高速公路路基高邊坡變形監測與錨固處治措施

■寧煒（漳州市高速公路有限責任公司，漳州363005）

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高速公路路基高邊坡變形監測與錨固處治措施

■寧煒
（漳州市高速公路有限責任公司，漳州363005）

本文以漳永高速公路為工程背景，針對實際工程中高邊坡出現的病害情況，結合邊坡監測的基本原則，闡明了實際工程中邊坡監測孔布置形式及孔位移監測，通過對孔位移監測數據信息資料分析，提出了對高邊坡動態設計變更和錨固處治措施，為同類工程提供參考。

高邊坡監測錨固方案錨索施工工藝

0前言

高速公路路基高邊坡作為修建高速公路的一個不可忽視的環節，它不僅體現了高速公路建設的標志，也是高速公路安全防護的保障。在修建高速公路的過程中，出現了許多填高路邊坡以及挖深路基等大量問題，并且這些問題都表現得比較突出。而漳永高速公路漳州華安段山體多呈長壟狀，多呈近南北向走向，兩岸岸坡陡峻，沿溝低洼處分布第四系沖、洪積、坡積粉質粘土、碎石土，如此復雜的地形和特殊的土質結構比較，以及極端天氣的發生都會影響高速公路路基高邊坡的建設，如果不及時正確的處理，就會發生重大的環境破壞與一定的經濟損失。

而通過對公路路基高邊坡的監測，且對主要存在的問題進行系統分析，才能對其采取的防護措施進行比較細致的探討與分析。根據監測分析結果，可較合理地判斷高速公路高邊坡滑坡、地表沉陷等災害。為預防和治理這些現象，在施工過程中應對路基高邊坡進行動態設計和錨固處理措施的制訂。最為常用的防護處理措施采用錨桿錨固，工程施工中將錨索埋入高邊坡土質內進行錨固，增強高邊坡土體的強度和自穩能力。

1工程概況

本文以漳永高速公路A8標K59+620~+680為工程實例，該處路基為半挖半填形成的路堤邊坡，共6級，最大坡高54m。2015年8月底至9月初華安附近地區出現連續多次強降雨，該路段已經鋪設好的路面出現開裂變形。該處原地貌為溝槽地帶，路堤邊坡的坡腳位置原為水塘，路堤填方段為匯水位置。填料透水性較好，原坡面形成了相對隔水的地層，匯集的地下水易于在填土和原狀土的交界面附近富集、滯留，形成軟弱滑動帶。填土邊坡上部沿著軟弱帶滑動，在路基面以下的各級平臺位置出現剪出跡象。確保路堤邊坡的坡體穩定和高速公路的安全，進行了深孔位移監測及地質勘探的鉆孔和邊坡動態設計變更，項目工程地理位置圖如圖1所示。

圖1　項目工程地理位置圖

2邊坡變形監測

2.1基本原則

高邊坡變形監測系統應遵循重點把握、時變分析、實用可靠、合理布點和周期妥當等原則，要能夠較好地處理可靠性、精度、速度、經費四者的關系，保證工程的安全施工和正常安全運行、檢驗設計的合理程度和施工技術的適應程度、檢驗工程的長期優良性能和促進變形監測科學技術的發展。

2.2監測孔布置

本標段建成深部位移監測孔10個，布置示意圖如圖2所示。

2.3孔位移監測

在施工過程中，有專人記錄邊坡開挖時節理、裂隙的發展情況。所有這些信息，通過曲線和圖表的形式，及時反饋設計方，為方案的優化設計提供合理依據。

2.4信息資料分析

工程開工后，監測方技術人員在2015年10月20日至2015年11月21日期間，對本邊坡（右側為例）進行了監測，深孔位移監測情況如表1所示。監測方對該邊坡的深孔位移監測曲線進行分析，以孔ZK1-1#孔的變化情況為例，列出變化趨勢，如圖3～圖6所示。首次監測距成孔時間較短，受監測孔孔壁四周填砂自密實影響，歷次監測曲線呈現形波動形狀。本次監測發現各監測孔均有不同程度的擠壓蠕動變形反應，ZK1-1距孔口0～12m有蠕動變形反應，ZK2-3曲線波動、蠕動反應，ZK2-4距孔口4m、8m有疑似變形反應，其余監測孔監測曲線均未見明顯滑動變形反應，有不同程度的蠕動、波動反應。監測孔內的地下水水位未見明顯變化，監測反映坡體地下水埋深較淺，地下水發育一般。

圖2　邊坡監測孔布置示意圖

表1邊坡監測孔監測情況表

圖3　ZK1-1#孔變化曲線A向變化量（mm）

圖5　ZK1-1#孔變化曲線B向變化量（mm）

圖6　ZK1-1#孔變化曲線B向位移（mm）

3錨固處治技術方案

根據邊坡監測孔的結果，對本工程段的邊坡采取動態設計，邊坡錨固主要采用錨索錨固，其在公路邊坡的施工的整治和改造中，可以有效控制邊坡土質的剛度和穩定性，并具有一定的服務功能。錨桿加固技術已被廣泛地運用路基邊坡的加固工程中并有明顯的效果。

3.1邊坡防護動態優化設計

該邊坡坡體主要由粉質粘土、凝灰熔巖風化層組成，邊坡最大開挖高度約為54m，邊坡表層為粉質粘土，厚度約為2.20~2.50m，其下為全風化凝灰質砂巖，厚度約為21.90～28.60m。路塹區路段內分布粉質粘土、全風化巖，遇水易軟化、崩解，邊坡穩定性較差，須采用安全坡率。

（1）坡率及防護工程布置

邊坡設計最高為6級，各級邊坡設計坡率及防護工程措施為：第一級1：1，采用漿砌片石護面墻防護；第二至四級1：1，采用錨索框架植草防護；第五、六級1：1.25，采用拱形骨架植草防護。兩側坡率據其坡高及地形地質條件適當調整。

（2）防護工程

坡面視坡率及地質條件采用漿砌片石護面墻、錨索框架植草、拱型骨架植草灌、植草灌等措施進行防護。

（3）坡體排水工程

邊坡第一至四級坡腳向上30cm處布置仰斜式排水孔，深15m，間距5m，仰角8～15°。

3.2錨固工程施工工序

錨索施工工藝為：施工準備→造孔→錨索制作與安裝→注漿→砼結構鋼筋制安→砼澆灌→錨索張拉鎖定→驗收→封錨。其中錨孔成孔、錨孔注漿是主要環節，錨孔成孔的技術關鍵是如何防止孔壁坍塌、卡鉆，注漿的關鍵是如何將孔底的空氣、巖（土）沉渣和地下水體排出孔外，保證注漿飽滿密實。

3.3錨索的長期觀測

錨索施工完畢后，為了了解錨桿預應力損失情況和錨桿的位移變化規律，以便確認錨索的工作能力，需要對錨桿進行長期觀測，一般連續觀測時間超過24小時就可看作是長期觀測。在觀測結果過程，如果發現錨索的工作性能較差或不能完全承擔錨固力，可以根據觀測結果，采用二次張拉錨索或增設錨索數量等措施，以保證邊坡錨固工程的可靠性。

錨索預應力變化的可采用測力計，測力計一般安裝在傳力板和錨具之間并始終保持中心受荷。由于錨索張拉鎖定后頭幾個月預應力損失較大，一年后逐漸遞減，兩年后預應力損失基本終止，趨于穩定狀態。故張拉鎖定后的長期監控時間一般不得少于1年，但如遇自然環境惡劣并對邊坡穩定性有較嚴重影響時，監控時間應適當延長。且每個工點不得少于3-5個觀測點。同時在混凝土澆筑過程中應有專人對觀測設施進行監護。

錨索張拉鎖定后第一個月內每日觀測1次；2-3個月內每周觀測1次；4-6個月內每月觀測3次；7個月-1年內每月觀測2次；1年以后每月觀測1次。在觀測過程中，如出現異常，立即進行檢查，處理完畢后，方能繼續觀測。觀測成果及時整理，第一年內的觀測成果將作為工程驗收的資料。

4錨固工程專項施工通病治理

公路路基邊坡錨固工程施工過程中出現的質量通病問題較多，這些問題的存在對錨固工程的施工質量造成一定的影響，為了提高錨固工程的安全性和耐久性，結合本合同段工程特點和監測的結果分析，應制定相應專項治理措施。

（1）管理問題

施工組織設計無針對性，施工方案不合理或不落實；質量責任不明確、落實不到位；試驗檢測及管理工作不規范；未作試驗孔，或試驗孔不規范；施工現場管理較亂等。

（2）工藝問題

鋼筋、鋼絞線加工與安裝不規范；錨索在張拉時鋼絞線的實際伸長值小于（或大于）理論計算值；張拉錨索通過壓力表反映的張拉力與應力計反映的張拉力出入較大；張拉過程中或張拉后錨索框架、錨墩混凝土出現被壓裂、下陷；張拉過程中或張拉后鋼絞線被拉斷；張拉結束鎖定時應力損失過大；張拉過程中錨固段被拉松，或少數根鋼絞線被拉松；封錨不及時，錨頭及鋼絞線生銹；注漿量、注漿壓力控制不嚴，孔道注漿不實；錨索框架、錨墩鋼筋銹蝕，混凝土配合比不當、計量不準確、模板制作和安裝質量差、振搗和養護不規范等。

（3）實體問題

混凝土強度離散性大；保護層厚度偏差大；蜂窩麻面及露筋；錨索框架懸空，虧坡嚴重；封錨開裂，外觀粗糙等。

（4）原材料問題

砂、碎石等原材料質量控制不嚴。

5結語

在高速公路高邊坡治理中對邊坡的監測是很有必要的。在治理過程中，對坡面的排險，加強監測人員的安全管理，綜合運用監測技術，能夠有效的提升治理效果，保證監測施工工程的安全運行，從而確保高速公路動態的監視性和道路安全性。根據監測的結果，相關部門必須第一時間制定相應邊坡錨固決策方案，找出治理的重點和問題，防止滑塌體對高速公路上運行的車輛造成損害，并在施工過程中嚴抓質量，確保高速公路的安全。

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