高邊坡錨桿防護(hù)施工技術(shù)在公路路基中的應(yīng)用分析

蔡澤輝

(廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511400)

1 引言

為確保路基工程開挖的施工安全性及邊坡穩(wěn)定性，需要對路基邊坡進(jìn)行加固處理。對于低邊坡，最常用的邊坡加固措施是植被護(hù)坡，這種綠色固坡方式既可以改善環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了人在改造自然的同時保護(hù)自然、美化自然的理念，同時也可以起到穩(wěn)固高邊坡土體的作用。對于高邊坡這種穩(wěn)定性較差的邊坡形式的防護(hù)，需要采取更加有效安全的防護(hù)措施，才能滿足安全性的需求。高邊坡防護(hù)方式主要分為坡面防護(hù)和支擋結(jié)構(gòu)防護(hù)兩大類[1]。高邊坡通常高度在20 m 以上，由于自身的穩(wěn)定性很差，坡面防護(hù)方式通常適用于巖土體穩(wěn)定的邊坡或巖層。保證邊坡穩(wěn)定最有效以及安全系數(shù)最高的邊坡防護(hù)措施就是支擋結(jié)構(gòu)護(hù)坡形式，其類型包括錨桿防護(hù)、抗滑樁、擋土墻等[2]。這些防護(hù)措施能提供很好的防護(hù)效果，在起到防護(hù)作用的同時也能加固邊坡，是高邊坡工程的首選加固措施[3]。

錨桿防護(hù)方式作為高邊坡有效防護(hù)的方式之一，近年來受到了廣泛關(guān)注[4]。錨桿防護(hù)具有低成本、支護(hù)效果好、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。對于河惠莞高速公路河源紫金至惠州惠陽段的施工過程中，多處出現(xiàn)高邊坡路段，主要的加固措施即使用錨桿防護(hù)措施，并且取得了很好的防護(hù)效果。本文依據(jù)此工程為背景，就高邊坡錨桿防護(hù)施工技術(shù)在公路路基中的應(yīng)用展開分析探討，為提高高邊坡錨桿防護(hù)施工效果，探尋對于該類防護(hù)措施的合理技術(shù)措施，取得的技術(shù)成果可為類似高邊坡防護(hù)工程的安全施工提供實(shí)質(zhì)性的建議[5]。

2 工程概況

本合同段屬于高邊坡的數(shù)量為18 個，高邊坡地段地質(zhì)構(gòu)造情況復(fù)雜，邊坡巖體完整性很差，邊坡穩(wěn)定性較差。路基開挖后，在高邊坡的坡腳位置形成應(yīng)力集中，在邊坡內(nèi)部形成連續(xù)滑動面，當(dāng)邊坡頂部超載或有降雨荷載作用時，極有可能發(fā)生失穩(wěn)、滑塌，邊坡具體情況如表1所示。

表1 路基高邊坡一覽表

根據(jù)表1中18 個高邊坡的工程特點(diǎn)，邊坡高度幾乎都在30 m 以上，甚至在50 m 以上的高度。通過方案比選最終確定18 處高邊坡均采用性價比最高的錨桿防護(hù)措施，邊坡防護(hù)示意圖如圖1所示，由于邊坡高度很高，采取階梯形放坡施工的方式進(jìn)行施工，以此提高高邊坡整體的穩(wěn)定性。

3 施工工藝流程

3.1 錨索編束制作

1）錨索材料選用滿足設(shè)計力學(xué)性能的普通鋼絞線，錨索設(shè)計長度根據(jù)圖紙中的規(guī)定長度確定，實(shí)際施工中錨索的長度要超出索口1 m 左右，以便張拉鎖定，待張拉到設(shè)計力時，切除多余錨索，采取澆筑混凝土的方式封閉錨頭，起到隔絕空氣的作用，防止錨索在日后的使用過程中銹蝕。

2）錨索編束由6 根鋼絞線捆扎而成，防止由于鋼絞線的排列錯位在張拉時產(chǎn)生隱患。制作錨索編束前需對鋼絞線的質(zhì)量進(jìn)行檢查，對于銹蝕、出現(xiàn)裂紋、存在機(jī)械損傷的鋼絞線應(yīng)剔除，防止張拉時拉斷鋼絞線。

3）自由端鋼絞線要涂抹黃油，起到防銹蝕的作用，并用PVC 管套緊鋼絞線自由端。

3.2 鉆孔及穿錨索

1）測量定位：坡面清理整平，清理坡面上的浮土及松散的碎石，檢查合格后，按設(shè)計圖紙上的孔位布置定位孔的位置，精確定位，要求孔位所在位置的誤差不得超過±2 cm，同時錨孔的角度也要符合設(shè)計要求，角度實(shí)際的偏差值不應(yīng)超過5%。

2）鉆機(jī)就位：用全站儀定出鉆機(jī)的位置，根據(jù)鉆孔的角度調(diào)整鉆桿與坡面形成的角度，整平夯實(shí)鉆機(jī)放置位置的土體，保證鉆機(jī)的穩(wěn)定。

3）鉆孔機(jī)具：為保證后期錨索順利插入鉆孔中，鉆孔的直徑要大于錨索的直徑，因此所選擇的鉆桿的直徑要滿足要求。

4）鉆孔深度：為確保錨索的錨固效果，錨索盡量比設(shè)計插入深度多插入0.5 m。

5）錨孔清理：鉆孔結(jié)束后，為了保證后期壓入的水泥砂漿與鉆孔四壁黏結(jié)的牢固程度，使用高壓空氣將鉆孔內(nèi)部殘留的殘渣吹出，達(dá)到對鉆孔進(jìn)行清理的目的。

6）錨孔檢驗(yàn)：鉆孔成型后，需對鉆孔的質(zhì)量進(jìn)行檢測，檢測的內(nèi)容包括鉆孔的深度、鉆孔成型的完整度，檢查合格后，方可進(jìn)行下一步的施工。

7）鉆孔記錄：鉆孔時由于鉆機(jī)的振動會對原有的地層的應(yīng)力狀態(tài)造成破壞，因此，需要實(shí)時監(jiān)測鉆孔附近的地層的變形情況，同時對鉆進(jìn)速度、壓力、深度等參數(shù)進(jìn)行記錄。

8）錨孔檢驗(yàn)合格后，人工將編束完成的錨索穿入錨孔中。

3.3 注漿

1）注漿管加工：注漿管采用φ22 cm PVC 管，注漿管長度=錨索計量長度-10 cm。

2）為了保證質(zhì)量，注漿前需要對水泥進(jìn)行現(xiàn)場配比試驗(yàn)。

3）對于一些滲透性非常好的地層，注漿的同時，漿液極易滲透流走，此時需要根據(jù)具體情況添加適量的早強(qiáng)劑。

4）將錨索插入鉆孔后，需要對鉆孔內(nèi)部注入水泥砂漿，將錨索與周圍地層結(jié)合到一起，達(dá)到鉆孔內(nèi)部密實(shí)的效果，從而提高錨固效果。

5）注漿初期，注漿管的位置在鉆孔最里面，壓漿的同時，將注漿管勻速抽出，在此過程中要配合好壓漿的速率和抽管的速度，保證漿液能夠從鉆孔里面返漿飽和灌滿整個鉆孔。注漿采用一次注漿工藝，在注漿的同時，應(yīng)實(shí)時檢測注漿效果，并記錄。當(dāng)注漿完成時，如發(fā)現(xiàn)漿液的額液面有回落，需及時進(jìn)行補(bǔ)漿。

6）當(dāng)邊坡土質(zhì)較差時，為提高錨固的抗拔能力，采用高壓劈裂注漿方式，通過注漿應(yīng)力將地層劈裂，漿液沿著劈裂形成的裂縫擴(kuò)散，形成加固區(qū)。

3.4 張拉

當(dāng)鉆孔內(nèi)部漿液凝固后，并且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計說明中規(guī)定的強(qiáng)度時，方可進(jìn)行錨索的張拉。同時，為了防止張拉時作用在框梁上的力破壞框梁，框梁也要滿足設(shè)計的強(qiáng)度要求，為了在張拉時保證框梁的受力均勻，需要采取對稱張拉的方式進(jìn)行張拉。

1）張拉前需要保證器具放置穩(wěn)定，張拉力的方向需要與錨索的軸線方向保持一致。

2）張拉錨索時，要保證錨索的受力軸線與張拉力的方向一致，必要時通過墊鐵塊調(diào)整張拉的角度。

3）為了使鋼絞線張拉時受力穩(wěn)定，均勻拉伸，施工時建議使用小千斤頂對鋼絞線進(jìn)行張拉，千斤頂張拉時所施加的力也要勻速施加，避免力的突增將鋼絞線拉斷，確保鋼絞線平順和均勻受力。

4）封錨：錨索鎖定后，需要定期進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測張拉后錨索的鎖定狀態(tài)，如果錨索的張拉狀態(tài)符合要求，做施加的張拉力沒有消散，即可切割多余鋼絞線，鋼絞線需留長20 cm，最后用水泥漿補(bǔ)填孔口，并使用C30 混凝土。

3.5 鋼筋混凝土框梁施工

3.5.1 施工流程

施工流程如圖2所示。

3.5.2 底面基礎(chǔ)處理加固

為了實(shí)現(xiàn)框梁基礎(chǔ)底部受力均勻，框梁基礎(chǔ)底部用水泥砂漿鋪一層墊層，當(dāng)邊坡框梁的基礎(chǔ)底部位置處出現(xiàn)超挖情況時，需要用水泥砂漿混合小粒徑的碎石將坡面坑洼部位填平，當(dāng)邊坡坡面框梁基底位置處的坡面突出時，也需要將突出部位整平，框梁的截面設(shè)計尺寸為40 cm×40 cm，混凝土標(biāo)號為C30，采用現(xiàn)場澆筑方式施工，框架梁入土深度最低滿足30 cm 的要求，以保證框架梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定。

3.5.3 鋼筋的制作、混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)

鋼筋的制作、綁扎必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，操作流程要符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范。混凝土澆筑完成后，混凝土內(nèi)部有可能會產(chǎn)生孔隙，應(yīng)立即使用振動器振動混凝土，使其流動密實(shí)空隙，確保混凝土充斥整個鋼筋籠內(nèi)部，防止出現(xiàn)混凝土澆筑不均勻的情況，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量。混凝土澆筑完成后應(yīng)定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.5.4 鋼筋混凝土框架梁施工

鋼筋混凝土框架梁施工應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行分塊施工，為防止溫度作用對混凝土產(chǎn)生裂縫，相鄰兩塊框架橫梁之間預(yù)留1 cm 左右的伸縮縫，用瀝青顆粒將裂縫填充。

4 施工注意事項

為了保證高邊坡錨桿施工的順利進(jìn)行，達(dá)到預(yù)期的邊坡加固效果，施工時需注意以下幾點(diǎn)要求。

1）邊坡錨桿防護(hù)工程施工過程中須自上而下施工，開挖一級邊坡后要盡快加固剛剛開挖的那一級邊坡，避免邊坡長時間裸露。在雨季季節(jié)施工要注重邊坡的排水工作，要做到快速施工，快速加固，防止高邊坡在雨水的浸泡下發(fā)生滑坡。

2）對于軟土地層中鉆孔過程中有可能發(fā)生塌孔、孔徑縮小等事故，此時應(yīng)及時終止鉆孔，用水泥砂漿填充鉆孔，并在同一位置進(jìn)行二次鉆孔。

3）每次鉆孔之前應(yīng)調(diào)整好鉆機(jī)的位置及鉆桿的鉆進(jìn)方向，保證同一級邊坡內(nèi)部的錨索的空間位置是平行分布的。

4）每一錨索在施工鉆孔前要精準(zhǔn)放樣，保證錨桿端頭部在混凝土框梁的中心位置。

5）混凝土框梁在施工之前應(yīng)將坡面整平，保證混凝土框梁在坡面上平順分布。

6）錨索在張拉時，錨索的軸線方向應(yīng)和張拉力的方向在同一軸向上，保證張拉時錨索受力是正確的。

7）錨桿施工的整個過程中都要精確記錄每一個施工工序的過程。

5 結(jié)語

在公路路基工程建設(shè)過程中，合理有效地實(shí)施邊坡防護(hù)是整個工程的關(guān)鍵。本文以公路路基高邊坡錨桿防護(hù)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用為背景，總結(jié)了高邊坡錨桿防護(hù)的施工要點(diǎn)及施工時應(yīng)注意的事項。對于高邊坡的防護(hù)，采用錨桿防護(hù)方式可以滿足設(shè)計對于公路安全性的要求。