高边坡锚杆防护施工技术在公路路基中的应用分析

蔡泽辉

(广东冠粤路桥有限公司，广州 511400)

1 引言

为确保路基工程开挖的施工安全性及边坡稳定性，需要对路基边坡进行加固处理。对于低边坡，最常用的边坡加固措施是植被护坡，这种绿色固坡方式既可以改善环境，实现了人在改造自然的同时保护自然、美化自然的理念，同时也可以起到稳固高边坡土体的作用。对于高边坡这种稳定性较差的边坡形式的防护，需要采取更加有效安全的防护措施，才能满足安全性的需求。高边坡防护方式主要分为坡面防护和支挡结构防护两大类[1]。高边坡通常高度在20 m 以上，由于自身的稳定性很差，坡面防护方式通常适用于岩土体稳定的边坡或岩层。保证边坡稳定最有效以及安全系数最高的边坡防护措施就是支挡结构护坡形式，其类型包括锚杆防护、抗滑桩、挡土墙等[2]。这些防护措施能提供很好的防护效果，在起到防护作用的同时也能加固边坡，是高边坡工程的首选加固措施[3]。

锚杆防护方式作为高边坡有效防护的方式之一，近年来受到了广泛关注[4]。锚杆防护具有低成本、支护效果好、操作简便等优点。对于河惠莞高速公路河源紫金至惠州惠阳段的施工过程中，多处出现高边坡路段，主要的加固措施即使用锚杆防护措施，并且取得了很好的防护效果。本文依据此工程为背景，就高边坡锚杆防护施工技术在公路路基中的应用展开分析探讨，为提高高边坡锚杆防护施工效果，探寻对于该类防护措施的合理技术措施，取得的技术成果可为类似高边坡防护工程的安全施工提供实质性的建议[5]。

2 工程概况

本合同段属于高边坡的数量为18 个，高边坡地段地质构造情况复杂，边坡岩体完整性很差，边坡稳定性较差。路基开挖后，在高边坡的坡脚位置形成应力集中，在边坡内部形成连续滑动面，当边坡顶部超载或有降雨荷载作用时，极有可能发生失稳、滑塌，边坡具体情况如表1所示。

表1 路基高边坡一览表

根据表1中18 个高边坡的工程特点，边坡高度几乎都在30 m 以上，甚至在50 m 以上的高度。通过方案比选最终确定18 处高边坡均采用性价比最高的锚杆防护措施，边坡防护示意图如图1所示，由于边坡高度很高，采取阶梯形放坡施工的方式进行施工，以此提高高边坡整体的稳定性。

3 施工工艺流程

3.1 锚索编束制作

1）锚索材料选用满足设计力学性能的普通钢绞线，锚索设计长度根据图纸中的规定长度确定，实际施工中锚索的长度要超出索口1 m 左右，以便张拉锁定，待张拉到设计力时，切除多余锚索，采取浇筑混凝土的方式封闭锚头，起到隔绝空气的作用，防止锚索在日后的使用过程中锈蚀。

2）锚索编束由6 根钢绞线捆扎而成，防止由于钢绞线的排列错位在张拉时产生隐患。制作锚索编束前需对钢绞线的质量进行检查，对于锈蚀、出现裂纹、存在机械损伤的钢绞线应剔除，防止张拉时拉断钢绞线。

3）自由端钢绞线要涂抹黄油，起到防锈蚀的作用，并用PVC 管套紧钢绞线自由端。

3.2 钻孔及穿锚索

1）测量定位：坡面清理整平，清理坡面上的浮土及松散的碎石，检查合格后，按设计图纸上的孔位布置定位孔的位置，精确定位，要求孔位所在位置的误差不得超过±2 cm，同时锚孔的角度也要符合设计要求，角度实际的偏差值不应超过5%。

2）钻机就位：用全站仪定出钻机的位置，根据钻孔的角度调整钻杆与坡面形成的角度，整平夯实钻机放置位置的土体，保证钻机的稳定。

3）钻孔机具：为保证后期锚索顺利插入钻孔中，钻孔的直径要大于锚索的直径，因此所选择的钻杆的直径要满足要求。

4）钻孔深度：为确保锚索的锚固效果，锚索尽量比设计插入深度多插入0.5 m。

5）锚孔清理：钻孔结束后，为了保证后期压入的水泥砂浆与钻孔四壁黏结的牢固程度，使用高压空气将钻孔内部残留的残渣吹出，达到对钻孔进行清理的目的。

6）锚孔检验：钻孔成型后，需对钻孔的质量进行检测，检测的内容包括钻孔的深度、钻孔成型的完整度，检查合格后，方可进行下一步的施工。

7）钻孔记录：钻孔时由于钻机的振动会对原有的地层的应力状态造成破坏，因此，需要实时监测钻孔附近的地层的变形情况，同时对钻进速度、压力、深度等参数进行记录。

8）锚孔检验合格后，人工将编束完成的锚索穿入锚孔中。

3.3 注浆

1）注浆管加工：注浆管采用φ22 cm PVC 管，注浆管长度=锚索计量长度-10 cm。

2）为了保证质量，注浆前需要对水泥进行现场配比试验。

3）对于一些渗透性非常好的地层，注浆的同时，浆液极易渗透流走，此时需要根据具体情况添加适量的早强剂。

4）将锚索插入钻孔后，需要对钻孔内部注入水泥砂浆，将锚索与周围地层结合到一起，达到钻孔内部密实的效果，从而提高锚固效果。

5）注浆初期，注浆管的位置在钻孔最里面，压浆的同时，将注浆管匀速抽出，在此过程中要配合好压浆的速率和抽管的速度，保证浆液能够从钻孔里面返浆饱和灌满整个钻孔。注浆采用一次注浆工艺，在注浆的同时，应实时检测注浆效果，并记录。当注浆完成时，如发现浆液的额液面有回落，需及时进行补浆。

6）当边坡土质较差时，为提高锚固的抗拔能力，采用高压劈裂注浆方式，通过注浆应力将地层劈裂，浆液沿着劈裂形成的裂缝扩散，形成加固区。

3.4 张拉

当钻孔内部浆液凝固后，并且强度达到设计说明中规定的强度时，方可进行锚索的张拉。同时，为了防止张拉时作用在框梁上的力破坏框梁，框梁也要满足设计的强度要求，为了在张拉时保证框梁的受力均匀，需要采取对称张拉的方式进行张拉。

1）张拉前需要保证器具放置稳定，张拉力的方向需要与锚索的轴线方向保持一致。

2）张拉锚索时，要保证锚索的受力轴线与张拉力的方向一致，必要时通过垫铁块调整张拉的角度。

3）为了使钢绞线张拉时受力稳定，均匀拉伸，施工时建议使用小千斤顶对钢绞线进行张拉，千斤顶张拉时所施加的力也要匀速施加，避免力的突增将钢绞线拉断，确保钢绞线平顺和均匀受力。

4）封锚：锚索锁定后，需要定期进行监测，监测张拉后锚索的锁定状态，如果锚索的张拉状态符合要求，做施加的张拉力没有消散，即可切割多余钢绞线，钢绞线需留长20 cm，最后用水泥浆补填孔口，并使用C30 混凝土。

3.5 钢筋混凝土框梁施工

3.5.1 施工流程

施工流程如图2所示。

3.5.2 底面基础处理加固

为了实现框梁基础底部受力均匀，框梁基础底部用水泥砂浆铺一层垫层，当边坡框梁的基础底部位置处出现超挖情况时，需要用水泥砂浆混合小粒径的碎石将坡面坑洼部位填平，当边坡坡面框梁基底位置处的坡面突出时，也需要将突出部位整平，框梁的截面设计尺寸为40 cm×40 cm，混凝土标号为C30，采用现场浇筑方式施工，框架梁入土深度最低满足30 cm 的要求，以保证框架梁基础的稳定。

3.5.3 钢筋的制作、混凝土的浇筑及养护

钢筋的制作、绑扎必须严格控制质量，操作流程要符合相关技术规范。混凝土浇筑完成后，混凝土内部有可能会产生孔隙，应立即使用振动器振动混凝土，使其流动密实空隙，确保混凝土充斥整个钢筋笼内部，防止出现混凝土浇筑不均匀的情况，严格把控施工质量。混凝土浇筑完成后应定期进行养护。

3.5.4 钢筋混凝土框架梁施工

钢筋混凝土框架梁施工应按设计要求进行分块施工，为防止温度作用对混凝土产生裂缝，相邻两块框架横梁之间预留1 cm 左右的伸缩缝，用沥青颗粒将裂缝填充。

4 施工注意事项

为了保证高边坡锚杆施工的顺利进行，达到预期的边坡加固效果，施工时需注意以下几点要求。

1）边坡锚杆防护工程施工过程中须自上而下施工，开挖一级边坡后要尽快加固刚刚开挖的那一级边坡，避免边坡长时间裸露。在雨季季节施工要注重边坡的排水工作，要做到快速施工，快速加固，防止高边坡在雨水的浸泡下发生滑坡。

2）对于软土地层中钻孔过程中有可能发生塌孔、孔径缩小等事故，此时应及时终止钻孔，用水泥砂浆填充钻孔，并在同一位置进行二次钻孔。

3）每次钻孔之前应调整好钻机的位置及钻杆的钻进方向，保证同一级边坡内部的锚索的空间位置是平行分布的。

4）每一锚索在施工钻孔前要精准放样，保证锚杆端头部在混凝土框梁的中心位置。

5）混凝土框梁在施工之前应将坡面整平，保证混凝土框梁在坡面上平顺分布。

6）锚索在张拉时，锚索的轴线方向应和张拉力的方向在同一轴向上，保证张拉时锚索受力是正确的。

7）锚杆施工的整个过程中都要精确记录每一个施工工序的过程。

5 结语

在公路路基工程建设过程中，合理有效地实施边坡防护是整个工程的关键。本文以公路路基高边坡锚杆防护技术在实际工程中的应用为背景，总结了高边坡锚杆防护的施工要点及施工时应注意的事项。对于高边坡的防护，采用锚杆防护方式可以满足设计对于公路安全性的要求。