高边坡锚杆（索）格构梁防护施工技术探讨

姚英奇

中石化中原建设工程有限公司，河南濮阳 457001

摘要：锚杆（索）格构梁是一种将格构梁与锚固工程有机结合的防护结构，主要工作原理是利用一定深度的注浆锚杆（索），将钢筋混凝土格构梁体牢牢地锚固在边坡面上，它承受的荷载通过锚杆（索）和边坡壁面摩擦力传递到稳定坡体上。锚杆（索）格构梁具有结构形式多样、布置灵活、施工安全快速等优点，在高边坡或滑坡工程中已得到广泛应用。

关键词：高边坡；锚杆（索）；格构梁

1引言

广东地区的地形地貌类型复杂多样，主要为山地、丘陵、台地，平原地区较少且土地资源珍贵，天然气长输管道站场、阀室的建设选址大部分以山为依或挖山而建，由此产生不同程度的边坡。但广东地区的雨水非常的充沛，为避免发生山体滑坡或塌方，确保站场、阀室的安全运营，边坡的治理防护尤为重要。

粤西天然气管网阳江-江门干线项目台山分输站位于广东省台山市大江镇，场地地貌上属低山丘陵，地形起伏较大。根据设计，将山体挖方后进行建设台山分输站。场区东北侧、西北侧、东南侧边坡长度约313.6m，边坡坡度约45～60°，坡内土层主要为强风化花岗岩，边坡高度为2.0m～28.2m，治理面积约6900m2。场地边坡治理等级为一级，对边坡采用“分级削坡+锚杆（索）+格构梁”的治理方案，格构梁内采用生态袋绿化。

2施工要求

该边坡治理的高度最高达28.2m，坡内土层主要为强风化花岗岩，土质较为松散，土方开挖过程对山体稳定性造成一定的破坏，但广东台山地区雨水天气较多，台风发生频次较高，边坡治理的质量直接关系到台山分输站后期永久安全运营。因此，边坡锚杆（索）格构梁防护施工质量尤为重要。

3施工方法

施工工序：施工准备→挖土、修坡→锚杆（索）定位→脚手架搭设→锚杆（索）打孔→锚杆（索）制作→插入锚杆（索）→浆液制作、注浆→格构梁施工→张拉锁定→封锚验收

3.1边坡土方开挖

边坡开挖必须遵守分级、分段、分层开挖的原则，避免进行大面积土方开挖，放坡比例严格按照施工图纸，以保证开挖期间的边坡稳定和安全。边坡开挖后及时进行坡面防护工作和支护，以保证基坑开挖期间的边坡稳定和安全。挖至距坡面200mm后停止机械开挖，采取人工辅助开挖的方式进行，防止挖掘机扰动坡面土体。土方工程要为锚杆（索）、格构梁结构施工及时创造工作面。在整个土方施工期间，须进行坡顶位移观测，并作好记录。当发现边坡有失稳迹象时，立即采取削坡、坡顶减载或坡脚压载等支挡措施。

3.2脚手架搭设

脚手架采用爬坡式双排架，排架与坡面平行，内、外侧水平杆及内外侧爬坡杆保持横向及破爬向平齐。纵距2.0m、横距1.8m、步距2.0m，外架每两跨设竖向剪刀撑，斜杆与地面夹角为45°，每步两小横杆间设斜撑，斜撑呈“之”字型连续布设。内侧排架底部第一排纵向水平杆与坡面锚杆或锚索连续连接固定，从第二层往上脚手架与坡面锚固连接点呈梅花型布置，锚固连接点纵向、竖向间距均为4.0m。作业平台扶手栏杆高度1.2m，挡脚板高度200mm，平台脚踏板满铺。

3.3定位与成孔

施工前根据施工图纸准确定位，确保锚杆（索）头位置处于格构梁交点。锚索打孔深度L=23m，自由端长度为5m，成孔直径150mm；锚杆钻孔直径130mm。锚杆（索）成孔均采用专用锚杆机械干法成孔，钻孔偏斜度不应大于5%。在边坡拐角处，施工时可适当调整锚杆打入角度，以避免出现锚杆交叉等现象。钻孔完毕必须将孔内的碎屑清除干净。

3.4锚杆（索）制作

锚杆体钢筋采用Φ28 HRB400钢筋制作，锚杆杆体钢筋采用焊接，焊接长度双面5d，单面10d。

锚索选用无粘结的预应力锚索材料，采用3束7根钢丝构成的15.2mm钢绞线，强度级别1860MPa。锚固段应剥皮，除油。

3.5锚杆（索）施工

3.5.1锚杆注浆

（1）锚杆安装好后及时进行注浆，锚杆注浆采用纯水泥浆，注浆体强度不得低于20MPa，浆体材料采用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥。

（2）注浆机采用自动注浆机，注浆压力为0.5-1MPa。注浆时，采用φ25mm高压水管制作灌浆管，伸入锚索距孔底50cm处，注浆管随着灌浆的进行边灌边抽，直至孔口溢浆为止，确保注浆饱满。

（3）锚杆注浆用的水泥砂浆浆液应搅拌均匀，随拌随用。要严格控制水灰比，根据设计要求水灰比为0.5～0.55，防止水灰比过大而产行较大收缩，并根据需要，可在浆液拌制中添加高效减水剂或早强剂，以确保浆液的流动性和提高早期强度，使锚杆早日进入工作状态。

（4）水泥浆用水泥搅拌机搅拌，要及时进行压浆，防止水泥浆沉淀。注浆完成后浆体未达到一定强度前禁止摇动锚杆。

（5）注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路。

3.5.2锚索注浆

（1）浆液采用M30水泥砂浆制作，施工中严格按配合比下料，应通过试验确定。锚索采用二次注浆法施工，应保证锚孔内水泥砂浆密实、饱满，必要时应进行补灌。

（2）注浆液应搅拌均匀，随拌随用，且应在初凝前用完。

（3）插入锚索时与锚索同时下入一根φ25注浆管，注浆管管头用胶带封闭。注浆时直接在孔口连接压浆管注浆。第一次注浆压力0.6-0.8MPa，第二次注浆压力不小于0.8MPa。常压注浆，要保证浆液饱满，不得有里空外满的现象。

（4）锚索自由段应作防腐处理，钢铰线采用除锈、刷沥青底漆、沥青玻纤布包裹，其层数不小于三层，防腐处理后，将自由段装入波纹套管中，自由段套管两端200mm长度范围内用黄油充填，外缠工程胶布固定。

（5）作业开始和中途停止较长时间再作业时，宜用清水冲洗注浆泵及注浆管。

3.6格构梁施工

3.6.1挖槽

按设计梁宽、深尺寸开挖土层梁槽，土方直接堆放在梁格中部，多余集中外运。土质软弱处需采采用Φ22钢筋进行植筋、并深入格构梁已绑扎的钢筋中，以免滑脱。造成安全隐患。

3.6.2钢筋的制作和安装

绑钢筋笼及浇筑砼前必须先对槽底进行清理，将其中的杂物、浮土、积水等有害物质清除干净。钢筋加工前要将钢筋表面的油渍、锈皮清除干净，再按照设计尺寸，上机调直，切断和弯钩等。为保证保护层的设计厚度，在钢筋和模板间，插入一块保护层厚度相同的砼块，在底板上下层钢筋中，用钢筋支撑。

3.6.3模板的制作与安装

模板采用木模或定型钢模按设计尺寸进行拼装。用短钢筋固定在坡面上，并放控制点挂线施工，保证线形顺畅。符合施工要求。立模前首先检查钢筋骨架施工质量，并做好记录，然后进行模板安装。立模两侧模板间每隔1米设一道ф16拉结钢筋，与梁宽匹配。模板外侧用ф50用钢管脚手架固定，与拉筋连结形成整体。

3.6.4混凝土施工

模板、钢筋安装好后，对仓面进行清理，验收合格后，进行砼浇筑。浇筑混凝土隔断界限，按平台为竖向界限浇筑混凝土，横向浇筑混凝土不设界限。沿边坡走向，格构梁每隔20m位置设一处变形缝，缝前、后、顶三面填塞沥清木板或沥清麻筋，填塞深度大于50mm。

3.7张拉锁定

3.7.1施工准备。预应力筋和锚、夹具的安装检验、张拉设备的校验，由有资质的试验单位进行标定，确定油压与张拉力关系公式。

3.7.2张拉设备定位安装。搭设张拉操作平台，采用钢管支架加木板搭设平台放置千斤顶。安装工作锚板、夹片，并将夹片轻轻敲实，然后安装千斤顶、工具锚、夹片。安装时使千斤顶与锚垫板垂直。

3.7.3张拉。开动油泵，给千斤顶张拉油缸缓慢供油，直至油压设计值。预应力筋的张拉采用以应力控制为主，伸长量为辅。

3.7.4锚固。轻轻松开油泵截止阀，使油压缓慢降至零，则完成了对钢绞线的锚固。油泵向回程油缸供油，活塞慢慢回程到底，卸下工具锚、千斤顶、限位板。

3.7.5封端。张拉最终锁定后将锚具外多余的钢绞线须用机械切割，并应留长5cm~10cm外露锚索，以防滑落。采用砂轮机切断，严禁使用电弧切割，以免火花烧伤接触处钢绞线，降低强度。

4施工质量控制措施

（1）高边坡锚杆（索）格构梁加固施工中，应加强质量检测作业，施工单位建立完善的质量保证体系，定期组织技术人员对施工的各个环节进行质量检测，一旦发现质量不符合要求的部分，及时采取相应的措施进行处理，提高加固施工的质量。

（2）严格规范施工操作行为，施工单位在充分了解边坡具体情况的基础上进行施工方案的复核工作，及时发现施工方案中存在的问题，确保方案的科学可行性。在施工的过程中严格按照施工方案的要求进行，为了缓解雨水对高边坡的冲刷作用，高边坡的顶部外侧可设置小型的截水沟。钻孔注浆是锚索格构梁加固施工的重要步骤，在进行钻孔作业时，应尽量减少孔位的误差，根据方案设计的要求确定孔洞直径和深度，同时还需注意钻机运行的状态，一旦出现钻机磨损严重的情况应及时进行更换。

5结束语

锚杆（索）格构梁是高边坡重要结构，需要在施工过程中加强质量控制。通过控制，不但能够使高边坡的稳定性和安全性大幅增加，而且能够使高边坡下方的设施安全得以保证。同时，在对高边坡进行防护施工时，还需要对周边环境进行综合考虑，特别是高边坡周围排水情况。在进行高边坡防护施工时，如果破坏了高边坡的稳定性，则会导致坍塌现象出现在高边坡中。所以，为了使高边坡的稳定性得到保障，需要加强对高边坡施工技术的研究，从而使高边坡整体质量得到进一步提升。

参考文献

[1]《建筑边坡工程鉴定与加固技术规范》(GB 50843-2013)

[2]《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)

[3]《岩土锚杆(索)技术规程(附条文说明)》(CECS 22-2005)

[4]《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086-2015)