近年来，随着我国高等级公路建设步伐的加快，公路路基挖方边坡防护的形式也越来越多。锚管桩+锚索+框架梁复合支护防护便是其中一种，它是目前我国公路路基挖方边坡防护的新工艺，对于防止不良地段挖方边坡滑坡及加固有重要作用。边坡稳定极为不利，极易发生滑坡地质灾害，且该段挖方最大挖深达17m，为了保证该段挖方边坡的稳定性，优化开挖方案，设计上确定采用锚管桩+锚索+框架梁复合支护防护对挖方边坡进行加固。下面结合本段挖方边坡防护施工具体介绍这一新工艺。

 

　　1.边坡开挖

 

　　本段挖方设计上采用1∶1.5的边坡坡率，挖深每隔6m设置一道台阶，台阶宽度6m，共设三级，每个台阶的平台根部设置截水沟一道，坡顶远离开挖线每隔10m设置截水沟一道，共设三道。

 

　　路基开挖施工前，应首先做好开挖线外的三道截水沟，其次，在开挖线外，紧邻开挖线预打4排锚管桩，然后沿开挖线按设计坡比进行开挖，每次只挖1.5m，后打入一排锚管桩，开挖与锚管桩施工交替进行，直至可设置锚索深度，待锚索和框架梁支护完毕，方可进行下级边坡开挖，这样循环交替施工，直至开挖到坡底。

 

　　2.锚管桩施工

 

　　锚管桩为∮60的侧壁带孔钢管，设计桩长6m、排距1.5m。边坡开挖前，要紧邻开挖线预打4排锚管桩，边坡开挖后，边坡开挖与锚管桩施工交替进行，每次开挖1.5m后打一排锚管桩，打一排挖一排，这样先加固后开挖直至挖到坡底。当挖到坡底时立即打入4排锚管桩，防止底臌。锚管桩打前应先进行测量放样，定出桩位，而后按施工顺序安放打桩机，桩机对位后将锚管桩按放样位置垂直打入坡体，桩头入土30cm为宜，然后进行压力灌浆（水灰比一般0.4—0.6），使水泥浆在压力作用下透过锚管桩侧孔进入一定范围岩体，待浆体强度达到70%后，方可开挖边坡。

 

　　3.预应力锚索

 

　　本段挖方边坡左侧采用设计荷载为750KN/根的预应力锚索，共6排；右侧采用设计荷载为600KN/根的预应力锚索，共6排，锚索水平间距均为4m。当边坡开挖深度一旦达到预应力锚索可以设置高度，应停止开挖，进行锚索施工，施工前应进行3组现场原位试验，以确定锚索的极限荷载、张拉荷载、索定荷载、锚固长度以及时间效应等。本次施工采用多次高压注浆技术。

 

　　3.1施工前试验要求

 

　　锚索施工前须进行现场抗拉拔试验，每种岩性不得少于3组，通过试验提供以下结果：

 

　　（1）锚索的极限抗拉拔力T。

 

　　（2）锚索抗拉拔力T与位移S的关系曲线。

 

　　（3）锚索抗拉拔力T与锚固段长度L的关系曲线。

 

　　（4）锚索全长内力分布，包括轴力、锚固段侧磨阻和轴向应变，以及随时间变化关系。

 

　　（5）锚墩面积及其影响范围与时间的关系曲线。

 

　　（6）锚索拉拔力与时间关系曲线。

 

　　3.2试验型施工工艺

 

　　因本段挖方岩土体为强膨胀软岩，进行边坡锚索加固，施工工艺较为复杂，所以需进行锚索加固施工现场试验，以确定适宜的施工工艺及有关技术参数。

 

　　3.2.1试验目的及意义

 

　　A、探索强膨胀性软岩边坡锚索加固方法。

 

　　B、查明本地区膨胀性软岩特性。

 

　　C、验证本段边坡防护采用锚管桩+锚索+框架梁复合支护的可行性与可靠性。

 

　　D、优化垭口边坡的锚索结构形式、设计和施工参数。

 

　　3.2.2试验研究内容及技术参数

 

　　针对压力分散型锚索，采用锚固段扩孔工艺，在不同岩层进行如：扩孔与注浆施工工艺、锚索内力及锚索极限承载力、锚索张力随时间变化规律、垫墩周围土体表面变形范围及规律、辅助等多项试验。

 

　　A、扩孔与注浆施工工艺试验。

 

　　为满足锚索设计承载力（60—75T）的要求，扩孔型锚索需要解决扩孔和注浆这两个施工工艺问题，其中，扩孔问题主要解决在一个孔内扩挖1到3个扩孔段的技术问题；注浆问题主要解决对多个扩孔段注浆均能保证扩孔内浆体均匀饱满的技术问题。这两个问题的解决均存在较大的技术难度，需要在现场进行多次摸索性试验，最后确定最适宜的施工工艺。

 

　　扩孔试验：

 

　　（1）用麻花钻孔机钻一个深3m左右、直径为12cm的孔，然后用自制扩孔器扩孔，扩完后进行开挖解剖，观察扩孔形态，通过试验确定合适的钻速、进尺速度、扩孔形状、扩孔体积及排渣方式等。

 

　　（2）用麻花钻孔机钻一个深10m左右、直径为12cm的孔，用做多段扩孔试验，段与段之间拟取2m，先扩最外边的一个，然后逐次向里延伸，如此法不行就先扩最里边的一个，然后逐次向外，通过试验确定合适的多段扩孔方法及排渣方法。每次试验都要对所扩之孔进行解剖观察。

 

　　注浆试验：

 

　　（3）单扩孔段注浆试验：用麻花钻孔机钻一个深3m左右、直径为12cm的孔，在2—3m处做一个扩孔段，然后对其注浆，注浆后进行开挖解剖，观察注浆质量，这里主要解决如何排净扩孔段内的空气，以保证注浆饱满，同时还要确定合适的注浆压力和止浆措施。

 

　　（4）多扩孔段注浆试验：利用单扩孔段注浆试验中的成功注浆措施，对多个（2—3）扩孔段进行注浆试验，钻孔深度可取10m，在7—10m做扩孔段，试验完毕后进行开挖解剖，观察注浆质量。

 

　　扩孔试验与注浆试验各需三次左右，通过试验确定出适宜的扩孔与注浆施工工艺。

 

　　B、锚索内力及锚索极限承载力试验。

 

　　对单扩孔段、双扩孔段和三扩孔段锚索分别进行极限张拉试验，试验中要分别测量各级张力下锚索轴应变分布规律，每项试验均需要两根以上锚索，通过试验确定出本工程所需要的锚索扩孔数目和锚索轴应变分布与锚索张力之间的对应关系。

 

　　C、锚索张力随时间变化规律试验。

 

　　按工程设计实用锚索长度、扩孔数目、张拉吨位、索定吨位进行试验，每种介质拟取三根锚索进行试验，三种介质共计9根，试验中主要观察和测量锚索张力随时间的变化规律，试验时间一直到锚索张力基本稳定为止，该项试验主要确定合适的锚索超张拉系数和适宜的张拉时间。

 

　　D、垫墩周围土体表面变形范围及规律试验。

 

　　本试验可与B试验同时进行，测量内容为垫墩附近土体表面垂直位移随锚索张力和时间的变化规律，测试仪器采用千分表，该试验数据可为确定合理的锚索间距提供依据，每种介质拟取三根锚索，三种试验，三种介质共计9根。

 

　　E、辅助试验。

 

　　（1）现场土质的物理力学性能试验。

 

　　试验数据分析要求提供现场三类介质的土质成分、容重、含水量、塑性指数、孔隙率、压缩系数、压缩摸量、泊松比、变形摸量、粘聚力、内摩擦角和渗透系数等参数。

 

　　（2）注浆材料配比及力学性能试验。

 

　　注浆材料应与工程将要采用的想一致，建议采用纯水泥浆注浆，根据以往经验初步选定材料配比为：水泥∶水∶促流膨胀剂=1∶（0.35-0.45）∶0.03，其物理力学性能试验包括以下几（下转第332页）（上接第261页）项：

 

　　①注浆材料的体积膨胀试验：用一组试件，测量材料在第7、14、28天的体积膨胀量，计算不同龄期的体积变化率。

 

　　②注浆材料的单轴抗压强度、抗拉强度、弹性摸量、泊松比及C—￠值。

 

　　③抗压强度随时间变化规律试验：拟做7天、14天、21天、28天四组龄期的抗压强度，找出其随时间变化规律。

 

　　上述试验的试验件制备工作可在试验室内完成，但材料的种类、配比、养护条件等要尽可能与施工现场保持一致。

 

　　（3）坡体变形观测。

 

　　开挖前设置坡体变形水平、垂直两个方向位移观测系统，对边坡进行全过程监测。

 

　　（4）试验总结。

 

　　A、试验后的锚索仍可做该边坡岩体永久性加固工程的一部分，因此试验工程必须在施工设计的基础上选择。

 

　　B、通过试验最后确定适宜本工程的预应力锚索施工工艺及用以改进锚索施工的相关技术参数，为以后锚索工程的优化设计与施工提供理论依据。[科]

 

　　【参考文献】

 

　　[1]JTGE60-2008《公路路基路面现场测试规范》.

 

　　[2]JTGB01-2003《公路工程技术标准》.

 

　　[3]JTGTF60-2011《公路桥涵施工技术规范》.