高路堑边坡锚索框架梁加固施工技术

韩丹丹

（中铁七局集团广州工程有限公司， 广东 广州 510000）

1 工程概况

广州市从化至黄埔高速公路一期工程SG02 合同段（图1）路线起点桩号K2+223，终点桩号K12+630，路线总长10.407km。项目区属珠江三角区洲过渡地带，群山环抱，连绵起伏，山脉多为东北-西南走向，地势亦自北向南倾斜，西南低，地形呈阶梯状（图2）。项目区地势起伏较大，区内植被较发育。根据地层分界线及岩层稳定情况，按每8 米一级设置边坡平台，各级边坡平台内侧均设置平台截水沟，为了防止碎石落下需在坡脚设置2 米宽碎落台。采取开挖一层防护一层的办法边挖边防护。为防止K4+828～K5+098 和K4+849～K5+011 段风化碎落和在自然条件下的风化和渐进破坏，对高边坡采用系统锚杆加砼框格进行加固防护。

图1 项目地理位置图

图2 施工段地形地貌图

2 锚索框架梁防护设计参数

K4+828～K5+098 段右侧第二级边坡和K4+849～K5+011 段右侧第三级边坡采用锚索框架梁防护加固，锚索长度分别为22m 和25m。锚索采用4 根Φ15 高强度低松弛钢绞线，锚固段长均为10m，钻孔直径130mm，锚孔直径150mm，钻孔均超钻0.5m，锚索水平间距为3.0m，呈矩形布置，下倾20°，锚索锁定荷载为设计荷载75%～85%，本设计取锁定荷载400kN。

3 锚索框架施工方法

高路路堑边坡采用锚索框架按图3 进行加固施工。锚索框架施工前需完成原材料实验、材料和机具准备工作。基于施工控制点，依据施工立面图，采用全站仪经精确测量确定锚索孔孔位和结构梁框架横竖梁精确位置，并将各孔位做醒目标志。施工方自检无误后，报监理检验。边坡加固过程中需安排专业监测人员，对开挖边坡的稳定性进行检测[1]，其重点观测地表位移、表层土体是否有裂隙发生、破面岩层产状、节理发育状况及地下水位情况。监测过程中如若发现坡面不稳定，坡面渗水等情况，应及时采取应急措施确保边坡稳定性。

图3 锚索框架施工顺序流程图

3.1 搭接工作平台、设备按照就位

沿坡面锚孔横排位置，采用脚手架搭设2m 宽的锚索框架施工平台。搭设平台所设置的竖向爬杆不得和竖向框架、锚孔交错布设，并且施工平台应低于横排锚孔0.5m。施工平台上铺设大于35mm 厚的木板，外设安全护栏，将平台与竖直锚桩进行锚固处理，确保施工过程中施工平台的稳定性。施工平台搭设完成后，进行钻机安装。潜孔钻安装采取坡地拆解，人工搬运至施工平台再次进行安装。钻机安装完成后需用测斜仪测量钻机底盘或者钻杆的倾角，角度确定后将其与施工平台进行加固。

3.2 锚索成孔

高边坡加固段设计倾斜角为20°，因此在锚索孔开始成孔时需进行多次钻进成孔，确保开孔的倾角和孔位正确[2、3]。开孔进1m 时，需用测斜仪反复测量钻杆或底盘倾斜角，钻进过程中遇软硬或破面不平整时反复调整钻机孔位偏差。每钻进3-5m 需用测斜仪测量一次钻孔倾斜角，及时调整钻孔孔斜误差。每个孔实际成孔深度要比设计值深1m，以此确保成孔深度符合设计要求。下锚索前需对成孔进行清孔，并用水泥袋堵孔做临时防护。

3.3 锚索制作

锚索依图4 进行制作，锚具按设计选用OVM15-4 型，锚索长度依据实际钻孔深度确定，考虑锚索张拉同时按设计外加2m。将组装好的锚索按照对应的锚索孔进行编号，底部垫好≥20cm 方木堆放在工棚内，并在上面盖上彩条布防止钢筋、钢绞线锈蚀损坏。

图4 锚索锚体制作工艺流程图

3.4 下锚索、注浆

用套管做导向管下放锚索，均匀用力送入锚索孔，确保锚索在锚孔内顺直。锚索放至距孔底0.5m，空外预留2m 长，锚索安装完成后套管拔出。注浆管与锚索绑扎同时放入孔中，并且注浆完成后将其拔出。注浆材料设计为M30 水泥砂浆，从孔底到孔口进行注浆，注浆压力需大于0.4MPa。注浆强度达80%时，才可进行张拉，张拉力为设计值的0.1 倍。

3.5 框架梁施工

土质边坡采用风镐在坡面开挖30cm 地槽，将立柱埋入标高50cm 以下，并且锚索嵌入框架梁[4、5]。锚索孔位为轴两侧各挖30cm，且要求槽面与坡面垂直，底部平行与坡面。开挖好的槽底铺设5cm 厚砼，锚索框架梁现场绑扎，同一截面处钢筋不能超过总数的1/4，梁侧钢筋保护层厚度大于7cm，上下底面不得大于6cm。安装框架梁模板，采用搅拌站拌制混凝土浇筑，插入式振捣器振捣。

3.6 安装锚具、张拉

砼养护强度达到50%以上，方可安装锚索垫板和锁具，张拉前坡面需做临时防护[6]。框架和锚索连接部分砼养护强度达设计80%以上，方可进行张拉。张拉前需对锚固部件进行2 次预张拉，其荷载为设计值的0.1 倍。锚索张拉应力分五级施加，分别为设计拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.2 逐级增加至超张荷载，每级荷载稳定2～5 分钟，并分别记录当前施加荷载时锚索伸长量。张拉至1.2 倍荷载并且伸长量稳定后，卸荷至锁定荷载，锁定锚索施作锚墩，张拉后待监理工程师随机抽检合格后再进行封锚，采用C25砼及时封闭锚头。

3.7 预应力锚索拉拔试验

在预应力锚索施工前（图5），必须对锚索进行拉拔试验，以确定锚索的设计参数、施工工艺的合理性及工程质量。在进行拉伸试验时，应分级施加载荷，在连续两次观测的锚头位移量小于0.1mm 或2mm 时，才能在连续两次拉拔试验中施加下一级荷载。锚头位移量应由技术人员详细记录，记录每级载荷下不同观测时间的锚头位移量，在每一级加荷等级的观测时间内，对每一级锚头位移量不少于3 次。

图5 锚索张拉工艺流程图

4 结束语

以广州市从化至黄埔高速公路一期工程SG02 合同K4+828～K5+098和K4+849～K5+011 高路堑边坡加固工程为例，从锚索框架加固施工工艺特点入手，介绍了锚索框架施工中的成孔、锚索制作、锚索张拉及预应力锚索拉拔试验施工工艺，为类似复杂高路堑加固施工提供借鉴。