框格梁注浆锚杆施工在高边坡路基中的应用

高红军 赵成升 蒋昭汉 陈金顺

中交第一公路工程有限公司 100024

框格梁注浆锚杆施工在高边坡路基中的应用

高红军 赵成升 蒋昭汉 陈金顺

中交第一公路工程有限公司 100024

锚杆框架梁防护形式，是利用一定强度的水泥砂浆在有效深度的锚孔底端与周边岩石形成具一定强度的锚固体，而后在锚杆的预应力作用下，将不稳定的山体部分稳固地与稳定山体组成整体，确保边坡的稳定，不使构造裂隙进一步发展，从而达到防护目的。锚杆框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性，防止地表水渗入和坡体风化。框架护坡具有结构物轻，节约材料，施工方便，适用面广等优点。

框格梁 ; 锚杆 ; 高边坡; 应用

Box lattice beam；Anchor；Highslope；Application

1 引言

岩土锚固技术是近代岩土工程领域中的一个重要分支。锚固技术，国内习惯统称为锚杆支护技术，国外一般称锚固技术或锚杆加固技术。它是在地层中通过锚杆将结构物与地层紧紧连锁在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力，使地层自身得到加固，达到保持结构物和岩体稳定的目的。锚杆锚固是一种结构简单的主动支护，它能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性，能有效地控制围岩变形、位移和裂缝的发展，充分发挥围岩自身的支撑作用，把围岩从荷载变为承载体，变被动支护为主动支护，且具有运输施工方便、 效率高，有利于加快施工进度，施工成本低、支护效果好、施工噪声小等优点。

对于边坡岩体的岩性主要由残破积、全—强风化基岩组成，性质差。边坡开挖后地下水可能从坡脚渗出，需及时防护、排水，加强护脚。根据滑坡的工程地质特征、滑坡的形成原因和稳定性分析结合现场实际和工程实际的可行性，采取锚杆框架防护，在竖肋与斜肋的交点处设置锚杆。框架梁采用2m×2m，框架用C25钢筋混凝土现浇。每片框架10～20米之间设伸缩缝，缝宽0.02m，缝内用沥青麻筋填塞。锚杆采用全长黏结式锚杆，设计每孔锚杆全长8m，垂直于坡面，框架内喷播植草。

2 锚杆框格梁施工工艺

锚杆框格梁施工工艺流程：土方开挖→修整边坡→测量、放线→钻机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→钻孔（接钻杆）→钻至设计深度→插锚杆→压力灌浆→浇注框格梁。

3 锚杆施工

3.1 机具就位

钻孔前，坡面整平，清除表土，对凹凸面进行平整，据设计要求，混凝土框架直接在坡面上进行浇注，遇局部架空除采用M7.5水泥砂浆砌片石补平。钻机机台应稳定牢固，作业时在钻孔反推力作用下仍能保证钻机稳定和钻孔方向。钻孔的倾角及水平角误差控制在1°以下，孔斜率小于1/50。

3.2 测量定位

锚杆孔必须按设计图纸布置的孔位精确定位，垂直方向与水平方向的距离误差应小于0.05m。

3.3 造孔

钻孔时，尽量不扰动钻孔周围岩层，必须达到设计深度。更不允许弯曲钻孔。钻孔结束后，用聚乙烯管复核孔深，用高压风将孔内从孔底向外继续清孔至少10min，并将孔塞好。锚孔钻进应采用无水干钻。钻孔机具应当根据锚固地层的类型，钻孔直径，钻孔深度，锚固工地的场地条件等来选取。在塑性黏土中，可以采用螺旋钻凿或芯钻凿设备；而在岩层中应采用以压缩空气为动力的潜孔冲击钻机，在岩层破碎或松散的地层中应采用跟套管钻进技术，以保证钻孔完整不坍塌。

图1 锚杆框架剖面图

3.4 锚杆制作与安装

锚杆材料必须达到设计强度要求，保证质量。钢筋按设计长度用无齿锯锯断下料，量出锚固段和自由段长度。清除其上污物、锈斑后再进行防锈处理。钢筋自由段涂防腐剂后，用无氯石油沥青涂刷，等沥青硬化后，再涂黄油套金属波纹管。制好的锚杆不能直接放在泥土上，不得黏泥土、油污等任何杂物。安装前要检查钻孔内有无掉块。锚杆安装时，用人力将锚杆抬起塞入钻好的锚孔中，如遇塌孔锚杆未下至设计深度时，必须将其拔出，重新用钻机清孔，然后再下锚，直到满足设计要求为止。

3.5 制浆、注浆

水泥砂浆采用标号不低于P.O525号，生产日期在3个月内的新鲜硅酸盐水泥配置的水泥浆或水泥砂浆，水泥浆水灰比为0.40～0.50，搅拌后的泌水率宜控制在2%，最大不超过3%。水泥砂浆砂灰比为1：1，搅拌后的泌水率宜控制在2%，最大不超过3%。当因工期等原因要求速凝时，可加速凝剂，也可以掺入对锚杆无腐蚀作用的膨胀剂外加剂，其他配置不变。浆液应用搅拌机搅拌，达到规定稠度，直到均匀为止，然后缓慢搅拌，一直到灌浆结束。具体操作，可按先放水，再放水泥，最后加砂。全部投料后，在规定的时间内搅拌均匀。采用转速为1500转/min～20000转/min的高速旋转式的和浆机，大约搅拌2min即可。然后存入缓慢搅拌的储浆桶中，待计划的浆量储够后，开始注浆。在不漏浆的情况下，每孔可一直灌满，不得分开灌入，以免浆液渗入气泡。灌浆过程中要严格排除孔内的气、水，且不影响灌浆质量和锚固体与孔壁的接合力，采用孔底灌浆，空口返浆。锚孔浆液容量一般取设计用浆量的120%～130%，裂缝发育和存在溶洞、溶缝时将会超灌很多，制浆前与灌浆过程中应充分注意。为保证锚杆的承载能力灌浆的最低压力以0.4MPa～0.8MPa为宜。岩层中，无裂缝的灌浆压力可以取低值，有裂缝时，可在下锚前采用自流预灌浆，再钻孔、洗孔、设锚。在土层中，可根据土体的密实性能，选用不同的灌浆压力，土层密实时，选用0.4MPa～0.6MPa，土体松散时，选用0.6MPa～0.8MPa。

4 框格梁施工

框架采用C25砼浇筑，框架嵌入坡面20cm，用人工开挖，石质地段使用风镐开凿，超挖部分采用M7.5片石砂浆调整至设计坡面。横梁、竖梁基础先采用5cm水泥砂浆调平，再进行钢筋制作安装，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1 m。因锚杆无预应力，锚杆尾部不需外露、不需加工丝口、不用螺帽和砼锚头封块，只需将锚杆尾部与竖梁钢筋相焊接成一整体，若锚杆与箍筋相干扰可局部调整箍筋的间距。模板采用木模板，用短锚杆固定在坡面上，砼浇注时，尤其在锚孔周围，钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。框架分片施工，横梁每10～15m设一道伸缩缝，缝宽2cm，以沥青麻絮填塞。

4.1 框格梁施工工艺流程

测量放样→基础开挖→钢筋绑扎→立模板→砼浇筑。

4.1.1 测量放样

各开挖后断面的复测工作已经完成，开挖坡体在人工修整其坡比等达到要求，然后测放出框架纵梁、横梁位置及施作起始范围。

4.1.2 基础开挖

尽量修整好边坡，凸出地方要削平，按后按框架竖梁、横梁尺寸及模板厚度精确挖出单根梁肋轮廓。其中最下一级边坡平台有网格坡脚基础，测量放线后经监理验收后可开挖。

4.1.3 钢筋绑扎

⑴先施工竖梁，并于接点处预留横梁钢筋，竖梁形成后，再施工横梁。

⑵在施工安置框架钢筋之前，先清除框架基础底浮碴，保证基础密实，并在底部铺一层1：3水泥砂浆垫层。

⑶在坡面上打短钢筋锚钉，准备好与砼保护层厚度一致的砂浆垫块。

⑷绑扎钢筋，用砂浆垫块垫起，与坡面保持一定中距离，并和短钢筋锚钉连接牢固。

4.1.4 支立模板

⑴模板采用木板或钢板按设计尺寸进行拼装。模板线型在曲线段时每5m放一控制点挂线施工，保证线形顺畅，符合施工要求。

⑵立模前首先检查钢筋骨架施工质量，并做好记录，然后立模板。

⑶模板表面刷脱模剂，模板拼装要平整、严实、净空尺寸准确，设合设计要求并美观。

⑷用脚手架钢杆支撑固定模板，模板底部要与基础紧密接触，以防跑浆、胀模。

⑸检查立模质量，并做好原始质检记录。

4.1.5 砼浇筑

⑴浇筑前应检查框架的截面尺寸，要严格检查钢筋数量及布置情况。

⑵框架主筋的保护层一定要满足设计要求，最小不能少于50mm，箍筋净保护层不得小于35mm，主筋的净保护层不小于40mm。

⑶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。

⑷浇筑框架砼必须连续作业，边浇筑边振捣。浇筑过程中如有砼滑动迹象可采取速凝或早强砼或用盖模模压住。各竖梁砼应不间断浇筑，若因故中断浇筑，其接缝按通常方式处理。

⑸锚杆框架的施工是锚杆与砼框架两项工程密切配合的过程。锚杆和框架的相对位置比二者的绝对位置更重要，务必须精确测量，准确定位。

⑹浇筑框架砼时，应分别从下而上在三个部位制取砼试件各一组，进行试验。

⑺坡脚基础砼浇筑采用C25混凝土，施工时选用30振捣棒振捣密实，顶面用光抹压光。

5 锚杆施工

较好岩石地基为1/100～1/200；砾石层，坡积层及不均匀地层，其精度在1/50之下；较深的钻孔，可放宽要求。钻孔深度应满足锚固段的有效长度及安全储备并有不小于0.5m的预留深度。如钻孔时发现锚固段地层差于设计资料时，应及时通知监理工程师和相关单位，以便确定是否增加孔深或采用其他特殊措施来满足设计要求。钻孔的孔径、倾角、方向角等误差，参照国际锚固协会地锚规范，采用如下值：与锚固钻孔轴的误差在75 mm以下；与设计锚固轴线的倾角，水平角误差在±2.5°以下；锚固孔布置误差为锚杆长的1/3 以下。

锚杆入孔前应进行下列各项检验，并经监理工程师认可：锚孔内及周围杂物必须清除干净；锚杆长度应与设计孔深相符；锚杆应无明显弯曲，扭转现象；锚杆防护涂层无损伤，凡有损伤的必须修复，且在下锚过程中不应损伤锚杆的防护措施。在高边坡或场地受限处施工锚杆时，应搭建满足承重能力的脚手架。

在注浆过程中，如遇孔道阻塞，必须更换注浆口，但必须将第一次灌入的水泥浆排出，以免两次灌入的水泥浆之间有气体存在。锚杆下入孔后6h 内必须注浆，有地下水的孔，造孔成孔后4h内不能下锚时，应在下锚索前重新洗孔，速洗、速设锚、速注浆。锚杆注浆时，应等待锚孔水泥浆面稳定后才停灌，不稳定时，应继续缓慢加压注浆，不稳定不得停灌。

6 工艺措施

6.1 锚杆施工安全保证措施

(1)施工中，定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。

(2)注浆施工作业中，要经常检查出料弯头、输料管、注浆管和管路接头等有无磨薄、击穿或松脱现象，发现问题，应及时处理。

(3)处理机械故障时，必须使设备断电、停风。向施工设备送电、送风前，应通知有关人员。

(4)向锚杆孔注浆时，注浆罐内应保持一定数量的浆，以防罐体放空，浆喷出伤人。

(5)非操作人员不得进入正进行施工的作业区。施工中，喷头和注浆管正前方严禁站人。

(6)施工过程中指定专人加强观察，定期检查锚杆抗拔力，确保安全。

(7)作好锚杆防护工作，锚杆安设后不得随意敲击、碰撞、拉拔杆体等扰动。黏结锚杆在水泥浆强度达到80%以上后，才能进行锚杆外端部弯折施工。

6.2 框架梁施工安全保证措施

(1)基础开槽前必须检查槽壁的稳定状况，确认安全，作业中应随时观察，发现不稳定征兆必须立即撤离危险地段，处理完毕且确认安全后，方可恢复作业。

(2)高边坡开挖施工时，要做好开挖上边缘处的截排水，为防止大到暴雨的冲击，尽量多设几道截排水沟。

(3)高边坡开挖后若未能及时做框架梁等防护措施，要用彩条布等及时覆盖，防止雨水冲蚀，坡体失稳坍塌。

(4)框架施工过程中，要防止边坡上部的滚石滚落伤及人员或设备。并保证作业面滚石等易滚物件不会对下一台阶工作面形成安全隐患。

7 结束语

在高边坡防护工程中大量使用框格梁注浆锚杆，较好的防止了高边坡不稳定岩层、土层的滑移，对边坡的长期稳定提供了很好的保证。框格梁注浆锚杆防护工程在申嘉湖（杭）、黄衢南、沪蓉西等高速公路高边坡防护工程中应用，在工艺、工程质量、进度、安全方面得到了业主、设计、监理等单位的好评。

图3 锚杆剖面图

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[7]刘志林.护壁桩加长短锚杆支护在商场深基坑中的应用

Glen box girder construction in high embankment bolt grouting application

Gao-hongjun Zhao-chengsheng Jiang-zhaohan Chen-jinshun

The CCCC One highway engineering Co.,ltd Beijing100024

Anchor beam form, is to use certain protective strength of cement mortar in effective depth drill hole with surrounding rock bottom end with a certain intensity of anchor bolt, then in solid, the pre-stress will not stable mountain landslides and stable part firmly composed of slope stability,ensure the whole, not make further development and structural fissure and protection purposes.Anchor surface of landslide slope protection and strengthen the integrity of the slope, prevent infiltration and slope surface weathering. Frame structures with light, protect material saving,construction is convenient, widely applicable etc.

U417.1+15

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.027

高红军，男，汉族，山东省莱芜市人，1978年6月24日出生，2001年重庆交通学院土木工程系毕业，大学本科，工程师。现任中交一公局第二工程公司项目经理职务，主要从事公路与桥梁施工管理工作。