锚杆施工技术在超高边坡防护工程中的应用

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）03-0103-03

0 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+800～k1+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→喷5cm厚m10砂浆→锚杆施工→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3m×3m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强度不低于20mpa（如图1所示）。

3 锚杆施工流程

施工准备→测量放样、定位→钻机就位→校正孔位→调整角度→钻孔（接钻杆）→钻到设计深度→冲洗→制作、安装锚杆→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3m×3m，施工人员因概念错误，沿边坡斜面方向3m×3m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。

①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。

②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。

①通过在此类锚杆的两侧制作水泥墩，当水泥墩达到一定强度时，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。

②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1～8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9～19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。

①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，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。