锚杆施工技术在超高边坡防护工程中的应用

1、摘要：根据超高边坡防护工程实例，总结归纳锚杆施工技术在超高边坡防护工程中的应用， 并对施工过程中出现的各项难点，进行分析总结，提出相应的应对措施，完善预应力锚杆施 工技术，总结技术应用过程中关键环节的控制，为此项施工技术的广泛应用提供工程实例， 同时提高我单位施工技术水平。关键词：超高边坡；锚杆；花岗岩；钻孔；布孔；注浆中图分类号：U455.7+1文献标识码：a文章编号：1006-4311（2016）03-0103-030引言在公路的高边坡工程中，当潜在的滑体沿剪切滑动面的下滑力超过抗滑力时，将会出现 沿剪切面的滑移和破坏。在坚硬的岩体中，剪切面多发生在断层、节理、裂隙等软弱结构面 上。在土层

2、中，砂性土的滑面多为平面，粘性土的滑面一般为圆弧状。有时也会出现沿上覆 土层和下卧基岩间的界面滑动。为了保持边坡的稳定，一种办法是采用大量削坡直至达到稳 定的边坡角；另一种办法是设置支挡结构。在许多情况下单纯采用削坡或挡墙往往是不经济 的或难以实现的。这时可采用锚杆进行加固。它是利用锚杆周围地层岩土的抗剪强度来传递 结构物的拉力或保持地层开挖面的自身稳定，由于锚杆、锚索的使用，使锚固地层产生压应 力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构 与地层连锁在一起，形成一种共同工作的复合体，使其能有效地承受拉力和剪力，并能提高 潜在滑移面上的抗剪强度，有效地阻止坡

3、体位移。这是一般支挡结构所不具备的力学作用。 由于这种技术大大减轻结构物的自重、节约工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的 经济效益和社会效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。1工程案例珠海横琴市政道路工程dx-17道路高边坡为道路路堑挖方后形成的岩质边坡，dx-17道 路全长6.95km，道路范围内共有4段高边坡。其中k0+800k1+400段高边坡最高约124m，全长600m，边坡区为残丘地貌，山体植被 发育，部分基岩出露，个别地方有孤石存在，边坡中后部覆盖有较薄的一层残坡积土，基底 为二期三期花岗岩。道路每级坡高6.5m，每级设3m宽马道，马道上及坡顶意外5m设截水沟，自高处往两

4、侧 分流，最终接入坡脚排水沟。为保证开挖后高边坡稳定，并考虑规划用地红线和城市绿化景 观，采用锚杆+框格梁+预应力锚杆支护，并在边坡框格梁上填土挂三维网进行绿化。2锚杆参数本工程高边坡共19级边坡，高差124m。高边坡防护施工在边坡面全部爆破完成后，首 先进行面层清理工作一喷5cm厚m10砂浆一锚杆施工一框格梁施工，锚杆采用hrb335级螺纹 钢，直径为28,锚杆于每个横梁和竖梁交点处设置，锚杆水平夹角为20，按照3mX3m纵 横向交错布置，锚杆钻孔直径d=120mm，孔内注m30水泥砂浆（如表1所示）。锚杆采用一次注浆，注浆选用m30水泥砂浆，水泥强度等级不低于42.5，注浆体7d强 度不低

5、于20mpa （如图1所示）。3锚杆施工流程施工准备一测量放样、定位一钻机就位一校正孔位一调整角度一钻孔（接钻杆）一钻到 设计深度一冲洗一制作、安装锚杆一注浆4施工遇到问题及应对措施4.1孔位偏斜现象：在钻孔时，因测量放样等人为因素造成孔位在纵横向出现偏差，锚杆间距立面投 影方向上为3mX3m，施工人员因概念错误，沿边坡斜面方向3mX3m进行布置，导致孔位出 现偏斜。具体表现出以图2-4几种形式。当锚杆在框格梁内偏位时，可通过局部补强的方式，增加此处锚杆与框格梁的连接钢 筋，同时对竖梁与横梁连接处钢筋进行局部加密。这是由于当锚杆孔位准确时，横梁（顶梁、 底梁）与竖梁荷载直接作用在锚杆上，受力效

6、果良好准确。当锚杆在框格梁内偏位时，横梁（顶梁、底梁）荷载直接作用在锚杆上，竖梁荷载通过横梁（顶梁、底梁）间接传递至锚杆 上，因此，必须保证横梁（顶梁、底梁）与竖梁连接处抗力满足要求，方可使荷载顺利传递 至横梁（顶梁、底梁）上。当锚杆孔位偏出框格梁外时，施工中应准确放出锚杆孔位，重新进行钻孔、锚杆安装、 注浆。 4.2钻孔深度不足、清孔不到位现象：在锚杆钻孔完成后，进行空压机清孔处理，在系统锚杆插入时，表现出锚杆插入 深度不足。通过对钻孔进行清孔后，在原孔中继续钻进至设计深度后，清孔处理，在处理时，应注 意钻孔孔位与倾角误差在允许范围之内。4.3卡孔现象：钻机钻孔过程中，因山体裂缝、岩层土质的

7、原因造成卡孔，无法继续钻进，未达 到设计深度要求。遇到卡孔现象时，先将已完成部分清孔，然后在孔内注水泥砂浆，对山体裂缝进行填塞， 同时对山体内的土质进行加固，待水泥砂浆凝固后，在设计孔位重新钻孔，此时钻杆在钻进 过程中因山体已被改善，故不会出现卡孔现象，顺利钻至设计孔深。4.4部分区域抗拔试验作业条件不足现象：当锚杆施工完成后，需要对已完成锚杆按照锚杆总数的3%抽检，进行锚杆的抗拔 试验，试验过程中部分区域遇到作业条件困难的现象，锚杆位于土质边坡上，锚杆抗拔试验 机械无法顺利操作，当对锚杆进行试验时，因土质松软，机械会发生位移，无法顺利完成试 验工作。通过在此类锚杆的两侧制作水泥墩，当水泥墩达

8、到一定强度时，可将锚杆抗拔机械作 用在2个水泥墩上，这样通过将抗拔力传递到水泥墩上，由于水泥墩受力面积大，可以将抗 拔力大面积扩散至边坡坡体上，顺利完成抗拔试验。通过在锚杆两侧放置铁板，通过铁板进行压力的扩散，此法应用过程中应注意对铁板 的屈服强度进行验算，确保铁板能够在抗拔试验过程中不发生变形，良好的将压力传递至边 坡岩体，保证施工安全。4.5超高边坡锚杆注浆压力不足现象：本工程中边坡高度最高达124m，目前的注浆设备无法满足要求，不能够将水泥浆 液一次性泵送至边坡上，并对锚杆进行注浆操作。本工程为解决此问题，在边坡底部设置一个大型的搅拌筒，进行统一的浆液制备，坡脚 配置一台yh-150型注

9、浆泵；然后在第9级马道上设置一个中型的搅拌筒，坡脚配置一台 yh-150型注浆泵。在第18级边坡内锚孔注浆时，注浆泵使用坡脚下搅拌桶内的浆液，当 对第919级边坡内锚杆注浆时，注浆泵使用第9级马道上搅拌桶内浆液。通过二次泵送水 泥浆液，解决超高边坡锚杆注浆压力不足问题。4.6锚杆保护措施锚杆在安装过程中，应增加系统锚杆钢筋的保护措施，由于边坡坡体的地质条件不同， 当锚杆安放至钻孔中时，为保证锚杆不接触孔壁，通过以下两种措施保证锚杆位于孔位中心 位置，在注浆完成后，锚杆被浆体完全包裹。在系统锚杆上沿长度方向，按照3m间距固定环形垫块，使锚杆钢筋位于垫块中心位置 （如图5所示），在锚杆安放过程中，

10、将锚杆钢筋连同垫块一起插入钻孔至设计深度处，开始 从孔底注浆。在系统锚杆上焊接3根2cm长，直径为8mm的光圆钢筋，光圆钢筋垂直于锚杆钢筋， 并沿锚杆钢筋的圆周方向按照正三角形布置（如图6所示），沿锚杆钢筋长度方向每隔3m设 置一道保护。锚杆制作完成后，连同保护层（2cm的光圆钢筋）一起插入锚孔至设计深度处， 开始从孔底注浆。4.7锚杆倾角存在误差超高边坡锚杆水平夹角20，锚杆的倾角取决于钻孔过程中钻孔的水平夹角，由于在施 工过程中，每次钻孔完成后，采用插入式导管测量钻孔的水平夹角，在施工初期部分钻孔倾 角误差过大，为了解决此类问题，在施工中，通过控制钻机平台，确保锚杆钻孔角度准确。 首先在脚手架上搭设钻机平台，然后在钻机平台上固定钻机，调整钻机的水平夹角为20， 准确无误后方可开始钻机钻进作业。5应用效果分析本工程采用锚杆+框格梁+预应力锚杆支护对超高边坡进行防护加固，较好的防止了高边 坡不稳定岩层、土层的滑移，对边坡的长期稳定提供了很好的保证，防护工程在质量、进度、 安全方面得到了业主、设计、监理等单位的好评。相比传统加固工程降低造价20%30%，缩 短工期50%以上。此超高边坡防护施工已完成，并经受了一个雨季的考验，边