探討某路基邊坡防護的錨索技術

李奎

（湖南華達工程有限公司，湖南 長沙 410000）

路基邊坡失穩(wěn)滑塌是公路工程建設的施工難點，也是影響工程質量的重要因素，為提高道路邊坡穩(wěn)定性、改善工程質量，常采用預應力錨索技術，該技術在路基邊坡穩(wěn)定方面作用顯著，因此文章總結路基邊坡防護的錨索技術，具有十分重要的意義。

1 高速公路邊坡防護設計原則及防護措施

1.1 邊坡防護設計原則。水泥噴射、漿砌片石是傳統(tǒng)路基邊坡防護措施，對邊坡穩(wěn)定效果一般，施工成本較高，并威脅周邊生態(tài)環(huán)境，不符合綠色發(fā)展理念。因此需探究新的路基邊坡防護措施，保障邊坡穩(wěn)定的同時體現(xiàn)綠色理念，并降低成本支出。

1.2 高速公路邊坡常用防護措施。路段、地質情況不同，選擇的邊坡防護措施不同，常見工程防護措施包括柔性防護、邊坡錨固防護、骨架坡面防護等。小坡度、地質環(huán)境好的路段可種植綠色植被穩(wěn)定路基邊坡，邊坡坡度稍大，易于種植的路段可選用生物防護措施，其他路段可選擇邊坡錨固防護或骨架坡面防護措施。選用邊坡錨固防護措施，在錨索安裝時應確保水灰比、注漿壓力和鉆孔準確性。

2 工程概況

某 高 速 公 路K16+197.5 ～K18+504 段， 全 長2306.5m，該項目地質情況復雜，設計方為針對性采取適宜的設計方案，對該工程現(xiàn)場進行了調查，其中樁號K17+940-K18+100 區(qū)段內產(chǎn)生較為嚴重的山體滑坡。設計單位依據(jù)實地調研，結合區(qū)域地貌、地質特征，選擇采用“全面排水+調整滑坡體縱坡+錨索地梁加固”的綜合處理措施，進行路基邊坡防護。文章選擇滑坡體中的K17+940～K18+100 段（見以下平面位置為圖1，立面圖形式為圖2），全長160m，作為實際工程案例進行綜合探究。

圖1 項目位置地形圖

圖2 17+940～K18+100 右側段邊坡錨索防護立面圖

3 工程邊坡加固項目采用的方案

3.1 全面排水施工，在右方最高邊坡的坡頂位置設置梯形截水溝（見圖3 及圖4）；并在一、二級邊坡坡面位置設置導水孔并安裝導水管，導水管直徑為60mm，塑料材質。

圖3 山坡頂截水溝（土質段采用漿砌片石、石質段直接抹水泥砂漿）

圖4 山坡平臺位置截水溝形式

3.2 滑坡體右方邊坡加固，第一級邊坡K17+944～K18+100 區(qū)段通過6m 高擋土墻及人字形混凝土骨架植草防護，擋土墻為強度等級為C20 混凝土，并在距墻角500mm 位置處設深層排水孔，采用梅花形設置，間距2m，長20m；第二和第三級邊坡通過錨索地梁進行植被防護，4Φj15.24 預應力錨索，地梁橫向間距3m，縱向3排，各錨孔設計噸位500KN，錨固段長度為8～12m；第二級邊坡K17+944～K17+952 及K18+079～K18+093 區(qū)段和第四級邊坡均通過噴灑草籽等方式進行綠色防護。具體防護情況如圖5 所示。

圖5 K17+940～K18+100 段右側邊坡加固工程方案示意圖

3.3 施工、運營時監(jiān)測：為實時掌控邊坡穩(wěn)定狀況，在K17+980、K18+050 兩斷面位置設置監(jiān)測孔，監(jiān)測孔間距不低于30m，深度不得低于25m。施工時要確保每天監(jiān)測1～3 次，道路運營時每周監(jiān)測1～3 次，監(jiān)測內容要全面結合滑坡體的具體情況確定，重點是位移、地下水位等。

4 錨索施工原理

4.1 根據(jù)技術方案先后對邊坡實施開挖和修正，然后依據(jù)技術規(guī)定對假定滑動面土體實施鉆孔處理。當鉆至指定部位，進行孔道設置。孔道口部為錨索自由端，底部為錨索錨固端。錨筋通過鋼絞線制作后，經(jīng)孔底安裝到外部孔道口。然后進行微膨脹水泥灌注，養(yǎng)護一段時間后，水泥漿體與孔道會全面融合，進而起到加固邊坡穩(wěn)定的性能。

4.2 錨索主要分為錨頭、自由端和錨固段三部分。而錨固段又包含內部和外部錨固段兩部分，外部錨固段主要起張力作用，內部錨固端主要是用來固定錨索。自由端主要是為錨頭傳送拉力。錨索結構示意圖見圖6，錨座及配筋大樣見圖7。

圖6 錨索結構示意圖

圖7 錨座及配筋大樣圖

4.3 錨索安裝中最重要的工藝是錨固施工。預應力錨索因技術性強、工期長、工藝復雜等特性，通常在路基邊坡防護中應用較為廣泛。

5 預應力錨索施工技術要點

5.1 錨索造孔施工要點。錨索施工中，錨索鉆孔直接決定著錨固施工的成敗。筆者結合自身多年技術經(jīng)驗，并參考借鑒了大量相關文獻，整理出了該高速公路項目在不良地質狀況下的錨索鉆孔施工重點如下：作者根據(jù)多年施工經(jīng)驗，總結出了本項目在特殊地質條件下的錨索鉆孔作業(yè)流程，操作流程圖如圖8 所示：（1）錨索孔布置時必須定位準確、設置合理；同時確保鉆機穩(wěn)定、可靠、安全；（2）通過精確測量對鉆孔導向架進行調整，確保其傾角控制在30 度左右，并對傾角實行實時監(jiān)測，嚴格保證其處于規(guī)定范圍內；（3）為有效避免施工中路基邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，可結合具體情況采用干鉆方式施工；（4）為便于后期施工，鉆孔深度必須要鉆至設計深度下30cm 處；（5）結合邊坡實際情況對鉆機位置及角度實施綜合安置。當鉆進0.2～0.3m 時要對鉆孔的傾斜狀況進行檢查，并對鉆孔角度實施嚴格校核；鉆孔時，結合邊坡周圍具體地質狀況，合理確定鉆孔的相關參數(shù)。

圖8 全液壓鉆機緊跟開挖面錨索造孔工藝流程圖

5.2 錨索制造及安裝要點。根據(jù)設計圖紙對錨索的材質、規(guī)格、質量證明文件等相關信息進行全面檢查，從根本上保證原材料的質量滿足設計及規(guī)范要求。

（1）預應力錨索選擇4Φj15.24 高強度低松弛、無粘結鋼絞線，其標準設計強度不低于1860Mpa；（2）預應力錨索每孔設計噸位500KN，選用OVM15-4 型錨具；（3）結合實際地質狀況，合理確定錨孔深度及錨固長度。

5.3 錨索的注漿要點。（1）錨索注漿選擇強度等級為P.O42.5R 的硅酸鹽水泥；針對破碎部位，則可應用水灰比為1：1～0.45：1 的水泥漿進行注漿補強。（2）鉆孔漿體水灰比在完成束線施工后，要減少減水劑的摻量，使其降低到1%左右，而水灰比也由原來的1：1～0.45：1 將至0.38：1。（3）適當增大注漿壓力可有效提升注漿質量和效率。通常狀況下通過插入注漿管和封堵管口的方式提高注漿壓力；（4）錨索注漿時，為有效避免注漿管堵塞，在注漿前要全面了解水泥砂漿的和易性等特性，以確保其達到設計要求。

5.4 張拉、鎖定和封錨錨索要點。結合錨索材質、受力情況等因素合理選用張拉器具，先將張拉過程中的每項控制指標準確計算出來，并將數(shù)據(jù)輸入張拉儀器，確保張拉嚴格按設計要求實施：（1）錨索張拉時，嚴格保證各設備性能指標、錨墩強度、注漿強度等技術指標滿足要求；（2）錨索張拉充分結合邊坡實際工況，采用間歇式張拉的方式進行張拉作業(yè)。先將其張拉至設計值的90%，14 天后再次進行張拉至設計標準的110%。然后采用檢測儀器對錨索實施全面檢測，確保相關指標滿足設計要求后進行封錨作業(yè)；（3）該工程錨索張拉采用分組別、分等級、單根張拉的形式。根據(jù)分級、分組情況先后對各鋼絞線實施預應力張拉，然后根據(jù)標號實施二次張拉；張拉時要進行逐級加載，并嚴格控制加載速率，確保處于0.2σcon/min 范圍內；（4）待鋼絞線完全張拉、鎖緊后，要對錨具和鋼絞線的質量實施全面檢查。清除剩余鋼絞線，并采用水泥對錨頭實施封閉處理，然后將現(xiàn)場清除完畢。

6 檢測錨索施工質量、邊坡穩(wěn)定情況

6.1 檢測錨固工程施工質量。錨索施工完成后，需進行抗拔性能、錨索長度、張拉質量檢測，綜合評估錨固工程施工質量。

（1）抗拔性能檢測：1.5 倍設計荷載下，錨索伸長量無異常，狀況良好符合標準值；（2）錨索長度檢測：錨索長度不足值不應超過0.5m，且全長不得低于設計值的90%；（3）張拉質量檢測：錨索張拉荷載檢測值應滿足設計荷載的0.9～1.1 倍，且張拉后錨索狀況良好，伸長量完全符合標準要求。

6.2 監(jiān)測邊坡穩(wěn)定情況。以錨索地梁加固法進行路基邊坡加固，在失穩(wěn)滑坡體附近設置監(jiān)測點，監(jiān)測錨索位移情況，觀測期為一年。數(shù)據(jù)顯示，隨時間的增加盡管錨索應力存在下降趨勢，但邊坡穩(wěn)定性呈現(xiàn)整體上升趨勢，并且錨索應力遠遠高于設計警戒值。

7 結論

路基邊坡失穩(wěn)威脅道路工程安全，近些年來隨著我國道路工程建設項目的增加，該問題成為影響施工質量的重要因素。施工方法、地質環(huán)境、技術水平等是決定道路施工質量的重要指標，也是影響路基邊坡失穩(wěn)狀態(tài)的關鍵環(huán)節(jié)。高速公路山體滑坡段治理，應堅持確保邊坡穩(wěn)定，體現(xiàn)綠色理念，并降低成本支出為原則。邊坡治理預應力錨索施工，應以錨索加工、造孔、注漿、張拉、鎖定、封錨這六個方面的工序質量為控制重點，全面提升錨索施工方案的整體穩(wěn)定效果。