高原低预应力锚杆框架梁边坡防护施工技术研究

石振、夏梓涵

（中国建筑土木建设有限公司，北京 100070）

0 引言

在公路桥梁工程以及多山地区的房屋建筑工程施工建设过程中，因为建设需要以及场地条件的限制，往往频繁地开挖土石，为施工建设争取更多的可动范围，在这一过程中，很容易发生边坡变形和防护不足的问题。为了有效解决边坡开挖之后，边坡稳定性差以及不足的问题，同时节约施工成本、缩减施工建设周期，技术人员开始在边坡防护建设的过程中应用框架梁、锚杆等结构体系，使其与本身的岩层连锁，形成结构稳固的复合体，从而将不利的应力状态调整成符合要求的状态，使其具备更强的剪力和拉力承受性能，提高潜在滑移面的抗剪性能，避免出现坡体位移的情况，全面保证施工建设的安全性。

1 高原低预应力锚杆框架梁边坡防护施工技术的基本理念

1.1 边坡防护施工的重要性分析

随着建筑业的加速发展，社会各界对其关注程度越来越高，对于各类工程的施工建设需求也变得越来越严格，对于道路交通类工程的质量问题和安全隐患问题的容忍度也变得越来越低。在传统的施工过程中，由于施工技术落后以及相关防护技术的应用力度不足，工程主体结构极易出现质量差、安全隐患多等问题。随着各类先进科学技术应用范围的不断扩大，建筑业中使用的施工技术和防护技术也在不断创新和深入发展。土木工程的施工措施逐渐受到各种防护技术的影响，在边坡防护的基础上进行优化升级。边坡防护技术的核心目标是支持和保护施工地带周围的环境，减少环境因素对施工的影响，实施土木工程项目施工的综合防护。在土木工程项目施工过程中，要加强基坑边坡防护技术的实际应用，根据现场实际施工情况，对边坡防护技术应用体系进行有针对性的设计优化，尽可能在保证基础施工质量和效率的同时，确保施工的安全性。与此同时，由于在实际施工过程中，有很多影响因素共同作用，有必要对影响边坡防护实际施工的因素进行综合分析和研究，确保边坡防护技术的合理选择和边坡防护设计体系的适应性，避免后续施工中出现新的安全隐患和质量问题，从根本上提高施工建设的质量和安全性。在分析具体施工情况的基础上，大规模、深入地运用边坡防护技术，可以有效地保证基坑开挖的稳定性和安全性，最大限度地避免环境因素等问题对基坑施工质量造成的负面影响。此外，边坡防护技术的有效应用可以全面提高工程主体结构的稳定性，降低坍塌、裂缝等问题的可能性，保证施工建设能够平稳顺利地开展[1]。

1.2 高原低预应力锚杆框架梁边坡施工技术的适用范围

预应力边坡施工技术中的高原低预应力锚杆框架梁大多被应用于地理环境处于劣势的地区，大多具备以下特点：工程项目的框架层次较多，而建设选址的地形平坦程度较差；施工建设地区的原始地貌是剥蚀型的中低山丘、斜坡结构较多，有可能伴随植被发育欠缺等现象。在此情况下，工程建设场地的平整、取土、削坡等处理的程度都相对较大，坡面的开挖工作很容易造成原始岩层土体的大幅裸露问题，如果边坡部分发生力度失衡等问题，很容易对坡脚部分造成严重的损害。如果施工建设地段处于多阴雨、台风的气候区，频繁的强降雨还容易引发边坡局部失稳、坍塌等事故，如果没有对坡面进行防护处理，长期的雨水冲刷以及雨水作用下形成的坡面径流长期冲刷，非常容易导致边坡部分出现失稳现象，增大坡脚部分的安全问题[2]。

1.3 高原低预应力锚杆框架梁边坡施工技术的应用机理

高原低预应力锚杆框架梁边坡结构，借用对预应力锚索施加额外预应力的方式，将稳定的岩体和滑动的岩土体紧密连接起来，形成统一的整体，从而切实增强岩土体各个层次之间的抗滑能力。与此同时，该结构还会借助坡面上的框架梁，将各个锚索部件连成一个整体结构，形成一个从表面深入到内部的加固体系，达到避免边坡失稳的最终目的。在预应力的锚索框架体系之中，在框架上固定锚索结构，从而使锚固作用力首先作用到框架梁上，之后通过框架梁结构传递给岩土体，进而在岩土体中生成额外的附加应力，最终起到调整岩土体的应力环境，完成边坡防护处理。

1.4 高原低预应力锚杆框架梁边坡施工技术的应用优势

第一，容易绿化且外形比较美观。高原低预应力锚杆框架梁往往具有多种不同的外观形状，包括人字形、菱形以及方格形等等，多种外观使得防护造型美观性较强，并且高原低预应力锚杆框架梁内部可以种植植被，不仅能够起到保护作用，还能够在一定程度上起到美化作用，使坡面的绿化程度大大提高，并且有效遮挡岩土体上人工加固处理的痕迹，使其与周围的环境更加协调。除此之外，恢复坡面上的植被之后，还能够减少水土流失问题。

第二，高原低预应力锚杆框架梁边坡防护结构能够最为有效地治理边坡病害问题，高原低预应力锚杆框架梁防护体系借助大吨位的预应力，将锚索固定于边坡结构的内部，用于稳定岩土体，并且借助施加额外预应力的方法，抵御边坡深层次的破坏和变形问题。附在坡面上的钢筋混凝土结构，还能够起到约束边坡体表层岩土的作用，避免表层岩土出现严重的破坏和变形现象。

2 高原低预应力锚杆框架梁边坡防护施工技术的应用方法

高原低预应力锚杆框架梁边坡防护施工技术的应用主要分为测量放样、施工前的准备、钻孔、锚杆安装、框架梁搭建、压力灌浆、嵌补框架梁的拉槽、绑扎钢筋、安装模板以及浇筑混凝土几个步骤。

第一步，正式施工之前的测量放样工作。施工人员根据设计图纸的数据要求，在机械开挖到接近目标坡度大约30cm 之后，进行人工修整，使其满足坡度需求，并且在锚杆和框架梁的施工范围之内，投测出框架梁和锚杆等结构的具体位置。

第二步，在测量放样工作完成且通过检查之后，就可以进入边坡防护施工的准备阶段。该阶段需要完成三项任务：搭建起后续的施工操作平台；按照锚杆和框架梁结构的设计需求、环境需求以及土层条件需求，选择相应的施工设备，并且布置好水电设备；根据地质报告、施工设计图纸以及相应的施工标准，编制相应的专项施工方案，并且做好技术交底工作。

从第三步开始进入到正式的施工建设。在钻孔操作时，钻机安装到位之后，控制其保持平稳状态，保证钻杆和导杆的倾斜角处于抑制状态，并且始终在同一轴线上。在进行钻孔操作时，做好详细的现场记录，全面记下每一个钻孔的钻进状态、地层变化以及部分特殊情况，并根据记录情况调整钻机的工作参数和钻孔速度。除此之外，为了保证钻孔孔壁的黏结性能，避免钻孔施工导致边坡岩土工程的地质条件恶化，尽可能采用无水干钻进行钻孔操作，钻孔的速度必须根据钻机的设备性能以及锚固地层的情况进行严格的控制，避免造成钻孔变径或者扭曲的问题，减少下锚困难及其他意外情况的发生概率。

第四步，安装锚杆。在安装锚杆之前先进行清孔操作，在钻孔之后孔内会残留一定的杂质，因此需要使用高压空气将孔内的水体和岩粉等杂质排出，避免杂质影响孔壁岩土体和水泥砂浆之间的正常黏结。将钻孔清扫干净之后，对锚杆进行筛选，并且对锚杆表面进行防腐和防锈处理，沿着锚杆的轴线安装钢筋定位器。在安装锚杆时，必须保证以一致的推力匀速推入，避免在推送的过程中损伤防护层和钢筋定位器，同时确保锚杆始终处于居中位置。在安装锚杆时，需要同时插入两根不同的管子，一根作为排气管，在灌浆时及时排出钻孔内的空气，避免空气造成空洞，影响锚杆安装操作的质量；另一根是高压灌浆管，用于正式的灌浆操作。

第五步，压力灌浆。首先配制浆体，根据前期的设计规定选择对应的注浆材料，浆体的具体需要以设计数据为准，一般情况下选择灰砂比1∶1，水灰比则在0.5 左右的水泥砂浆作为基础浆体，根据情况适当地添加掺合料或外加剂。在搅拌灰浆时，使用机械设备强制搅拌，确保注浆浆液能够处于均匀状态，并且遵循随拌随用的基本原则，必须在浆液初凝之前用完。在正式的灌浆操作中，使用压力活塞式的注浆泵，并且保证灌浆的压力处于0.4～2MPa 的范围内。灌浆时的压力不能过大，避免吹散砂浆和散浆，灌浆管必须直插到钻孔的底部，排气管与灌浆管保持1.1m 左右的距离。灌浆速度逐渐变慢，排气管的排气量也逐渐减少时，说明砂浆已经灌注到了50cm 以上的深度，此时需要同时往外抽管，并且在抽动管道的同时，继续慢慢地灌浆。如果灌浆作业中间需要停止较长的时间再继续作业，在再次作业时，用稀水泥或水湿润灌浆管道和浆泵，使浆体能够正常流动。

第六步，嵌补框架梁的拉槽结构。在测放出纵横梁位置的基础上，利用人工开挖的方法挖掘框架梁的梁槽，在石质地段利用风镐挖掘。在框架梁的上下层之间砌出一块宽2m 左右的平台，平台上设置挡水梁结构。在框架梁的拉槽部分嵌补完毕之后，按顺序进行钢筋绑扎、模板安装和浇筑混凝土工作，搭建高原低预应力锚杆框架梁，完成边坡防护施工。需要重点注意，在浇筑混凝土时，同步进行混凝土的养护工作，避免混凝土干裂出现缝隙，导致边坡框架梁结构体受到负面影响。混凝土的浇筑施工本质上是混凝土框架梁工程和锚杆框架工程的结合，因此在施工建设时需要格外注意[3]。

3 提升高原低预应力锚杆框架梁边坡施工技术应用质量的有效措施

3.1 严格检测质量并做好相应的收工养护工作

边坡防护除了需要高质量的施工操作，还需要严格进行质量验收工作。并且在验收之后，根据锚杆框架梁结构的实际情况选择相应的养护方式，通常采取定期向边坡格子梁洒水完成养护。从工程正式施工开始到最后的验收阶段，必须全面记录和分析实际施工中的问题和不足，增长实际施工经验。除此之外，还应及时、准确地将施工情况的检查和分析结果传达给施工人员，以便施工人员能够识别错误的施工步骤与潜在质量危害之间的联系，采取有针对性的改进措施，并在未来的施工中进行相应的维修和优化。

3.2 强化边坡施工技术建设效果的控制

在正式的施工过程中，必须高度重视每一个环节、每一项施工建设工作。施工过程中的每一个细节都会在不同程度上对整个工程项目的施工建设造成影响，只有充分重视施工建设的每个环节，才能够充分发挥高原低预应力锚杆框架梁边坡施工技术的效用，保证边坡防护施工的顺利开展。为了充分发挥边坡防护技术的作用，使其达到最佳的应用效果，满足科学施工的要求，首先需要完善施工过程的控制机制。只有全面的施工检查，才能尽可能消除施工过程中的安全隐患。因此，为了不断推进施工建设进度，实现施工质量和施工进度的平衡，必须加强对施工建设的监管和审查力度，重点检查可能存在质量风险的部分。当检测到可能存在的施工质量隐患时，必须及时停工进行整改，以免对后续施工造成严重影响。与此同时，还要及时收集整理施工技术资料，实行标准化集中管理，保留施工技术应用的关键信息和资料，确保竣工后能够形成重要的施工文件。最后，需要做好边坡防护技术的推广工作。完备的交底工作是施工顺利开展的基础，也是确保边坡防护施工过程中各施工班组有效衔接的重要途径，避免交叉使用和重复施工，确保局部基础的施工质量。同时，在施工过程中，还要不断建立健全相关的质量保证、安全管理和建筑技术管理机制，优化奖惩机制，制定具体的建筑规范，全面保证边坡防护技术的应用效果和质量。

4 结语

现阶段，为了全面保证施工建设质量以及公路桥梁等主要结构的安全性，确保其基本性能可以满足实际需求，需要做好相应的加固施工。对于公路等边坡结构较多的工程施工而言，预应力技术的应用是加固施工最为关键且核心的部分，并且预应力边坡防护技术的应用还能够在一定程度上增强公路桥梁本身的功能性和安全性。然而由于各类复杂施工因素的影响，在应用预应力技术施工过程中，容易出现各种各样的突发问题，特别是高原低预应力锚杆框架梁边坡防护施工技术，在实际应用过程中还远远不能达到研究效果。为了增强实际效用，促进工程建设的优化创新，需要施工企业在实践过程中不断地优化升级。