浅谈框架锚杆在高边坡施工中的应用讲义

浅谈框架锚杆在高边坡施工中的应用目录引言高边坡框架锚杆加固机理高边坡框架锚杆工程在实际工程中的应用框架锚杆的施工技术要点结束语

引言

近年来我国框架锚杆加固技术在理论研究和施工方法已经取得了突破性发展。本文结合广深港客运专线ZH-1标DK61+846.88-DK61+986.07左侧高边坡框架锚杆工程的设计、现场施工及阅读大量技术资料的基础上，谈谈笔者的一点看法和经验，以期对进一步研究和施工有一定的帮助，不足之处有望指正。高边坡框架锚杆加固机理

框架锚杆加固是岩体边坡设计常用的一种方法，就是基于可能出现的岩体失稳形式，采用刚体极限平衡法对加固前的岩体进行分析，再根据下面的公式计算，保持边坡稳定所需施加的预锚固力Q1+Q2tanα=KT式中:Ｔ—加固前岩体的下滑力；α—滑动面的内摩擦角；Ｑ1,Ｑ2—由框架锚杆提供的切向抗滑力和法向正压力；Ｋ—安全系数；然后由经验和一些近似计算公式来确定其余的布锚参数,包括锚杆的布设范围、间距、方向、长度、锚固方式、锚固段长度等。

框架锚杆加固体系由预应力施加体和被加固岩体组成，是一个不可分割共同工的整体。其含义包括：

(ａ)每根锚杆与周围岩体形成一个整体，从而使预锚力能有效地传递到岩体；

(ｂ)各锚杆通过周围岩体联系在一起，产生群锚加固的整体效应；

(ｃ)通过对加固前后岩体整体稳定性的比较，研究预锚加固的机理和效果。

框架锚杆的加固作用不仅提供直接平衡力，限制岩体变形，更在于加强岩体结构，提高岩体强度以及参与调整应力状态，其实质就是施加主动的锚固力，一方面使岩体的结构的到加强，大大提高岩体的承载力；另一方面在岩体内产生预锚附加应力场，使不利的应力状态得到调整和改善，从而提高岩体的可靠度。

高边坡框架锚杆工程在实际工程中的应用广深港客运专线ZH-1标DK61+846.88-DK61+986.07表层为坡残积粉质黏土Qdl+el，硬塑，II级；下伏基岩为震旦系黄山婆组长石云母片岩Zh，全～弱风化，Ⅲ～Ⅴ级。左侧边坡局部高约35m，为避免产生过大的土石方开挖，设置框架锚杆加固边坡后采用较陡坡率刷方。其中DK61+860～+982左侧一～四级堑坡采用框架锚内空心砖内客土喷播植草护坡(坡率1:1～1:1.25)，锚杆横纵间距2m，一级堑坡锚杆长15.0m，其余堑坡锚杆长16.0m，锚孔直径为90mm，倾角15°。框架锚杆的施工技术要点

框架锚杆施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚杆制安、锚孔注浆、砼结构钢筋制安、混凝土浇灌、锚杆张拉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、岩（土）沉渣和地下水体排出孔外，保证注浆饱满密实。1、施工准备

进行框架锚杆施工前应做好施工组织设计，明确施工方法、施工工艺、工序流程、人员组织和施工设备、材料、试验、监测安排及安全、质量管理。接着，申请单项工程开工，开工条件包括开工报告、锚杆材料试验、浆体材料试验、配合比试验、相关机械设备等。并对张拉设备及有关机具应进行标定。在单项工程开工申请批复后，按设计要求先进行锚杆基本试验，即抗拔拉破坏试验。在锚固浆体达到28天龄期且锚墩砼强度达到80％后进行试验。基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚杆的性质和性能、施工工艺、设计质量、设计合理性以及所提供的安全储备，同时考虑有关搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。DK61+846.88-DK61+986.07左侧高边坡框架锚杆工程取基本试验孔两处，锚杆长度分别为15ｍ、16ｍ。安装锚杆前，应先进行钻孔深度、钻孔倾角、锚杆长度的检验；然后安装经现场监理检验制作合格的锚杆并注浆；锚杆施工完毕后，按规范要求进行锚杆验收试验和长度检验。DK61+846.88-DK61+986.07左侧高边坡框架锚杆经试验各项指标均符合要求，进入锚孔钻造工序。2、锚孔钻造

锚孔空位放样，按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用铁钎和油漆标记准确定位锚孔位置。搭设钻机机架平台，安装钻机就位，严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控制角度，钻机导轨倾角误差不超过±1°，方位误差不超过±2°。钻机一般选用重量轻，易移动，操作简单的钻机。DK61+846.88-DK61+986.07左侧高边坡锚杆工程采用QZJ-100B潜孔钻机，其钻机重量轻，4人就可以移动，钻进速度可达60cm～90cm/min，此种钻机特别适合土质边坡。钻进采用无水干钻，严禁开水冲钻及冲洗孔壁，同时应严格控制钻进速度，防止钻孔偏斜、扭曲或变径。如果遇到变径或塌孔，应采用套管跟进，以防止卡钻。在钻进过程中要认真作好施工记录，如钻压、钻速、地层和地下水情况等。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，并超钻50cm，钻进达到设计深度后，不能立即停钻造成卡钻。锚孔钻造结束后，经现场监理检验合格后，方可进行锚杆体安装。3、锚杆制安

DK61+846.88-DK61+986.07左侧高边坡锚杆工程采用Ф25mm锚杆，锚杆长度为15m、16m、两种共17598m。锚杆下料应整齐准确，误差不大于±50mm，预留张拉段10cm；锚杆的制作应搭建高于地面50cm以上与锚杆设计长度相适应的的制作台及简易防晒防雨棚。锚杆摆放顺直，排列均匀。锚杆经检验合格后，方可运输至相应孔位进行安装。水平运输时，各支点间距不小于2M，且转弯半径不宜太小；垂直运输时，除主吊点外，其它吊点应使锚杆快速安全脱钩。锚杆体安装时应按设计倾角和方位平顺推进，严禁抖动、扭转和串动。安装完成后，不得随意敲击锚杆或悬挂重物。锚杆体的安装，必须在现场监理旁站的条件下进行。4、锚孔注浆

锚杆注浆采用水灰比0.4～0.5的纯水泥浆。注浆材料要求严格按照经试验合格的配比备料，注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀，随拌随用。锚孔注浆必须采用孔底返浆方法（注浆压力一般为2.0Mpa左右），直至孔口溢出新鲜浆液，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2～3次，确保孔口浆体充满。在注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时，应用水或水泥稀浆润滑注浆泵及注浆管路。注浆过程应认真做好现场施工注浆记录，每批次注浆都应进行浆体强度试验，试件不得小于两组。浆体未达到设计强度的70％时，不得在锚杆体端头悬挂重物和拉绑碰撞。锚孔钻造完成后应及时进行锚杆体安装和锚孔注浆，原则上不得超过24小时。对锚孔注浆施工，应严格执行有关施工规定和设计要求，监理应全过程旁站，确保锚固工程质量。5、锚杆框架钢筋制安

注浆完成后进行框架梁钢筋制作安装。钢筋进场后，应及时请试验室取样进行力学性能检验，其各项质量指标必须符合设计要求及有关标准的规定。框架梁钢筋按图加工各项指标应符合规范要求，钢筋连接均采用双面焊焊接接头，焊接长度≥7d，且钢筋接头应布置在内力较小处，并错开布置，两头间距离不小于1.3倍搭接长度。配置在搭接长度区段内的受力钢筋，其接头的截面面积不大于总截面面积的50%。在钢筋安装时，在钢筋与模板之间设置垫块，垫块应与钢筋扎紧，并相互错开两层受力钢筋之间应用短筋支垫，保证位置要准确稳固，并要保证保护层厚度，还要满足相关的技术规范要求。模板使用钢模板，宜采用标准化，系列化和通用化的组合模板。模板表面平整、形状准确，不漏浆，有足够的强度、刚度等。浇筑混凝土之前，模板应刷脱模剂，外漏面混凝土的脱模剂应采用同一种品种，不得使用易粘在混凝土上或使混凝土变色的油料。侧模安装时应考虑防止模板的位移和凸出。混凝土浇筑之前锚杆方向要与锚孔一致，且摆放平整稳固。模板安装完毕后，应对其平面位置，顶面高程、节点联系以及横向稳定性进行检查。经监理工程师现场签认后方可浇筑混凝土。6、框架梁混凝土浇筑

水泥进场时对其品种，包装出厂日期进行检查，并对其强度，安定性等性能指标进行复检，经检验合格方可使用，拌制砼的粗细骨料、规格及级配和拌和用水要进行现场抽检合格后方可施工。施工中所采用的配合比应由试验室所选用的配合比，且试验强度应满足设计强度。砼提升运输应设有完善的保护措施，确保施工安全，尤其是高边坡施工中浇注框架时，施工平台应予以加大并设安全网及围栏。砼施工过程还要保证砼振捣密实，尤其是在锚孔周围，钢筋较密，振捣应采用适用的振固设备，仔细振捣，及防止模板漏浆跑模，以保证砼质量。锚孔斜托浇注应与框架主肋同时施工，并要加工模板使其与锚垫板平齐，确保结构强度和工程效果，整个梁体浇注完毕后应注意表面外观，加强养护工作。7、锚杆张拉

在注浆浆体与台座混凝土强度达到设计强度80％以上时，采用扭力扳手进行张拉作业，张拉力为5KN。如为选定进行验收试验的锚孔，应在达到设计强度的条件下，待验收试验结束并经检验合格后再进行。验收试验的锚孔应由监理工程师、设计代表现场确定。8、锚孔验收

验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求，也称现场验收试验或质量控制试验，它是针对所有工程锚杆进行的；通过验收试验，可获知锚杆受力大于设计荷载时的短期锚固性能，以及满足设计条件时锚杆的安全系数。将验收试验结果与基本试验结果进行恰当的对比，可作为锚杆长期性能评价的参考。如果发现验收试验锚杆不合格，则应及时上报有关部门并调查分析产生原因，根据实际情况具体分析，对指定验收工程锚杆做如下处理：（1）报废或重新安装；（2）降低锚固力使用；（3）进行补救性重新张拉等其它特殊处理措施。9、封锚

锚杆张拉完成后应及时对锚头进行补浆和封锚，外锚头应用与锚梁同标号的砼封头，以防锈蚀破坏。对于锚梁等空隙的补浆应作为锚头防腐的一项关键工序在现场监理旁站的条件下认真进行，补浆管应插入锚梁底面以下进行返式补充注浆，直至补浆孔溢浆为止。对于锚杆外露部分应严格进行去锈除油后并及时采用与锚梁同标号混凝土进行封锚。10、施工变形监测与预报在路堑高边坡工程施工期间，坡体变形监测与预报工作十分重要，一般采用地表简易观测法和重要工程专业仪器监测法，必要时开展动态预报工作，施工变形监测与预报，可以指导动态设计，确保施工安全，并且，检验工程效果。对于重点复杂的路堑高边坡路段应由业主会同监理和设计代表根据具体情况制定相关边坡坡体变形监测和锚固工程应力监测方案并组织安排专业单位实施。11、其糊他要求因边坡变准形及滑坡他病害受地饼下水影响聚较大，故证原则上要蹦求在雨季护之前施工妙完毕，以内确保边坡印稳定和结耐构安全。对于实版施锚固针工程的片路堑边授坡防护限，原则寄要求边耐坡开挖齿一级防醋护加固倘一级，亿按照自桂上而下师的顺序待逐级开错挖与防笋护加固禁施工。锚杆工挨程施工但前，应偏根据锚库固地层卖、锚固泥吨位进县行框架氧锚杆基国本试验胁，即抗屑拔拉破肾坏性试朵验，以搂检验设症计锚固尚工程参窑数及其兄相关施寒工工艺蔑。待提绍交框架喂锚杆基编本试验痒报告并晌查验合泽格后，浊方可进亦行框架剃锚杆工滋程施工继。根据以呢往锚固敢工程施爹工经验鸽与教训阁，确保枣锚固工叮程及时垒有加固性坡体，牲建议除踩完成框的架锚杆陡基本试径验工作推外，尚非需钢筋字混凝土架框架或耳地梁施庸工队伍臭、设备笨及材料剂到场后板，方可芒进行框普架锚杆嫩工程施允工。框架锚杆秀工程属于节隐蔽性强责的岩土工闲程，其施拼工工艺复筛杂性及技制术难度使醒得非专业萝施工队伍泡难以保证访其施工质茶量，故应踩安排具有定岩土工程挂专项资质际或地质灾黑害防治施贝工资质与纤相当施工吸经验和良柿好业绩的震专业队伍垦承担。重点复杂忌路堑边坡音防护加固妇工程，由善于其地质捞条件复杂捏，应结合尘现场实际田开挖揭示浴地层信息闪及坡体结鸡构条件进太行必要的监调整与完惨善，即进堡行动态设付计和信息增化施工，栋从而达到形经济合理丘和安全可蚂靠的目的煎。结束语高边坡晋框架锚坏