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1、1路堑高边坡预应力锚固防护路堑高边坡预应力锚固防护摘要：摘要：汕梅高速公路 K53+760K54+022 路堑高边坡采用预应力锚索框架梁或锚杆格梁内铺草皮加 固防护措施，取得较好的效果。简要介绍该高边坡防护的设计方案和施工方法。 关键词：关键词：路堑 高边坡 预应力 锚固 防护0、引言对于深路堑，首先应进行路线方案优化设计，避让不稳的山体或减低挖方边坡高度，但路线必须通过时，则按深路堑要求进行特殊设计，对边坡采取防护措施。本文结合汕梅高速公路 K53+760K54+022 路堑高边坡的工程实例，简要介绍该高边坡防护的设计方案和施工方法，通过现场监测和试验证明了该边坡的稳定性。1、工程概况汕梅高
2、速公路 K53+760K54+022 路堑高边坡位于揭阳立交匝道交汇处，最大竖直高度 110m，最大坡长167m，系目前广东省内最高挖方边坡，采用预应力锚索框架梁或锚杆格梁内铺草皮加固防护措施，分 9 级坡，一级坡高 8m，二级以上每级坡高 10m，第二、五级边坡平台宽度分别为 8、10m，其余边坡平台宽度 2m，一五级坡率 1：1，六九级坡率 1：1.25。该路堑边坡位于垭口地带，边坡高，并多由全风化花岗岩构成，泉水及裂隙比较发育，工程地质条件较差。2、边坡加固设计2边坡为土质边坡，滑动面以圆弧滑动为主，采用简化 Bishop 法计算其整体安全系数，坡残积土力学指标取凝聚力 C=20kpa，
3、内摩擦角=25，全风化花岗岩力学指标取凝聚力 C=20kpa，内摩擦角= 28，强风化花岗岩力学指标取凝聚力 C=25kpa，内摩擦角=30，在满足安全系数为 1.2 的前提下，计算潜在滑坡推力值为 700kN/m。由于岩土体强度较低，同时由于边坡较高，导致坡脚的应力集中程度较高，边坡整体存在深层滑动的可能。在三、四、六级边坡分别设计了三排锚索，同时为改善坡脚处岩土体的受力状况，在一级边坡处设了三排较长的砂浆锚杆，以收到“固脚强腰”之效，其余坡级的边坡则采用短锚杆格梁抑制浅层溜坍及防止坡面冲刷。2.1、结构设计考虑边坡岩体软弱，采用小吨位普通拉力型预应力锚索，设计吨位为 370 kN。锚索体长
4、度（含锚固段），按验算荷载大小及所处部位分两区（类）：A 区 L=25m，B 区 L=29m，锚固段长度按 =200 kpa 计算为 9m；砂浆锚杆长度根据不同部位设计分三区，锚杆长度 5.5m，其设计抗拔力为 40 kN，锚杆长度 8m，其设计抗拔力为 60kN，锚杆长度11.5m，其设计抗拔力为 100kN。2.2、排水设计边坡所在山体汇水面积较大，地下水补给路径较长，地下水较发育，采用斜孔排水的方法，疏导坡体裂隙内的水，降低地下水位，以提高坡体自身的稳定性。3、施工工艺及控制措施3路堑边坡土石方开挖与加固工程紧密结合，严格按逐级开挖、逐级加固原则施工，即待上级边坡加固工程全部实施并产生加
5、固作用后，方进行下级边坡的土石方开挖作业，确保坡体稳定和结构安全。地表截水沟在路堑边坡土石方开挖施工前修筑好，减少地表水对坡面冲刷和入渗坡体。3.1、锚索施工流程锚索孔定位钻孔及锚索编束高压风清孔放置锚索体注浆设计吨位张拉超张拉并锁定3.2、锚索施工关键控制措施锚索孔定位偏差不大于 20mm，锚孔与设计锚索倾斜度偏差不应超过 0.51。钻孔过程禁止水冲。遇严重坍孔应立即停钻，进行灌浆护壁处理（灌浆压力 0.10.2Mpa）将孔内岩粉及积水全部清出孔外，并及时放置锚索束体并注浆。锚索编束要确保每一束钢绞线均匀排列、平直，并对有死弯、机械损伤及锈蚀坑者剔除。锚索锚固段钢绞线应进行除绣处理，无需防护
6、涂层；自由段除锈后刷沥青船底漆，并用沥青玻璃纤布缠裹不小于两层，处理后装入塑料套管，自由段套管两端 100200mm 长度内充填黄油，套管外绕扎工程胶布固定。锚索编束制作钢绞线长度宜较设计锚索体长度预留 1.5m，按设4计吨位 110%超张拉，待张拉锁定工作结束 48 小时内，如预应力损失不大（锚索设计拉力值 10%）方可切除外露钢绞线，否则需进行补偿张拉。切口位置至外锚具的距离不应小于 0.1m，并对钢绞线除锈涂防腐剂后采用 C30 混凝土灌筑封锚。锚具工作台必须与地梁同时浇筑成整体，不能采用预制件。台面以下 30mm 处增设 3 层 8mm 的钢筋网。采用封孔（口）二次注浆，第一次注浆压力
7、不低于 0.60.8Mpa；当第一次注浆体凝固后或预应力筋张拉锚固后，应进行第二次注浆（补浆），其注浆压力不低于第一次注浆压力。二次注浆管可用 32 镀锌钢管制作，在锚固段打注浆孔，并用工程胶布堵孔。3.3、砂浆锚杆施工工艺砂浆锚杆采用封孔（口）一次注浆，注浆压力不低于 0.60.8Mpa。锚杆定位筋间距 1.5m，焊接时，应注意留出注浆位置。4、试验锚索锚索设计锚固段长度按=200 kpa 计算。为验证设计参数，在本工点选择有代表性地点布置，孔间距不小于 45m 设置一组破坏性试验锚索，试验锚索采用和工程锚索相同的钢绞线。试验锚索详细数据锚索锚索长度锚固段长度自由段长度自由段注钻孔径破坏荷载
8、极限荷载5编号（m）（m）（m）浆长度（m）（mm）（kN）（kN）17251.2130403382.928350.0130464440.839451.11306005705、工程监测考虑边坡较高，地形陡峻，岩质较弱，为掌握施工过程边坡变形动态并指导施工，建立边坡变形监测系统。监测系统包括人工巡视、地面位移及边坡深部位移监测。人工巡视：施工期间，坚持每天有人对边坡（含堑顶山坡）变化动态检查巡视并做好记录，发现异常情况及时向施工技术主管报告。各级平台设置地面位移监测点，每级平台监测点不少于 3 个。设置一个边坡深部位移监测剖面，每一剖面测斜孔不少于 3 孔，孔深根据测斜孔部位确定。观测频度：施工
9、期间雨季每月不少于 3 次，旱季每月不少于 1 次，雨后数天内需加密观测。为了保证施工顺利进行，及时反映施工过程中出现的各种状况，防止边坡失稳事故的发生，确保该边坡的稳定与安全，根据相关设计图纸和技术规范的要求，建立了该边坡工程监测的预警标准如下：项目 等级安全级1预警级2危险级3高度危险级4地表位移连续两次1mm/d连续两次1mm/d连续两次3mm/d连续两次5mm/d水平位移1mm/d1mm/d3mm/d5mm/d锚索、锚杆应力应力无明显增加现象应力增加，但小于设计荷载的 80%应力增加，并达到设计荷载的应力超过设计荷载的 100%690100%外观边坡外观无变化边坡外观无变化坡面、坡顶有
10、局部裂缝坡面、坡顶产生严重裂缝表中：1 为安全级，表示该边坡处于安全稳定状态；2 为预警级，应引起施工单位和业主单位的注意；3 为危险级，监测单位应加密监测频率（监测频率应由原计划的 1 次/15 天调整为 1 次/7 天），并通知业主单位；4 为高度危险级，表示该高边坡随时有可能发生破坏失稳现象，应停止施工，并及时采取安全加固措施；监测频率应随之调整为 1 次/天，并以书面形式（险情检测报告）通知业主单位。监测系统，视需要可运营至竣工后一个年度。 6、结论本文通过试验锚索和工程监测，得出以下结论：对试验资料进行客观整理分析，可知二次注浆（压力为 34 Mpa，偶尔达到 6 Mpa，关闭后，压
11、力稳定在 3 Mpa。 ）施工条件下，锚索锚固段与周围岩土体的粘结强度值约为 293.13kpa，根据此结果对工程实际锚索并结合实际设计荷载进行计算，其安全系数可达 2.59，完全可以满足公路路基设计规范所规定 2.13 安全系数的要求，而且还可以进一步提高实际张拉荷载；根据预应力监测结果知，工作锚索锁定后，随时间的推移，其预应力损失相对较为严重，因此在锚索初次张拉锁定后约 30 天左右，对各锚索进行一次补张拉；根据锚索、锚杆和边坡深部位移监测结果，并对照该高边坡监测预警标准，可知该边坡目前处于安全等级。参考文献：参考文献：1、高速公路丛书编委会.高速公路路基设计与施工.北京：人民交通出版社，1998.2、周水兴、何兆益、邹毅松等编著.路桥施工计算手册.北京：人民交通出版社，2001.7
