高速公路路基高邊坡錨桿框架梁施工技術

劉 洋

(核工業(yè)華南建設工程集團公司，廣東 廣州 510000)

0 引 言

隨著人們生活狀況的不斷改善，人們出行的機會大大增加，對道路的便利性和安全性的要求增高，所以，我國的高速公路建設發(fā)展迅速，為廣大居民的外出創(chuàng)造了優(yōu)越的條件，但高速公路施工需要很高的技術條件，其中路基高邊坡加固處理就是一個技術難題，但隨著錨桿框架梁施工技術的應用，路基高邊坡的加固問題得到有效解決。錨桿框架梁技術的普遍運用，在高速路的建設施工中起到了巨大的作用。

1 工程概況

河惠莞高速公路龍川至紫金段K0+060～K151+003.163。路線走向:路線全長151.715 km，技術標準是雙向四車進高速公路，公路最高速度為100 km/h，路基寬26 m。

表1

本區(qū)域是相對復雜的地質構造，主要特征是斷裂構造為基調，同時褶皺構造與斷裂構造相互依存，基于頻繁的地殼運動以及涌入造成很明顯的不完整性。組成帶產出為斷裂構造，其走向成由北及東、由東及西以及由北及西三組。在這三組走向中北東走向的主要特征就是河源斷裂帶的屬性，北西走向的斷裂帶沒有北東走向嚴重。在廣東省的斷裂帶中河源新裂帶具有典型特征。河源斷裂帶顯現(xiàn)發(fā)育良好的巖體節(jié)理裂隙，類型歸屬順坡裂隙，呈現(xiàn)裂痕、節(jié)理以及層面的復雜交織性，巖體破碎十分嚴重，在高速公路的建設中經(jīng)常發(fā)生順層面滑移破壞或崩坍現(xiàn)象。由此采取綜合的措施，邊坡的防護措施為錨桿框架梁處理加固。

2 高速公路基錨固技術流程分析

在高速公路的高邊坡護理工程中，錨桿框架梁的施工是對地質不佳地段進行護理的有效措施，其施工順序基本為：進行邊坡測量，施工準備，電力設施布置，邊坡安全測量，然后進入施工階段。包括路塹的挖掘，刷坡處理，錨桿孔位置的測量放線，腳手架設置，錨桿鉆孔施工，對錨桿孔進行注漿，檢測錨桿拉力，框架梁基槽制造，框架梁的支模工作，構建安裝鋼筋骨架，以配比好的混凝土澆筑框架梁，對錨頭實施嚴格固定，澆筑混凝土封頭。這項錨固技術施工前要先進行小范圍實驗，對錨桿固定斷指標進行驗證，對施工參數(shù)進行論證確定，為后續(xù)批量施工提供技術依據(jù)。

圖1 流程圖

3 錨桿框架梁對邊坡治理的技術設計

建筑施工部門組織專家和技術人員，進行現(xiàn)場踏勒觀察得出該區(qū)域地質資料，道路沿線主要分布的地層有第四系視蓋層及基巖層，道路沿線基巖沿線出露的基巖主要為:下古生界變質砂巖、變質頁巖、細砂巖、千枚巖、礫巖、粉砂質頁巖、巖漿巖、花崗巖等，根據(jù)沿線路段的整體地質以及巖層結構狀況的數(shù)據(jù)資料，制定以錨桿框架梁對路基高邊坡進行防護治理的策略。首先要根據(jù)考察測量后的地質數(shù)據(jù)進行錨桿框架梁護坡的措施設計。根據(jù)地質巖層的復雜性，施工技術人員制定了兩套設計方案。

3.1 按規(guī)范方法進行設計

(1)路基邊坡巖土壓力計算

通過赤平投影技術進行分析得出數(shù)據(jù)，路基的邊坡沒有外傾結構面，由此，計算邊坡總的推力只能按照主動土壓力計算，其計算方法如表2。

表2 主動土壓力合力標準值計算(邊坡規(guī)范[6.2.3]式)

(2)錨桿面積的計算方式

計算錨桿面積必須按照《建筑邊坡支護技術規(guī)范規(guī)定的方式8.2.5、9.2.1-2、7.2.1-1及7.2.2。錨桿面積計算如表3。

從上面的表格顯示，錨桿的實際配備是2根25三級鋼，AS=980 mm2。

(3)錨桿錨固長度的計算方法

依舊是按照《建筑邊坡支護技術規(guī)范》的方式7.2.3及7.2.4式，計算錨桿錨固長度如表4。

表4 計算錨桿錨固長度

從以上計算不難看出，鋼筋錨固長度是3 m，不能低于構造最小長度。支護方必須遵循計算結果，錨桿水平和豎向間距均為2.5 m，錨桿取2根32的三級鋼，錨桿孔直徑為110 mm，錨桿錨固長度為3 m，具體方案詳見下圖。

2 按照巖土的量計算邊坡錨桿承受力的模式

(1)路基邊坡巖土壓力計算

邊坡的總的推力與上面的設計是一樣的，取Em KNak/41.293。

(2)錨桿面積的計算方式

從勘測的數(shù)據(jù)分析，對邊坡和錨桿變形規(guī)律的掌握，當邊坡高度為13.7 m時，邊坡破裂角為64°時，從上到下錨桿的軸力標準值和面積計算如表5。

表5 錨桿的軸力標準值和面積計算

(3)錨桿錨固長度的計算方式

按照《建筑邊坡支護技術規(guī)范》方式 7.2.3 及 7.2.4 式計算錨桿錨固長度如表6。

表6 計算錨桿錨固長度

(4)支護方案

計算結果顯示，錨桿水平和豎向間距均為2.5 m，高度從上到下，第一排錨桿取2根25的鋼筋，錨孔直徑取110 mm；第二排錨桿取2根25的鋼筋，錨孔直徑取110 mm；第三排錨桿取2根22的鋼筋，錨孔直徑取110 mm；第四排錨桿取2根20的鋼筋，錨孔直徑取110 mm；第五排錨桿取1根22的鋼筋，錨孔直徑取75 mm，錨桿錨固長度全取3 m。

4 錨固邊坡治理的技術施工分析

4.1 鉆孔施工技術

第一點，選擇優(yōu)良的鉆孔機械設備是關鍵的因素，必須根據(jù)錨桿孔的深度、所在的地層結構、施工現(xiàn)場的環(huán)境以及錨桿孔的大小等因素進行機械選擇，對于正常結構的巖層采用錨桿鉆機就可以作業(yè)，而對于那些結構破碎的巖層或者崩塌幾率大的地層則要采用鋼管鉆孔技術。第二點，腳手架的搭設通常采用Φ50 mm扣件式鋼管就可以完成作業(yè)，在平臺上架設三角支架，其作用是完成設計圖所要求的錨桿和坡面構成的合理角度，強化了腳手架的承受能力和穩(wěn)定性，同時還更方便依照坡面的角度來測量錨孔的位置，并能對其進行及時檢查、適當?shù)卣{整，為后期的工程提供保障。第三點，在鉆孔方式上，通常都是采用干鉆的手段，干鉆的優(yōu)點在于能防止對周圍孔壁的黏結功能以及邊坡地質結構造成破壞，而且還能根據(jù)地層和鉆機的功能情況進行對鉆孔速度的掌握，可以避免鉆孔變形或者扭曲現(xiàn)象的發(fā)生。第四點，在鉆孔過程中要對進度情況進行詳細記錄，比如不同錨孔的不同地層變化、地下水的深度情況以及其他難以預料的情況，如果發(fā)生鉆進過程中的意外或者坍塌，就必須停止作業(yè)，對破壁進行灌漿處理，灌漿后36 h才能重新開始作業(yè)。第五點，在鉆進深度達到設計要求后，為了杜絕孔底出現(xiàn)無法達到設計孔徑標準的現(xiàn)象，不要馬上停止鉆進而是要繼續(xù)鉆進2～3 min，同時，錨孔壁按照技術要求不能有任何水體黏滯或者石渣，如果里面存有這些東西，就要對錨孔進行清理，同時在作業(yè)完成后采用高壓空氣進行處理，務必清理干凈錨孔內存在的積水和巖粉，切實保證混凝土和巖土粘結度的有效性。

4.2 錨桿體制作和安裝技術

錨桿體的質量必須得到保障，制作中務必依照設計的材質及型號選用鋼筋；制作錨桿和錨頭螺絲口的時候必須按照設計的長度下料，確保每根制作錨桿的鋼筋務必順直，同時做好定位鋼筋的固定，就是沿著錨桿軸線方向每隔兩米的距離設置定位鋼筋，確保錨桿的位置不偏離中央，對定位鋼筋保護層的厚度30 mm為宜；之后保障對錨尾的刷漆、涂油等防腐處理。在安裝錨體之前，要對錨孔深度和編號進行核對，用高壓空氣清孔，將注漿管和錨桿體相連，對外露的錨桿長度進行精準測量，確保偏差在允許的范圍之內。

4.3 錨孔的注漿施工技術

錨孔的注漿方式為返漿式，就是由孔底到孔口的操作順序，規(guī)格為M30的水泥砂漿，水泥與河沙比例為各二分之一。注漿前，要校正壓力表、計量系統(tǒng)等。制作混凝土的機械為砂漿攪拌機，將水泥、河沙、水攪拌均勻后，利用注漿機和注漿管進行錨底的一次性澆筑。要注意，同一根錨桿的混凝土灌漿必須連續(xù)完成，中途不能停止，必須在漿體凝固前對縮孔進行補充灌漿，并在錨孔注漿完成后及時清洗作業(yè)機械和工具，并做好記錄。在施工過程中，注漿孔和注漿機的高差是決定注漿壓力的關鍵因素，一般是兩者的高差在0.25～0.4 MPa之間，特殊情況下也會出現(xiàn)調高壓力的情況，例如：直到挖掘到路床才開始設計對錨桿進行注漿這樣的意外情況，就需要調高壓力。施工實踐證明，錨孔真實的注漿量要比設計標準大，通常的判斷標準不適合實際操作，比如以往都是按照孔口不再排氣和孔口漿液溢出為依據(jù)的。例如：如果在錨孔灌漿之后有漿位沉降發(fā)生，或者沒有一次性注滿，都需要進行補漿。

4.4 框架梁施工技術

框架梁的制作采用現(xiàn)場對鋼筋澆筑的方式，進行分段分片實施，設計圖紙要求規(guī)格是設置2 cm寬的伸縮縫隔斷(伸縮縫內用浸瀝青木條填充填)，關鍵的技術指標是澆筑的整體性，也就是每個伸縮段內的橫梁豎梁整體澆筑，組成一片框架梁，框架梁要有一部分嵌入路基的坡面。首先挖掘基槽，主要是人工作業(yè)，如果是堅硬的地段可以用風鎬開鑿，然后立好底模、用水泥砂漿找平基底，再把做好的鋼筋架安裝在開鑿的基槽里。施工時，對鋼筋數(shù)量的要求也是按照設計的標準，例如對同一截面鋼筋接頭數(shù)量的嚴格規(guī)定，不能超過一半，同時，焊接頭的截面距離為≥1 m；對錨桿尾部以及螺帽的檢查也不能忽視，細節(jié)決定成敗；最后，務必要將錨桿尾部和豎梁主筋用彎鉤鋼筋焊接到一起，而且，如果發(fā)生錨桿和框架梁箍筋位置產生矛盾，就要根據(jù)情況合理調整箍筋位置。

5 結束語

綜上所述，在高速公路的建筑施工中，路基高邊坡的加固是保證公路安全質量的關鍵措施，而錨桿框架梁施工技術已經(jīng)成為目前高速公路路基高邊坡加固的最有效的措施，其實用價值是不可小覷的，不僅能對路基高邊坡的土質進行加固，更可以保證高速公路路基的整體穩(wěn)定性，所以，此項技術得到推廣是勢在必行的，為高速公路的道路安全提供堅實的保障。