浅谈路基边坡锚杆锚索工程施工技术

浅谈路基边坡锚杆锚索工程施工技术

刘仕发

广东金辉华集团有限公司529000

摘要：道路工程建设项目大量涌现的同时，高边坡问题也成为了道路施工建设中需要重视的问题。科技技术带动道路建设专业技术水平不断提升，锚杆锚索施工技术以其自身的施工优势，在道路高边坡支护中被广泛地应用。本文即结合具体工程案例简单阐述了锚杆锚索边坡防护施工技术要点。

关键词：锚杆锚索；边坡；防护；张拉；钻孔

1、工程概况

某工程路段地质构造环境复杂，区内断裂构造发育，边坡岩体结构破碎，节理裂隙发育，影响边坡稳定。路基开挖后，坡面岩土在雨季容易呈现饱水状态，导致坡面产生滑塌、崩塌，甚至边坡整体失稳。深挖方路基是指边坡高度H≥20.0m土质挖方路基及边坡高度H≥30.0m石质挖方路基。

2、施工工艺

2.1施工准备

施工前进行现场导线、中线的复测、水准点的复测与增设，横断面的测量与绘制；并施放路线中线桩与边桩，及完善施工资料上报监理工程师。施工测量的精度、技术应符合《公路勘测规范》（JTGC10-2007）的要求。施工放样还应符合《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）的规定。

2.2施工工作平台（支架）搭设

工程边坡防护施工采用钢管支架平台，钢管支架采用人工搭设，根据特点每，每开挖一级防护一级，所以边坡锚杆锚索防护的边坡开挖出来后，刷坡清坡完成以后，即进行平台支架搭设，主要用于锚杆锚索钻机的钻孔平台。

1、支架布置

立杆：垂直于地面，是将脚手架上的荷载传递给地面基础的受力构件，立杆的纵向间距2.5米，横向间距2.0米。

纵、横向水平杆：是承受及传递荷载给立杆的受力构件，纵向水平杆在纵向水平连接各立杆，横向水平在横向连接内外排立杆。

剪力撑：剪力撑或斜撑为增强脚手架纵横向刚度，设在脚架内外十字交义斜杆，斜撑是单条斜杆。

纵横向水平扫地杆：纵向扫地杆连接立杆下方10-20cm处的纵向水平杆，起约束立杆底端在纵向发生水平位移的作用，水平扫地杆设置在纵向水平扫地杆上方处的横向水平杆，起约束立杆底端在横向发生水平位移作用。

扣件：直角扣件用于两根垂相交钢管的连接，依靠扣件与钢管表面间的摩擦力来传递荷载；回转扣件用于任于角度相交钢管的连接；对接扣件用于两根钢管对接接长的连接。

2.3预应力锚索框梁防护施工

其具体施工方法如下：

2.2.1边坡锚固防护施工顺序

预应力锚索施工顺序：整理场地并搭设工作平台→测量定位→钻机就位→干钻成孔→空压机送风清孔→制作、安装锚索→锚固段注浆→高压劈裂注浆→浇注混凝土梁垫座、安装锚具→锚索（杆）张拉锁定→检验→自由段孔注浆→封锚。

2.2.2边坡锚固防护施工控制要点

（1）钻孔及清孔施工控制要点

①锚孔采用潜孔钻机或锚杆钻机冲击成孔。对易于塌缩孔或卡钻埋钻地层中应采用跟管钻进技术。

②钻机就位钻机安装时，按照施工设计图采用全站仪进行测量放线确定孔位以及锚孔方位角，并作出标记。

③钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，应立即停钻，及时进行固壁灌浆处理，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。

④钻进达到设计深度之后，必须稳钻1～2分钟，以便达到设计孔径。

⑤钻进过程中要用钻孔测斜仪控制和检测，确保锚孔偏斜满足设计要求。

⑥钻孔完成后进行锚孔清理，使用高压空气（风压0.2～0.4Mpa）将孔内岩粉、沉碴、水全部清除出孔外。

（2）锚索制作与安装

①搭设组装平台，平台高度不小于30cm。

②锚索编束时，每根钢绞线需顺直、不扭不叉、排列均匀。采用机械切割，严禁采用电弧切割，沿锚索体轴线方向自由段每1.5～2.0m设置一个隔离支架，锚固段每1.0～1.5m设置一个隔离支架，并在锚固段两隔离支架之间中部设一道紧箍环，采用16号铁丝绕制，不得少于两圈，保证锚索体保护层厚度不小于20mm。锚索编束（包括注浆管）应捆扎牢固，捆扎材料不宜用镀锌材料。锚索体自由段应按设计要求采用塑料套管，与锚固段相交处的塑料管管口应密封并用铅丝绑架。

③锚索体完成隔离支架与紧箍环的组装后，应在其底端接装导向帽，以便下锚顺利。导向帽采用铁丝绑接牢固，不得采用焊接。

④当采用二次补充注浆的锚索组装时，应同时装放二次注浆管和止浆密封装置。止浆装置应设在自由段和锚固段的分界处，并具良好可靠的密封性能。宜用密封袋作止浆密封装置，密封袋两端应牢固地绑扎在锚索上。并注意二次注浆管之锚固段内设花孔和封塞。

⑤压力分散型（拉压复合型）锚索锚固段钢质承载板与挤压套之间要求采用对拉栓接固定，各单元锚索应有明确可靠标记，以便采用差异分步张拉。

⑥锚索体防腐：锚索体防腐与隔离一般采用首先刷防锈油漆，然后涂脱水黄油，最后外套塑料套管处理。锚索体的防腐宜采用无粘结预应力筋和压力分散型锚头等技术，提高自由段的防腐等级和改善锚固段的工作状态。

⑦隔离支架：隔离支架应由钢质、塑料或其他对锚索体无损害的材料制作。

塑料套管：塑料套管的材质、规格和型号应满足设计要求。套管尽量避免剪断和接头，如有接头应绑接牢固并作密封处理，确保不产生拉脱和破损现象。

⑧注浆管：注浆管需满足设计要求，具有足够强度，保证在注浆施工过程中注浆顺利，不堵塞、爆管或破损拉断。一次注浆管捆扎在锚索体中轴部位，注浆管头部距锚索体末端宜为50～100mm。若采用二次注浆，须另置注浆管。二次补充注浆管捆扎在防腐塑料套管外侧，二次高压注浆管与一次注浆管一起捆扎或采用同一管路，管口要求用胶布封堵严实，并按设计要求预留花管孔眼和安放止浆装置。

⑨自由段长度除满足设计要求外，应充分考虑张拉设备和施工工艺要求，一般预留超长1m。

（3）注浆施工技术控制要点：

①锚孔钻造完成后，应及时安装锚索并进行锚孔注浆，原则上不得超过24小时。

②除二次高压注浆（劈裂注浆）和自由段二次注浆（补充注浆）外，一般不宜采用膨胀剂。

③锚孔灌浆作业采用孔底返浆方式注浆，直至锚孔孔口溢出浆液或排气管停止排气时，方可停止注浆。

④水泥浆自调制至压入管道的时间间隔不得大于40min；压浆过程中应经常检查压浆管是否堵塞。

（4）框梁施工要点

1）模板施工要点

①模板安装前清理板面并刷脱模剂，侧模与坡面之间的间隙用水泥砂浆封堵，防止漏浆。

②模板固定除了自身的钢支撑外，在模板的顶端用对拉螺杆锁紧，另外在模板内部设定一定数量的木撑。

③钢模板加工的允许偏差：外形尺寸（长和高0，-1、肋高±5，0）mm、面板端偏斜≤0.5mm、板面局部不平1mm、板面和板侧挠度±1mm。

④钢模板安装的允许偏差：模板标高±10mm、模板内部尺寸+5，0mm、轴线偏位10mm、模板相邻两板表面的高低差2mm、模板表面平整5mm。

2）钢筋安装施工控制要点

①钢筋安装时由汽车运至边坡处。人工往坡面上传并按图安装。

②钢筋绑扎接头需错开，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1m。

③钢筋保护层采用标准的高强度砂浆垫块，梅花型布置，每平方米4块。

④钢筋原材料及接头按试验检测频率送检合格后才能使用。

⑤主筋锈蚀未出现鳞片状；接头焊缝饱满、没有裂纹、气泡、长度满足要求、焊渣要清除干净。

⑥钢筋位置允许偏差：受力钢筋间距（两排以上排距±5mm、同排±10mm）、箍筋（0，-20mm）、钢筋骨架长±10mm、弯起钢筋位置±20mm、保护层厚度±3mm。

3）混凝土浇筑施工控制要点

①砼浇筑前，必须将锚具中的螺旋钢筋、波纹管（宜用钢质）和锚垫板按设计要求固定在地梁或立柱的钢筋上，方向与锚孔方向一致，摆放平整，再一起现场浇注、振捣，尤其在锚孔周围，钢筋较密集，应仔细振捣，保证质量。

②框架应分片施工，每片由两至三根立柱及其横梁、顶梁组成。两相邻框架接触处（横梁、顶梁）留2cm宽伸缩缝，用浸沥青木板填塞。

③混凝土配制要满足强度、收缩小、和易性好、节约水泥、符合施工工艺要求的原则。

④混凝土从拌和站直接用运输车运至边坡底处，通过卷扬机输送吊斗入模，吊斗放料口距模板顶面30cm时放料，放料量由人员控制，浇筑顺序从下往上，用插入式振动器振捣，直至混凝土停止下沉，不再冒气泡、表面平坦、光亮泛浆为标志。

⑤混凝土浇筑完毕，终凝后，顶面盖海棉被并洒水养护，养护时间一般不少于7天，以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。

（5）张拉锁定与封锚

①张拉机具设备使用前，对千斤顶，油表进行配套的校验标定。使用过程中若时间超半年或连续使用200次以上的张拉设备要与主油表配套标定。

②锚固体与台座砼强度均达到设计强度的80%以上时，方可进行张拉。

③正式张拉前必须对锚索进行予张拉，张拉力为10~20KN，使锚索各部位接触紧密、杆体完全平直，以消除杆体的隐蔽变形量。锚索张拉控制应力σcon≤0.50Ryb；锚索张拉宜采用超张拉，超张拉力值为设计拉力值的1.1～1.2倍。分两次张拉作业施加，第一次张拉为设计张拉力值的一半，第二次张拉至超张拉力值。每次张拉宜分为6级进行，除第一次张拉需要稳定30分钟外，其余每级持荷稳定时间为5分钟，并分别记录每级荷载对应锚索体的伸长量，并做好记录。

④对同一结构单元上的锚索张拉原则要求同步进行，确保结构受力均匀，避免局部变化和相互影响。

⑤采用循环张拉，在第一次张拉作业时，宜按照先左右后中间，先上下后中间和先对角后中间的作业原则进行。第二次张拉作业，即按照第一次张拉作业顺序循环张拉作业，直至张拉满足设定最大张拉荷载值。

⑥锚索锁定后，做好记号，观察三天，没有异常情况用机械切割余露锚索，严禁电弧烧割，并应留长5～10cm外露锚索，以防拽滑最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，并按设计要求封锚处理，宜用不低于20MPa的砼封闭。

⑦锚斜托台座的承压面应平整，并与锚索的轴线方向垂直。

⑧锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索体轴线在一条直线上，不得弯压或偏折锚头，确保承载均匀同轴，必要时用钢质垫片调整满足。

（6）锚索（杆）检测，对锚固工程进行质量检测；检测内容主要为锚索（杆）抗拔力和锚索（杆）长度。

（7）植草防护，预应力锚索框梁植草防护采用绿化防护。

2.4锚杆格梁防护

（1）施工工艺流程

锚杆框架梁施工工艺框图

（2）施工方法、工艺

框架梁：采用钢筋混凝土现浇矩形框架，截面尺寸30×30cm，在坡面上的外露部分以10cm、边坡土体内埋置20cm为宜。

锚孔：锚孔偏斜度不超过5%，孔位误差不得超过±2cm。钻孔要求干钻，禁止用水钻，为确保锚孔深度，实际钻孔深度要求大于设计深度0.5m。

锚杆：为全长粘结型锚杆，采用直径为螺纹钢筋制作，岩质边坡锚杆锚固力为100KN，土质边坡锚杆锚固力为60KN，

注浆：注浆材料为水泥砂浆，其最佳比例应根据试验结果适当调整。注浆方式为孔底返浆，注浆压力不小于0.5MPa，锚孔注浆必须均匀、饱满。土质边坡采用二次劈裂注浆，劈裂注浆压力不小于2.0MPa。

1）钻孔

锚杆位测放力求准确，锚孔偏斜度不超过5%，孔位误差不得超过±2cm；考虑沉渣的影响，为确保锚杆深度，实际钻孔深度要大于设计深度0.2m；锚杆成孔禁止用水钻进，以确保成孔施工不致于恶化边坡岩体工程地质条件。钻进过程中若遇坍孔，应立即停钻，进行灌浆固壁处理（灌浆压力1~2Mpa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。成孔后的孔径不得小于设计值。钻孔完成之后必须使用高压空气（风压0.2～0.4Mpa）将孔中岩粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。

2）注浆

采用一次注浆工艺，孔内采用孔底返浆灌注水泥砂浆，注浆压力按设计要求；锚索孔若成孔过程中，发现岩土体破碎、地层软弱、地下水丰富，为提高锚固段的抗拔能力，可采用二次注浆，浆液采用纯水泥浆，注浆时间要严格控制，即二次注浆必须在一次注浆完成的4小时后马上开始，并保证在一次注浆完成后的6小时内全部注完，第二次注浆压力不得小于2.0MPa。注浆作业不宜中途停止，并应在初凝前完成，若中途停止较长时间，再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路；当浆体硬化后不能充满锚固体时，应予以补浆。

3）框梁浇筑

钢筋混凝土框梁的施工应待锚杆水泥砂浆强度达到设计强度的85％后进行，其方法采用钢筋混凝土现场浇注，浇注之前应先修整好边坡，在坡面上根据边坡的地质类型，开挖不同深度的梁槽和在坡面上打入短钢筋锚钉，绑扎钢筋（用砂浆垫块垫起，与坡面保持一定的距离，并与短钢筋锚钉连接锚固），立模板，加支撑，便可浇注砼。在进行框梁基础开挖等工序的过程中，需注意不扰动锚杆。框架梁之间空隙用土回填至与梁表面齐平，并喷播植草绿化。

2.5TBS岩石边坡植被防护

（1））清理、平整坡面：清除坡面淤积物、浮石，打掉突出岩石，使坡面尽可能平整。

（2）铺设固定复合网：在坡面上打锚杆，采用钢筋1.5m×1.5m交叉锚固，并挂上镀锌铁丝网，网孔5cm×5cm。

（3）搅拌植被混合料：按植被混合料的配比计量拌合。在面层喷射层拌料时加入混合植物种子。

（4）喷射植被混合料：将植被混合料经搅拌后用空压机由常规喷射设备喷射到岩石坡面，形成约10cm厚的植被混合土，要求喷枪口距岩面1m左右，加水量应保持植被混合土不流不散。分基层和面层二次喷射，在基层喷射过程中，注意第二次找平。

（5）覆盖无纺布：在面层喷射层完成后，覆盖无纺布进行保温，营造种子快速发芽环境。

（6）喷水养护：在养护期保持植被混凝土呈湿润状态。喷水设备采用喷雾喷头移动喷洒，在挂网锚固时安装好自来水管网。

2.6菱形骨架植草

施工方法工艺如下：

在准备工作、测量放样完成验收合格后，护坡施工前先清刷坡面浮土，填补凹槽，使坡面平整，并挂线刻槽。具体施工为：

（1）菱字形骨架砌筑。浆砌片石骨架、主肋条、检查踏步及护脚均采用水泥砂浆砌片石，片石强度不低于MU40；由下到上进行砌筑，在砌筑过程中纵横拉线，严格控制好整个坡面的平整、畅顺。

（2）砌体施工前应做好砂浆配合比试验，砂浆标号必须符合图纸规定，砂浆中用砂宜采用中砂或粗砂。砂浆采用搅拌机拌制，且随拌随用，保持适宜的稠度，已凝结的砂浆禁止使用。

（3）砌体所用片石应石质一致，颜色均匀、无裂缝、无风化、强度符合设计要求，片石中部厚度应大于15cm，镶面石表面应较大且平整，角隅石应大致方正对砌筑施工采用挤浆法，勾缝采用平缝压槽法（凹缝）。砌体施工要做到咬合紧密，无干缝、通缝和瞎缝，砂浆饱满，表面平整、线形直顺圆滑等。

（4）养生采用薄膜覆盖养生，保持湿润，养护时间一般不少于7天；

（5）菱字形骨架完成后可进行植草施工：平整坡面→坡面浇湿→挂网固定→喷播植草→覆膜养护。

2.7三维网植草施工

（1）施工顺序：平整坡面→坡面浇湿→挂网固定→喷播植草→覆膜养护。

喷混植生作业时注意要保持风压稳定，以使喷混厚度和草籽分布均匀，喷播后及时覆盖土工膜，防止雨水或养护水的冲刷。喷播草籽时应加入灌木籽。喷播草籽和灌木籽应为易成活，生长快，根系发达的多年生草（灌木）籽。

（2）三维网喷播植草布置、设计要求示意图

（3）喷播植草

用空压机将高营养有机质喷射到岩石土表面，喷播厚度6～10cm，在基层客土喷播的基础上进行表面绿化喷播植草，喷播厚度约1cm，加盖无纺布，30～45天后绿苗揭布。

综上，本工程高边坡进行位移检测，从数据显示，边坡的稳定性已经达到了设计加固效果。可见，在道路的高边坡支护技术上，采用锚杆锚索施工技术存在着一定的优势，而且随着施工技术水平的提高，其应用空间也会越来越大，也为公路道路工程建设项目创造更高的经济社会效益。

参考文献：

[1]刘华，廖小林.解析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用[J].江西建材.2014（05）

[2]李延敬，刘春雨，张潇.解析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用[J].企业技术开发.2014（03）