锚杆框架梁在高边坡路基防护中的应用

关键词：锚杆框架梁 高边坡路基防护 应用 

　　近年来，在改革开放的深入之下，我国的经济发展取得了巨大的成就，与此同时，国家的基础建设工作也进行的如火如荼，各个地区山区通车的高速公路里程逐年增长。山区的地形与平地有着较大的区别，地形起伏大，因此，在修建山区高速公路时，是必须要进行高填深挖的，因此，挖方高边坡也成为山区高速公路施工过程中一个普遍存在的现象。国内外的种种工程实践均表明，如果未采取科学合理的防护措施，挖方高边坡就会发生溜坍、落势以及滑塌等灾害，情况严重时，甚至会出现滑坡，这不仅对高速公路工程的正常建设与运营带来不良的影响，也影响着山区周围人民群众生活和生产的安全。 

　　除此之外，山区的高速公路属于典型的带状工程，高边坡支护的面积相对较大，因此，其防护措施也会对工程造价产生直接的影响，综合以上几个方面的因素，科学合理的挖方边坡防护措施直接影响铁路工程的承建质量与工程造价。而高边坡防护工作不仅要保证边坡的安全性与稳定性，也要符合环保低碳理念的要求，下面就以吉林至珲春客运专线工程实践为例，分析锚杆框架梁在高边坡路基防护中的应用与注意事项。 

　　1 工程概况 

　　新建吉林至珲春客运专线自吉林站城际场引出，向东经敦化、安图西、延吉西，进入珲春市北郊设珲春北站，线路终点DK361+795。线路全长360.547km，其中吉林市境内正线建筑长度113.926km，延吉市境内正线建筑长度246.621km。

　　本线JHSⅥ合同段为DK283+044.6～DK323+000，线路长36.315km。主要工程包括：管段范围内的改移道路，路基工程，桥涵工程，隧道工程，大临工程（含施工便道等），与站前专业配套的站后工程及图们地区既有线改造工程等。 

　　GDK305+745～GDK305+845左侧路堑三级边坡采用C30钢筋混凝土锚杆框架防护，其中GDK305+745～GDK305+758.84左侧为桥梁范围边坡支挡设计，锚杆长10m，倾角20°，孔径90mm，锚杆沿线路及坡面方向间距均为3.0m，框架内采用空心砖客土种草及栽种灌木防护。 

　　本段路基土层及全风化层为中～强膨胀，强风化岩层不具膨胀性，山间谷地地貌，自然坡度26～30°，地形陡峭，边坡高差约30m，因此，在路堑边坡开挖的过程中容易出现垮落与崩塌的情况，在边坡成型之后，由于人工活动、风化、降雨的影响，边坡也容易发生掉块以及局部塌落的情况，甚至会发生浅层溜坍，因此，必须要采取防护措施，本工程选择锚杆框架梁进行防护。 

　　2 锚杆框架梁防护的优势分析 

　　锚杆框架梁防护法是近年来兴起的一种防护方法，与传统的防护方法相比而言，锚杆框架梁防护法有着如下的优势： 

　　2.1 节约材料，造价低廉 锚杆框架梁防护的实质就是使用锚杆来加固土层，并利用锚杆将地层与梁结构进行结合，形成共同体，这样不仅能够提升地层强度，有效改善地层力学性能，提升岩土的自稳能力与强度，也能够在一定程度上减少坡面防护圬工数量，因此，与传统的防护措施相比，锚杆框架梁有着节约工程材料的特征，也能够有效降低工程造价。 

　　2.2 绿化效果理想，符合环保要求 锚杆框架梁可以有效减少坡面防护圬工数量，也能够使用挂三维喷播植草或者挂双网喷有机材料对框架中的边坡进行绿化，因此，就可以有效的改善整个边坡的绿化情况，能够保障挖方边坡的环境与周围环境协调，既可以保护生态平衡，又能够达到美化公路的效果。 

　　2.3 动态性特点 考虑到挖方高边坡工程范围长、分布广，在设计与勘查阶段很难收集到全面的信息，在这种情况下，提出科学的防护措施是不可能的，因此，具体的防护措施还需要根据施工情况的变化进行考虑。在施工过程中需要根据边坡地质情况及时的优化原先的设计，这样就可以有效提升防护措施的科学性。而锚杆框架梁防护就能够使用边开挖边防护的模式进行，也可以根据地质的变化及时调整好锚杆与框架的尺寸，有着随机补强以及随机优化的特点，这样，施工人员就能够对挖方高边坡实施信息化的动态设计，提升防护的效果与经济效益。 

　　下面就以吉林至珲春客运专线段的工程实践为例，分析挖方高边坡锚杆框架梁防护的设计、施工以及其他事项。 

　　3 锚杆框架梁的设计方式 

　　对于锚杆框架梁的设计需要遵循以下的原则： 

　　首先，分析每个路段的地质勘察资料，查看岩土体的风化程度、工程特点、完整程度、结构面组合关系、结构面特性、水文地质条件、工程地质条件等因素确定好挖方边坡坡率，再使用赤平投影对挖方边坡的稳定性进行分析，对边坡的稳定性进行定性分析，其类型包括五种，即最稳定的、稳定的、较稳定的、较不稳定的、不稳定的，对于前三种类型的边坡，锚杆框架梁的支护只要考虑浅层即可，对于后两种类型的边坡，就需要对边坡稳定性进行计算，根据计算结果来确定锚杆长度，具体的设计与施工方式如下。 

　　3.1 锚杆的设计方法 根据本工程的实际情况，锚杆使用全长粘结性锚杆，选择HRB335钢筋作为杆体材料. 

　　在上式之中，A代表钢筋横截面积、K代表负载安全系数、N代表锚杆轴向拉力值、f代表钢筋抗拉设计强度。 

　　对于稳定且没有不利结构面的边坡，只需要考虑浅层即可，本工程选择单根φ18钢筋，长度为4.0m、孔径为50mm的锚杆。对于边坡不稳定的挖方高边坡，其锚杆长度需要根据边坡稳定性进行计算，在计算锚杆有效锚固端长度不宜小于2.0m。 

　　3.2 框架梁的设计 框架梁单元形状使用矩形，单元尺寸选择3.0m×3.0m，锚杆设置于框架梁节点处，框架梁截面使用矩形截面，框架梁中的剪力与弯矩根据计算结果决定，附加安全系数为1.23，荷载分项系数为1.3，梁内主筋使用HRB335钢筋。 

　　4 锚杆框架梁防护施工技术要点 

　　4.1 锚杆施工 在进行施工之前需要先进行清坡，再根据绿化要求修坡，保持坡面的平整，在进行锚杆施工时，需要注意到几个问题：第一，严格遵循设计规范定位孔位，并作出标记，将误差控制在5cm之内，对于页岩、泥岩等锚杆孔，施工干钻，避免孔内出现积水。第二，在安装锚杆之前，应该检查好原材料的品种、规格与型号，看锚杆技术性能与质量能否满足设计需求。砂浆以中砂和细砂为宜，粒径不能超过2.5mm，在使用前进行过筛处理，保障砂浆的强度。第三，在安装锚杆之前，需要进行试验，选择不同类型锚杆数量的3%以上进行试验，试验结果符合国家标准方可投入使用。 

　　4.2 施工注意事项 在施工开始前，需要对地质情况进行深入的分析，对于无特殊设计的边坡，就需要进行优化，边坡的开挖宜使用从上到下的形式，在挖方过程中需要进行全程的监测，查看地质信息，再对获取的信息进行收集和分析，以此来调整支护方案。 

　　5 结语 

　　总而言之，锚杆框架梁是一种理想的挖方高边坡防护方式，能够降低工程造价、节约工程材料，也有着良好的绿化效果，便于施工人员根据地质信息的变化情况来及时的调整施工方案，基本实现了高边坡路基防护工作的信息化管理，具备理想的社会效益与经济效益，该种模式是值得在山区公路施工中进行推广和使用的。 

　　参考文献： 

　　[1]吕丰.锚杆框架梁在高边坡防护中的应用[J].科技创新与应用，2013（07）. 

　　[2]张文科，黄晓华，唐建军.济泰高速公路危岩滑坡加固治理工程的分析[J].重庆交通学院学报，2002（02）. 

　　[3]范光华.钢筋混凝土锚杆框架梁在紫坪铺公路改建工程高边坡中的应用[J].西北水电，2006（09）.