锚索(杆)锚防护在路堑高边坡中的应用

1、锚索（杆）技术在路堑高边坡中的应用摘要 ：在我省高速公路施工过程中，受地质情况复杂、土力学干扰因素多等影响，路堑高边坡病害治理工程较为复杂，因此合理确定加固方案、施工顺序和施工工艺显得尤为重要；目前，我省大部分高边坡治理普遍采用锚索（杆）加固技术，确保了路堑高边坡的长期稳定和运营安全。关键词 锚索（杆） 高边坡 应用一、引 言我省内陆属重丘陵地区，地质情况复杂，近年来，随着高速公路建设的迅速发展，路堑高边坡相继越来越多。目前，路堑边坡防护在许多地形复杂的地区特别是不良地质地段，锚索（杆）防护技术得到越来越广泛的应用。我国锚杆的工程应用始于20世纪50年代后期，随着锚索（杆）技术的进步和发展，对

2、加快我省高速公路建设发挥了重大作用。与传统的各类加固支护技术相比，锚索（杆）技术的主要优势：由于锚索（杆）力学机理的本质是改造和利用岩体自身的力学性能，变仅仅是单纯的外荷的岩体为部分自承载体，从而保证了工程整体的稳定性和安全性，改善了周围环境和工程质量，大幅度地节约了工程材料并缩短了工期，这些优点已被大量的工程实践所证明。二、概 述锚索（杆）锚固工程是指锚索（杆）框架（或格子梁）、锚索地梁、锚索墩（垫块或十字面板）和锚索抗滑桩等边坡加固工程。它是一种把受拉杆体埋入地层并对其施加预应力技术，从而来保持坡体稳定的防护。边坡锚固工程不同于传统的防护形式，它是一项地质条件复杂、关键工程隐蔽和施工技术难

3、度大的特殊施工作业。锚索（杆）一般由锚头、自由段和锚固段三部分组成。其中锚固段用水泥浆或水泥砂浆杆体（预应力筋）与本体粘结在一起形成锚杆的锚固体。根据土体类型、工程物性与使用要求，土层锚杆锚固体结构可选用圆柱型、端部扩大头型或连续球体型（见图），锚固于岩层较好地段易选用圆柱型，锚固于砂质土、硬粘结性地段易选用端部扩大头型。三、边坡锚固工程施工预应力锚索（杆）施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、砼结构钢筋制安、混凝土浇灌、锚孔张拉锁定和验收封锚等工作流程。其中有两个主要环节，一是锚孔成孔，二是锚孔注浆，锚孔成孔的技术关键是如何防止孔壁坍塌、卡钻；注浆的技术关键是如何将孔底的空气、

4、岩（土）沉渣和地下水体排出孔外，保证注浆饱满密实。1 施工前准备施工前应首先按照设计规定进行锚索或锚杆基本试验，即抗拔拉破坏试验，以便及时调整和修正设计参数和施工工艺。作业时，必须搭设满足相应承载与稳固能力和施工技术与安全要求的操作的平台、运输通道及升降设备。2 锚孔钻造2.1 锚孔测放根据具体工点锚固施工设计图要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，误差不超过50mm。2.2 钻孔设备根据地层类别、锚孔孔径、深度以及现场条件，选择合适的钻孔设备。2.3 钻机就位锚孔钻进施工，应搭设相应承载力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位准确安装固定钻机。2.4 钻进方式锚孔钻进应采用无水干钻，禁止开水钻进，

5、以确保锚固工程施工，不致于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度应根据钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2mm以上。2.5 锚孔清理与检验钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，应稳钻35分钟，防止孔底尘灰，若遇锚孔中有承压水流出，待水压水量变小后方可进行下道工序。钻进过程中若遇到塌孔，应立即停钻，采用注浆固壁处理，24小时后重新钻进，或采用跟管钻进工艺。锚孔钻造的允许偏差和检验方法项次项 目允 许 偏 差检 验 方 法1孔位坡面纵向±50mm用经伟仪或拉线和尺量检查坡面横向

6、7;50mm孔口标高±100mm2孔向孔轴线倾角±1.0°用测角仪或地质罗盘检查孔轴线方位±2.0°用经伟仪或地质罗盘检查孔底偏斜满足设计要求用钻孔测斜仪检查3孔径满足设计要求验钻和尺量检查4孔深大于设计深度20cm验钻和尺量检查3 锚筋制安在边坡锚固工程中，锚筋材料分预应力锚索、预应力锚杆和非预应力锚杆等几种。预应力锚索宜选用钢铰线或高强钢丝，一般适用于预应力值较大和锚固较深的工程情况。预应力锚杆宜选用高强螺纹钢筋，预应力值较小时，可采用级或级钢筋。锚杆组装前钢筋应平直，并除油除锈处理合格，沿锚杆轴线方向每隔12m应设置一个对中支架，并与锚杆

7、体绑扎牢固，锚杆体自由体段应用塑料布或塑料管套。当采用钢铰线或高强钢丝作锚筋体时，锚索编索前，要确保每根钢铰线顺直，不扭不叉，排列均匀，沿锚索轴线方向自由段每1.52m设置一个隔离支架。为方便下锚顺利，应在锚索底端接装导向帽，导向帽采用铁丝绑扎牢固。锚筋体防腐：锚筋体自由段的防腐与隔离一般采用首先刷防锈油漆，然后涂脱水黄油，最后外套塑料管处理。塑料管内端，即自由段与锚固段分界处，应缠绕胶布进行固接和密塞处理。锚筋体安装：入放锚孔前，应检查锚筋体制作质量。安装时应防止锚筋体挤压、弯曲或扭转，锚筋体入孔倾角和方位应与锚孔的倾角和方位一致，要求平顺推送，严禁抖动、扭转和串动，防止中途散束和卡阻。4

8、锚孔注浆注浆材料宜选用灰砂比1:11:2，水灰比0.380.45的水泥砂浆或水灰比0.40.45的纯水泥浆，其中锚固段遇土质或砂土状强风化岩层且富水时应采用二次高压劈裂注浆法来提高地层锚固力。注浆体强度不应低于20MPa，作业一般宜为孔底返浆方式注浆（注浆压力一般为2.0Mpa左右），直至锚孔溢出浆液或排气管停止排气时，方可停止注浆，严禁抽拔注浆管或孔口注浆；如发现孔口浆面回落，应在30分钟内进行孔底压注补浆23次，确保孔口浆体充满。5 钢筋砼钢筋砼工程是指边坡锚固工程抑制构件，包括锚索地梁、锚索（杆）框架（或格子梁）、锚索抗滑桩、以及锚索（杆）墩（垫块或十字面板）等。灌注砼前，必须将锚具中螺

9、旋钢波纹管和锚垫板按设计要求固定在地梁或立柱钢筋上，方向和锚孔方向一致，摆放平整，再一起现场浇筑、振捣。6 张拉锁定封锚张拉必须采用专用设备，张拉时，锚斜托占承压面应平整，并与锚筋的轴线方向垂直，注浆浆体与台座混凝土应达到设计强度的80%以上方可进行张拉。对于压力分散型锚索，因各单元锚索长度不同，张拉应注意严格按设计次序分单元采用差异分步张拉，根据设计荷载和锚筋长度计算确定差异荷载，并根据计算的差异荷载进行分单元张拉。锚筋张拉至设定最大张拉荷值后，稳定1015分钟，然后进行卸荷锁定作业。锁定后，切除余露锚筋，最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，外锚头应用与锚梁同标号的砼封头，以防锈蚀破坏

10、。7 锚索（杆）试验锚索试验分为基本试验和验收试验。基本试验不少于3根，最大试验荷载不应超过锚筋强度标准的0.8倍。验收试验数量取总数的5%，永久性锚索的最大荷载为锚索轴向拉力值的1.5倍。基本试验得出的锚索安全系数K0值由下式确定：K0=RU/NT式中RU锚索（杆）极限承载力，取破坏载荷的95%NT锚索（杆）设计荷载四、锚索（杆）防腐岩土锚固结构使用寿命取决于锚索（杆）的耐久性，对寿命最大威胁则来自腐蚀，锚索（杆）预应力筋腐蚀主要危害是地层和地下水中的侵蚀性，防护措施应采用聚已烯和水泥浆双层以上的防护层，水泥保护层厚度不应小于20mm，锚杆自由段与锚头接合处空隙，务必实施三次补浆，张拉完成后，锚头应及时封闭保护。五、工程实例龙岩双永高速某段，因穿越高山较多，高边坡实行动态设计，挖方路堑高边坡多采用锚索防护工程。原设计右侧开挖九级边坡，边坡高度达70米，后经优化设计，改为二、四、六级锚固防护，坡率二至六级由原来1:1变为1:0.75。坡率变陡后，右侧开挖由九级降至七级，边坡高度为54米，该段因此少开挖土石方44000m3，并少占用林地1200m2，锚固工程防护增强了该段高边坡的稳定性。当前我省正在进一步加快高速公路的建设步伐，为了适应工程建设的需要和推动新