁巖、泥巖等錨桿孔，施工干鉆，避免孔內出現積水。第二，在安裝錨桿之前，應該檢查好原材料的品種、規格與型號，看錨桿技術性能與質量能否滿足設計需求。砂漿以中砂和細砂為宜，粒徑不能超過2.5mm，在使用前進行過篩處理，保障砂漿的強度。第三，在安裝錨桿之前，需要進行試驗，選擇不同類型錨桿數量的3%以上進行試驗，試驗結果符合國家標準方可投入使用。

4.2 施工注意事項 在施工開始前，需要對地質情況進行深入的分析，對于無特殊設計的邊坡，就需要進行優化，邊坡的開挖宜使用從上到下的形式，在挖方過程中需要進行全程的監測，查看地質信息，再對獲取的信息進行收集和分析，以此來調整支護方案。

5 結語

總而言之，錨桿框架梁是一種理想的挖方高邊坡防護方式，能夠降低工程造價、節約工程材料，也有著良好的綠化效果，便于施工人員根據地質信息的變化情況來及時的調整施工方案，基本實現了高邊坡路基防護工作的信息化管理，具備理想的社會效益與經濟效益，該種模式是值得在山區公路施工中進行推廣和使用的。

參考文獻：

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