路基高邊坡防護工程施工技術

鞏萬禎，張校磊，魏文杰，張旭陽

（1.中交路橋建設有限公司鋼結構分公司，北京；2.中交路橋華北工程有限公司，北京）

前言

近幾年，框架梁錨桿因施工簡便、造價低廉、防護效果佳的優良特點而被廣泛應用于工程實踐，特別是路基邊坡防護與治理工程。但是，當前關于路基邊坡防護用框架梁錨桿的研究多針對單級框架錨桿，尚未形成完善的高邊坡防護用框架梁錨桿作業方案。因此，根據路基高邊坡特點，探究框架梁壓力注漿錨桿、掛網植草組合加固技術的應用具有非常重要的意義。

1 路基高邊坡防護作業背景

天府新區至邛崍高速公路第二標段項目路基工程（K8+790～K9+060 段）長270 m，路基右側邊坡為高邊坡，坡比為1:500，路塹邊坡最大高度為45.9 m，路塹邊坡平均高度為35.5 m。工程所在地為丘陵地貌，區域內地表自然坡度為20°～40°，出露基巖為白堊系中統夾關組礫巖、泥質粉砂巖，巖層產狀為275°∠64°，坡面覆蓋厚度為0.5 m～2 m。根據地質鉆孔勘探資料，工程坡體整體穩定，但坡面主要為全風化到中風化泥質粉砂巖及礫巖，巖塊穩定性較差，開挖后前緣易形成臨空，出現巖體垮塌、掉塊現象，需加強防護。

天府新區至邛崍高速公路第二標段項目擬選擇框架梁壓力注漿錨桿、掛網植草組合加固方式（具體見圖1），框架面積為12 359 m2，為鋼筋砼框架，工程擬運用HRB400 鋼筋68 293.8 kg、HPB300 鋼筋13 893.4 kg、現澆C30 砼815.7 m3以及現澆C25 砼417.7 m3、C25 小石子砼58.5 m3、支撐墩C30 砼27.3 m3。

圖1 路基高邊坡框架梁壓力注漿錨桿+掛網植草右側邊坡立面圖

圖1 中，1 為坡口線；2 為五級邊坡（坡比1:1.0）；3為四級邊坡（坡比1:1.0）；4 為三級邊坡（坡比1:1.0）；5為二級邊坡（坡比1:0.75）；6 為一級邊坡（坡比1:0.75）；7 為4 m×3 m 錨桿框架梁+掛網植草（壓力注漿錨桿長9 m）；8 為平臺；9 為平臺截水溝；10 為4 m×3 m 錨桿框架梁+掛網植草（壓力注漿錨桿長12 m）；11 為右側路基邊緣線；12 為急流槽。

2 路基高邊坡框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合防護技術方案

2.1 錨桿結構

2.1.1 短錨桿

框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合防護用短錨桿結構見圖2。

圖2 框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合防護用短錨桿結構

圖2 中，1 為框架格梁現澆C30 鋼筋砼；2 為φ16焊接鋼筋（4 根），長4×0.45 m，重2.84 kg；3 為框架格梁鋼筋骨架；4 為定位器；5 為φ25 螺紋鋼筋，長2.4 m，重9.24 kg；6 為M30 水泥砂漿錨固；7 為超鉆部分（原鉆孔長2.2 m，鉆孔直徑90 mm）[1]。

2.1.2 壓力注漿錨桿

框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合防護用壓力注漿錨桿結構見圖3。

圖3 框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合中壓力注漿錨桿結構

圖3 中，1 為C30 鋼筋砼框架梁；2為框架梁N1筋；3 為φ16 焊接鋼筋（共4 根），可與框架梁中N1筋焊接固定錨桿；4 為φ10 鋼筋支架，與錨桿體牢固焊接，2 m 等間距布置，確保錨桿下入鉆孔后居中；5 為φ32 螺紋鋼筋；6 為M30 水泥砂漿；7 為超鉆部分；8 為設計坡面線。

單根壓力注漿錨桿工程數量見表1。

表1 單根壓力注漿錨桿工程數量

2.2 框架單元格設計

框架單元格大小為4 m×3 m，根據邊坡存在多個滑動面的特點，分別對滑動面進行穩定性計算，計算公式如下：

式中：Ri為第i 個滑動面的抗滑力，kN/m；Ni、t 分別為第i 個條塊滑體在滑動面法線上的反力、條塊滑體在滑動面切線上的反力，kN/m；g 為重力系數，9.8 N/kg；為第i 計算條塊滑支動面上巖土體內摩擦角標準值，kPa；ci為第i 計算條塊滑體地表路基邊坡巖土體粘結強度標準值，kPa；li為第i 條塊滑動面長度，m[2]。

根據式（1）計算結果，設定一個框架單元格內工程數量見表2。

表2 框架單元格內工程數量

3 路基高邊坡框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合防護技術實施流程

3.1 場地布置

在錨桿施工前，借助挖掘機械從上層到下層分層修坡，每層開挖高度為錨桿上下橫梁間距大小[3]。進而落實每開挖一級、防護一級、覆蓋一級（彩條布覆蓋防雨水沖刷）的方針，直至錨桿格梁邊坡根底，準備施作錨桿。

3.2 鉆孔

根據實際坡面要求，結合設計方案，完成坡面錨孔的準確測放，并借助紅油漆標注現場鉆孔位置，確保錨孔位置偏差小于等于±20 mm。錨桿鉆孔選擇無水鉆進成孔，采用YQ100 型電按潛孔錨桿鉆機，短錨桿鉆孔直徑為90 mm，壓力注漿錨桿鉆孔直徑為110 mm，鉆孔深度超出設計鉆孔深度0.2 m～0.3 m。鉆孔期間及時檢測孔斜，一旦發現孔斜傾角誤差超出±1.0°立即停鉆調整[4]。完畢后，借助高壓氣（風壓0.3 MPa±0.1 MPa）清除孔壁坍塌，保障成孔質量。

3.3 下錨桿

在鉆孔完畢后，準確測放錨桿孔位，按制錨桿孔位誤差≤±50 m。隨后將錨桿緩慢送入孔內設計位置，按制錨桿高程誤差小于100 mm。

在錨桿入孔時，若出現孔壁掉塊問題，應立即取出錨桿，先清除鉆孔內巖塊，再重新下入錨桿，確保錨桿入孔深度與設計要求相符。

3.4 注漿

下入錨桿至設計位置后，經孔底注入前期配置完畢的M30 水泥砂漿，注漿壓力為0.2 MPa～0.4 MPa。在注漿孔口溢出飽滿密實漿液且持續5 min，暫停注漿，等待砂漿凝固收縮，在孔口繼續補充漿液。

3.5 施作框架梁

路基高邊坡防護用框架梁選擇C30 砼現場整體澆筑。邊坡框架梁施作前，人工搭設雙排腳手架操作平臺，支設模板，沿著模板處理豎梁根底，促使豎梁根底向基礎下伸展50 cm 及以上，且位于完整巖石層[5]。

豎梁根底處理完畢后，人工制作鋼筋，現場綁扎，確保綁扎鋼筋接頭錯開1 m 以上。若短錨桿、豎梁箍筋存在沖突，則適當調整箍筋間距。完成豎梁鋼筋綁扎后，根據施工圖紙中規定的框架梁斷面尺寸、豎梁長度、橫梁分段長度，布置橫梁，并依據13.5 m±1.5 m 的分段長標準進行橫梁間伸縮縫設置。在框架豎梁、橫梁終點以及伸縮縫位置，進行主筋彎起處理，彎起長度為10 cm。

橫梁鋼筋綁扎完畢后，根據設計要求，固定錨桿端部預埋鋼筋、框架梁鋼筋。固定完畢后，沿框架外層澆筑混凝土，確?；炷帘Ｗo層厚度超出30 mm。隨后密實振搗錨桿位置鋼筋密集部位，確?？蚣芰航Y構強度。

3.6 鋪毯

在框架單元格搭建完畢后，鋪設面積為12 m2的植物纖維毯，植物纖維毯由12 m2有機基材、12 m2鍍鋅鐵絲網（幅寬2.0 m）、φ12 錨筋（35 m/31.08 kg）、φ2.2 鍍鋅鐵絲（0.5 kg）、M30 砂漿（0.04 m3）以及φ50 mm 鉆孔、3.18 kgU 型釘、1.2 m3培土組成[6]。具體操作時，首先借助φ12 錨筋鉆孔、φ2.2 鍍鋅鐵絲、鍍鋅鐵絲網錨固框架單元格；其次，借助專用機械粉碎裝置，將種植土基材粉碎至細土狀（最大粒徑小于10 mm），進而利用專業機械噴射裝置將基材噴射到單元格內；再次，鋪設植物纖維毯，借助U 型釘固定植物纖維毯；最后，進行植物纖維毯培土，確保植物纖維毯與路基高邊坡緊密結合。

4 路基高邊坡框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合防護實施效果

案述路基高邊坡防護用錨桿設計荷載為160 kN，在作業完成初期，依據一個框架梁單元格內工作錨桿數量的3%開展拉拔試驗，得出結果見表3。

表3 拉拔試驗結果

由表3 可知，案述路基高邊坡框架梁壓力注漿錨桿與掛網植草組合防護設施拉力符合設計要求，可用于工程實踐。

5 結論

綜上所述，路基高邊坡地形地貌高度復雜，工程所在地地勢變化顯著，極易在開挖期間出現垮塌、掉塊事故，威脅路基作業人員生命安全。因此，技術人員應加強對路基高邊坡防護的重視，提前根據勘探結果分析路基高邊坡穩定性，根據分析結果制定防護方案?？蚣芰簤毫ψ{錨桿、掛網植草組合加固技術較為適用于路基高邊坡防護，可以通過多級平臺處理，形成穩固防護體系，避免路基開挖期間失穩事故出現。